2.3: Comportamento dos Eletrões

Visão Geral

Os eletrões são partículas subatómicas carregadas negativamente que são atraídas para uma órbita em redor do núcleo positivamente carregado de um átomo. Eles residem em locais que estão associados a níveis de energia chamados camadas eletrónicas e são ainda organizados em subcamadas e orbitais dentro de cada camada eletrónica.

Os Eletrões Orbitam o Núcleo

Os eletrões são encontrados em locais específicos fora do núcleo. A camada onde um eletrão reside indica o nível geral de energia do eletrão: os mais próximos do núcleo têm menos energia, enquanto que os que estão mais afastados, têm mais energia. A subcamada descreve o nível de localização e energia do eletrão com mais precisão, e a orbital descreve a forma de uma área de probabilidade na qual um eletrão orbita o núcleo. Os eletrões que estão mais próximos do núcleo têm a menor quantidade de energia, e à medida que a distância entre eletrão e núcleo aumenta, também aumenta a quantidade de energia que o eletrão carrega. Mais longe do núcleo, há mais espaço para os eletrões orbitarem para que as camadas eletrónicas externas possam conter mais eletrões do que as camadas eletrónicas internas. Os eletrões mais externos de um átomo residem na camada de valência e são chamados de eletrões de valência. Estes eletrões formam ligações iónicas e covalentes com outros átomos.

Descobrindo o Eletrão

O eletrão foi a primeira partícula subatómica a ser descoberta. No final da década de 1890, J. J. Thomson realizou uma série de experiências usando tubos de raios catódicos que levariam à descoberta do eletrão.

Um tubo de raios catódicos é um tubo de vidro com dois elétrodos que estão conectados a uma fonte de energia que fornece eletricidade. Um vácuo remove a maior parte do ar do interior do tubo, e quando a tensão é aplicada através dos elétrodos, um feixe de partículas viaja do elétrodo carregado negativamente (cátodo) para o elétrodo carregado positivamente (ânodo). O ânodo tem um pequeno buraco para que os raios possam passar. Um revestimento de fósforo na extremidade oposta do tubo brilha quando os raios catódicos o atingem.

Thomson dirigiu o raio do cátodo entre duas placas de metal, uma com carga positiva e outra com carga negativa, e mediu a posição do raio na extremidade mais distante do tubo. Quando o raio passou entre as duas placas, foi desviado para longe da placa carregada negativamente, dobrando-se na direção da placa carregada positivamente. Uma vez que cargas semelhantes se repelem e cargas opostas se atraem, isso indicou que as partículas que compõem o raio do cátodo possuíam uma carga negativa. Outras experiências para calcular a relação massa-carga das partículas do cátodo revelaram que a massa de cada partícula carregada negativamente era pequena, cerca de 1/2000 da massa de qualquer átomo conhecido. Thomson, portanto, concluiu que deveria haver muitos eletrões presentes em qualquer átomo. Mais tarde, a descoberta de protões e neutrões explicaria a distribuição de massa e carga neutra total presente em um átomo.

Eletrões são pequenas partículas subatômicas que possuem uma carga elétrica de um negativo. Como resultado, eles são atraídos por, e giram em torno, do núcleo carregado positivamente, ocupando a maior parte do volume do átomo. Neste diagrama simplificado, aqueles que estão localizados mais próximos do núcleo no primeiro nível de energia tem a menor quantidade de energia, como só pode haver até dois eletrões orbitando este nível.

Os adicionais preenchem níveis de energia cada vez mais altos com caminhos orbitais mais complexos. Aqui nesta concha externa, as partículas são referidas como eletrões de valência. Eles determinam as propriedades do elemento porque eles podem ser compartilhados ou transferidos entre outros átomos para formar ligações químicas covalentes ou iônicas entre eles.

Atom – The smallest unit of matter, made of protons, neutrons, and electrons. Proton – A positively charged particle in the nucleus that defines the atomic number. Electron – A negatively charged particle that orbits the nucleus and affects the atom's charge. Neutron – A neutral particle in the nucleus that adds to the atom's mass. Valence electrons – Electrons in the outer shell that determine how an atom bonds with others..

Define Atom and Subatomic Particles – Identify matter’s building blocks: protons, neutrons, and electrons (e.g., atom) Trace History of Atomic Theory – Explore ideas from Democritus to Dalton and beyond (e.g., Dalton) Identify Key Discoveries – Describe findings by Thomson, Rutherford, and Chadwick (e.g., electron) Explain Mechanism or Process – Detail atomic structure: nucleus with protons/neutrons, electrons in orbitals Apply in Context – Use atomic number and mass to classify and compare elements in the periodic table

What are valence electrons and why are they important in chemistry? How do valence electrons affect chemical bonding and reactivity? What is the difference between valence electrons and core electrons?

Students – Learn effective strategies for studying and memorizing complex lists Educators – Teach memory techniques with concrete and engaging examples Researchers – Explore cognitive tools used in learning and memory enhancement Science Enthusiasts – Discover fun, structured ways to remember scientific facts