Después de leer las razones para considerar la corriente eléctrica como una cantidad escalar, me confundí en un punto que decía "La magnitud y la dirección de la corriente no dependen de la dirección del flujo de carga, por eso la corriente eléctrica es escalar". ¿Qué significa esto? ¿Cómo se puede explicar desde el punto de vista atómico?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?Reactividad de los tioésteres con respecto al ataque nucleófilo
¿Por qué el enlace tioéster es más débil que un enlace éster normal?
Consideremos un mecanismo de reacción como éste:
Un análisis en estado estacionario mostrará que la tasa de formación del producto es
$$r = \frac{k_1k_2[\text{ester}][\text{Nu}]}{k_{-1} + k_2}$$
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$k_1$ para el tioéster es mayor, porque el par solitario 3p del azufre se solapa mal con el orbital C=O π* (que se forma a partir de orbitales 2p). Recordemos que los ésteres son menos electrófilos que las cetonas porque hay un oxígeno del éster que tiene un par solitario capaz de solaparse con el C=O π*. En este caso, al disminuir este solapamiento, resulta que los tioésteres son típicamente tan reactivos hacia el ataque nucleofílico como las cetonas.
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$k_2$ para el tioéster también es mayor porque los tiolatos son mejores grupos de salida que los alcóxidos.
En función de los índices relativos de $k_2$ y $k_{-1}$ Sin embargo, el segundo punto puede ser relevante o no. Por ejemplo, si $k_2 \gg k_{-1}$ entonces la ecuación de la tasa se simplifica a $r \approx k_1[\text{ester}][\text{Nu}]$ en cuyo caso la comparación de $k_2$ ya no es útil.
"...la dirección de la corriente no depende de la dirección..."
Me parece una explicación especialmente mal redactada. Incluso me atrevería a decir que es totalmente incorrecta. Hay dos formas igualmente válidas de explicar por qué la corriente es una cantidad escalar, y no una cantidad vectorial a pesar de que se mueve en una dirección determinada:
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La corriente sólo se mide como la cantidad de carga que pasa por un área transversal determinada. Matemáticamente esto se representa con la siguiente ecuación: $$I=\int{\int_S{\vec{J}\cdot \hat{n}dA}}$$
donde $\vec{J}$ es el densidad de corriente .
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La corriente es la derivada de la carga con respecto al tiempo. En otras palabras, es la cantidad de carga que pasa a través de un área transversal en un momento dado, o la cantidad de carga que sale o entra en un área cerrada particular. Se expresa matemáticamente como $$I=\frac{dq}{dt}$$
De nuevo, una cantidad escalar. Cuando se mide una corriente, puede haber varias fuentes de carga diferentes que fluyen en varias direcciones diferentes. La corriente sólo mide la cantidad neta de estas cargas que fluye a través de un área en un momento dado. Dependiendo de la dirección en que se mueva el flujo de carga, puede contribuir más o menos a la corriente total que atraviesa el área. Cuando la dirección es importante, la densidad de corriente es normalmente la cantidad considerada.
La magnitud de la corriente es la tasa de la cantidad neta de carga que pasa a través de un área cerrada por segundo. No importa la dirección de la que provengan las cargas, calcula la cantidad neta de carga que pasa por segundo. Esta es la definición teórica y NO debe confundirse con un circuito eléctrico en mente. En un circuito eléctrico colocamos una fuente de tensión/corriente e indicamos la dirección de la corriente lejos de la fuente a lo largo de los conductores. Esto significa en realidad la dirección de un potencial más alto a un potencial más bajo. O, más exactamente, de positivo a negativo (opuesto al del flujo de electrones). Esto es totalmente diferente de la cantidad mencionada.