Disposición de los electrones
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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
Estado de baja energía
¿Cuántos electrones caben en cada envoltura de un átomo? El número máximo de electrones que puede ocupar un nivel de energía específico se puede encontrar utilizando la siguiente fórmula:Capacidad de electrones = 2n2La variable n representa el Número Cuántico Principal, el número del nivel de energía en cuestión.Nivel de energía(Número Cuántico Principal)Letra de la envolturaCapacidad de electrones1K22L83M184N325O506P72Tenga en cuenta que no es necesario que un nivel de energía esté completamente lleno antes de que los electrones comiencen a llenar el siguiente nivel. Siempre debes utilizar la Tabla Periódica de los Elementos para comprobar la tabla de configuración electrónica de un elemento si necesitas saber exactamente cuántos electrones hay en cada nivel.
Páginas relacionadas:Todo sobre los átomosVídeo – Cómo dibujar un átomoLa Tabla Periódica de los Elementos¿Cómo encuentro el número de protones, electrones y neutrones que hay en un átomo de un elemento?
Niveles de energía de un átomo
La teoría atómico-molecular nos proporciona una comprensión particulada de la materia. Cada elemento se caracteriza por estar formado por átomos idénticos e indestructibles con pesos atómicos determinados. Los compuestos están formados por moléculas idénticas, cada una de ellas constituida por un número determinado de átomos de cada uno de los elementos componentes. También sabemos que los átomos tienen una estructura nuclear, lo que significa que toda la carga positiva y prácticamente toda la masa del átomo se concentran en un núcleo que es una fracción muy pequeña del volumen del átomo. Por último, sabemos que los electrones del átomo están dispuestos en “cáscaras” alrededor del núcleo, y que cada cáscara está más alejada del núcleo que la anterior. Los electrones de las capas exteriores están más débilmente unidos al átomo que los de las capas interiores, y sólo puede caber un número limitado de electrones en cada capa.
El modelo de cáscara del átomo es un buen comienzo para entender las diferencias en las propiedades químicas de los átomos de los distintos elementos. Por ejemplo, podemos entender la periodicidad de las propiedades químicas y físicas a partir de nuestro modelo, ya que los elementos del mismo grupo tienen el mismo número de electrones en la capa de valencia.
Configuración de los electrones
ResumenLa estructura de bandas electrónicas es la relación energía-momento de un electrón. El comportamiento de un electrón totalmente libre en una red cristalina muestra las limitaciones que la simetría impone a la relación energía-momento. Los electrones de los semiconductores no son libres. Sus funciones de onda adoptan la forma de funciones de Bloch que contienen una parte que tiene la periodicidad de la estructura cristalina y un término de electrón libre. La estructura de banda electrónica de muchos semiconductores de importancia tecnológica puede calcularse mediante el método del pseudopotencial. El poder del método del pseudopotencial reside en su capacidad para sustituir un potencial ficticio que da cuenta del comportamiento de los electrones en los estados de banda de valencia débilmente ligados. Se puede calcular un pseudopotencial a partir de los primeros principios si se puede determinar la configuración del estado básico del material. Con un espíritu similar al del método del pseudopotencial, Pierre Hohenberg y Walter Kohn demostraron que la configuración del estado básico de un conjunto de átomos, como un cristal o una molécula, es una función de la densidad de carga electrónica correcta: es decir, una función de sólo tres dimensiones espaciales. La teoría del funcional de la densidad ha permitido determinar la configuración del estado básico no sólo de los semiconductores, cuya estructura es relativamente sencilla, sino también de moléculas y proteínas complejas de importancia para la bioquímica.
