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Los electrones son una de las tres partículas subatómicas. Tienen carga negativa y aproximadamente 1/2000 de la masa de un protón. Son atraídos por los protones cargados positivamente en el centro atómico, pero se repelen entre sí. Es imposible definir de forma absoluta la posición (momento y ubicación) de un electrón en el espacio y el tiempo. En cambio, los electrones se describen como si tuvieran diferentes probabilidades de distribución alrededor del centro atómico. Estos volúmenes de espacio (donde un electrón se encuentra con mayor frecuencia) se denominan orbitales atómicos
Los orbitales atómicos tienen diferentes formas. Todos los s son esféricos. Los electrones de los orbitales s tienen la misma probabilidad de encontrarse en cualquier dirección y a una distancia determinada del centro atómico. Los electrones de un orbital s pueden incluso encontrarse justo en el centro atómico.
En todos los demás tipos de orbitales los electrones ocupantes no tienen ninguna probabilidad de encontrarse en el centro. Todos los orbitales p tienen una forma parecida a la de una mancuerna, con la región delgada y apretada de probabilidad cero situada justo sobre el centro. Independientemente de su forma, un orbital sólo puede contener un máximo de dos electrones en cualquier momento.
Niveles de energía del átomo de neón
Alrededor del núcleo de un átomo hay niveles de energía que ocupan los electrones. Un electrón debe residir en uno de estos niveles, no entre ellos. Empiezan a ocupar primero los niveles de energía más bajos, los más cercanos al núcleo, y continúan alejándose del núcleo llenando niveles de energía más altos. A menudo mostramos estos niveles de energía como círculos concéntricos alrededor del núcleo de un átomo. Esto no es una representación de la ubicación física de los electrones en el átomo. Representa la energía media de los electrones en un nivel determinado.
Cuando todos los electrones están en el estado más bajo posible, decimos que el átomo está en su estado básico. Cuando no están en el nivel de energía más bajo posible, decimos que el átomo está en un estado excitado.
Un átomo pasa de un estado básico a un estado excitado al tomar energía de su entorno en un proceso llamado absorción. El electrón absorbe la energía y salta a un nivel energético superior. En el proceso inverso, la emisión, el electrón vuelve al estado básico liberando la energía extra que ha absorbido.
Niveles de energía orbital de la química
Un sistema mecánico cuántico o una partícula que está ligada -es decir, confinada espacialmente- sólo puede adoptar ciertos valores discretos de energía, llamados niveles de energía. Esto contrasta con las partículas clásicas, que pueden tener cualquier cantidad de energía. El término se utiliza habitualmente para los niveles de energía de los electrones de los átomos, iones o moléculas, que están ligados por el campo eléctrico del núcleo, pero también puede referirse a los niveles de energía de los núcleos o a los niveles de energía vibracional o rotacional de las moléculas. Se dice que el espectro energético de un sistema con tales niveles de energía discretos está cuantizado.
En química y física atómica, una capa de electrones, o nivel de energía principal, puede considerarse como la órbita de uno o más electrones alrededor del núcleo de un átomo. La cáscara más cercana al núcleo se denomina “cáscara 1” (también llamada “cáscara K”), seguida de la “cáscara 2” (o “cáscara L”), luego la “cáscara 3” (o “cáscara M”), y así sucesivamente cada vez más lejos del núcleo. Las cáscaras se corresponden con los números cuánticos principales (n = 1, 2, 3, 4…) o se etiquetan alfabéticamente con las letras utilizadas en la notación de rayos X (K, L, M, N…).
Niveles de energía del hidrógeno
Los niveles de energía son regiones alrededor del núcleo central en las que los electrones se mueven de acuerdo con sus energías: Niveles de energíaLos niveles de energía son regiones alrededor del núcleo en las que los electrones se mueven según sus energías.Los átomos tienen los niveles de energía más bajos, más cercanos al núcleo central, y niveles de energía más altos, más alejados. Los científicos utilizan una sola letra mayúscula para cada nivel energético. Una sola letra mayúscula K es para
cuando están cerca del centro del átomo y un estado de energía más alto cuando están más alejados. El nivel K es el más cercano al núcleo central y tiene el estado energético más bajo de todos los niveles. Los niveles L y M
están más alejados del núcleo y tienen estados de energía más altos.Ejemplo 1: Identificación de las letras que representan los niveles de energía¿Cuál de las siguientes letras no se utiliza para representar un nivel de energía?Respuesta Los científicos utilizan letras mayúsculas simples para representar los siete niveles de energía más bajos de un átomo. Por ejemplo
electrones en cualquier nivel de energía. Utilicemos la expresión 2 para determinar el número máximo de electrones en el primer nivel de energía (K). Empecemos por decir que el número máximo de electrones es igual a la expresión