Explicamos qué es una órbita y cuál es su significado en el campo de la química. Además, órbitas elípticas y órbitas del sistema solar.

Órbitas de la Sistema Solar
Una órbita puede tomar varias formas, ya sea elíptica, circular o alargada.

¿Qué es una órbita?

En física, la órbita es la trayectoria descrita por un cuerpo alrededor de otro, alrededor de la cual gira por acción una fuerza central, como es el caso de la fuerza gravitacional en el caso de los astros celestes. Esta es la trayectoria que traza un objeto moviéndose alrededor de un centro de gravedad por el que es atraído, en principio sin tener nunca un impacto con él, pero tampoco se aleja del todo.

Las órbitas han sido desde el siglo XVII (cuando Johannes Kepler e Isaac Newton formularon las leyes físicas fundamentales que las rigen) un concepto importante para la comprensión del movimiento en el universo, especialmente con respecto a los astros celestes y también a la química subatómica.

Una órbita puede tomar diversas formas, ya sean elípticas, circulares o elongadas, y puede ser parabólica (como una parábola) o hiperbólica (como una hipérbola). En cualquier caso, cualquier órbita consta de los siguientes seis elementos keplerios:

  • Inclinación del plano de la órbita, representada por el signo i.
  • Longitud del nodo ascendente, representada por el signo Ω.
  • Excentricidad o grado de desviación de una circunferencia, representada por el signo e.
  • Semieje superior, o la mitad del diámetro más largo, representado por el signo a.
  • Argumento de perihelio o periiast, el ángulo desde el nodo ascendente hasta el periiast, representado por el signo ω.
  • Anomalía media de la época, o fracción del tiempo orbital transcurrido y representada como un ángulo, representado por el signo M0.

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Órbita en química

orbital atómico
Cada orbital atómico se expresa como un número y una letra.

En química, hablamos de órbitas sobre el movimiento de electrones alrededor del núcleo de Átomos, debido a la diferencia en las cargas electromagnéticas que presentan (negativas en electrones y positivas en el núcleo de protones y neutrones). Estos electrones no tienen una trayectoria definida, pero se describen clásicamente como órbitas conocidas como orbitales atómicos, dependiendo del grado de energía que albergan.

Cada orbital atómico se expresa como un número y una letra. El número (1, 2, 3... hasta 7) denota los niveles de energía con los que se mueve la partícula, mientras que la letra (s, p, d y f) denota la forma del orbital.

Órbita elíptica

Una órbita elíptica es aquella que, en lugar de un círculo, dibuja una elipse, es decir, una circunferencia aplanada y alargada. Esta figura, la elipse, tiene dos focos, donde se ubicarían los ejes centrales de cada uno de los dos círculos que la componen; además, este tipo de órbita tiene una excentricidad mayor que cero y menor que uno (0 es equivalente a una órbita circular y 1 es equivalente a una órbita parabólica).

Cada órbita elíptica tiene dos puntos notables:

  • Periapsis. El punto más cercano a la trayectoria orbital del cuerpo central alrededor del cual se traza la órbita (y se encuentra en uno de los dos focos).
  • Apoapsis. El punto más alejado desde la trayectoria orbital hasta el cuerpo central alrededor del cual se traza la órbita (y se encuentra en uno de los dos focos).

Órbitas de la Sistema Solar

Mercurio - órbita
El planeta Mercurio es la órbita más excéntrica, quizás para estar más cerca del Sol.

Las órbitas descritas por las estrellas de nuestro sistema solar son, como en la mayoría de los sistemas planetarios, de tipo más o menos elíptico. En el centro está la estrella del sistema, nuestro Sol, cuya gravedad mantiene a los planetas en movimiento; mientras que los cometas en sus respectivas órbitas parabólicas o hiperbólicas alrededor del Sol no tienen conexión directa con la estrella. Por su parte, los satélites de cada uno de los planetas también trazan órbitas alrededor de cada uno de ellos, como hace la Luna con la Tierra.

Sin embargo, las estrellas también se atraen entre sí, géLas excentricidades de las órbitas cambian con el tiempo y unas de otras. Como qué el planeta Mercurio es la órbita más excéntrica, tal vez por estar más cerca del Sol, pero lo sigue en la lista de Marte, mucho más lejos. Venus y Neptuno, por otro lado, tienen las órbitas menos excéntricas de todas.

órbita

La Tierra, al igual que sus planetas vecinos, orbita alrededor del Sol en una trayectoria ligeramente elíptica, que tarda unos 365 días (un año) y lo llamamos movimiento traslacional. Este desplazamiento se realiza a unos 67.000 kilómetros por hora.

Al mismo tiempo, hay cuatro tipos posibles de órbitas alrededor de la Tierra, por ejemplo, para satélites artificiales:

  • Órbita baja (LEO). De 200 a 2.000 km de la superficie del planeta.
  • Órbita media (MEO). De 2.000 a 35.786 km de la superficie del planeta.
  • Órbita alta (HEO). De 35.786 a 40.000 km de la superficie del planeta.
  • Órbita geoestacionaria (GEO). a 35.786 km de la superficie planetaria. Es la órbita sincronizada con el ecuador de la Tierra, con cero excentricidad y en la que un objeto aparece inmóvil en el cielo ante los observadores terrestres.

Referencias: