O que são os elétrons?
Os elétrons (e– ou –) são partículas subatômicas que possuem carga negativa, estando localizados na eletrosfera do átomo onde se movimentam em órbitas circulares nas camadas eletrônicas.
Segundo o modelo atômico de Bohr, há sete camadas eletrônicas, mas o elétron se localiza em apenas uma camada, pois a energia presente em cada elemento é constante.
Além dos elétrons, o átomo é formado por prótons (carga positiva) e nêutrons (carga neutra) que estão localizados em uma região densa chamada de núcleo atômico. Ao redor desse núcleo, localiza-se a eletrosfera.
Para a determinação da massa atômica, a massa do elétron é irrelevante, uma vez que é 1836 vezes menor que a massa de um próton. Enquanto sua carga relativa é de -1 e em Coulomb, é -1,602 x 10-19.
Descoberta do elétron
Ao analisar o âmbar (resina excretada por alguns vegetais para a proteção contra predadores que se torna fossilizada), o filósofo grego Tales de Mileto (625 a.C. – 546 a.C.) observou que ao esfregar essa resina em determinados tecidos, eles atraíam certos objetos leves. Logo, constatou a presença de cargas elétricas, uma vez que ficavam eletrizados.
No entanto, foi somente em 1856 que a explicação sobre esse efeito passou a ser estruturada. Sir Willian Crookes (1832-1919), físico inglês, criou um equipamento que ficou conhecido como ampola de Crookes. Essa ampola era constituída de um tubo de vidro vedado onde se colocavam gases rarefeitos, em que um dos polos da ampola era positivo e o outro negativo, constituindo os eletrodos.
Ao aplicar uma diferença de potencial observava-se um feixe de luz que movimentava-se do eletrodo negativo (cátodo) para o positivo (ânodo). Esse feixe luminoso é conhecido como raios catódicos.
Anos mais tarde, em 1897, o cientista inglês Joseph John Thomson (1856-1940), com a utilização da ampola de Crookes descobriu a existência dos elétrons. Assim, os elétrons foram a primeira partícula subatômica a serem descobertas, sendo Joseph o primeiro a provar a divisibilidade do átomo e a propor um modelo atômico com essa característica.
Por meio desse experimento, Thomson chegou às seguintes conclusões:
- Mesmo com a troca de gases, os raios catódicos mantiveram o mesmo comportamento. Portanto, os raios catódicos são parte integrante de toda a matéria, sendo assim, uma partícula subatômica;
- Como esses raios conseguem movimentar uma hélice presente no tubo, eles possuem massa;
- Ao colocar um campo elétrico por fora da ampola, os raios catódicos sofreram um desvio para a placa positiva, logo, apresentam carga negativa.
Essas partículas constituintes dos raios catódicos passaram a se chamar elétrons. Esse nome deriva da palavra grega elektron que possui o significado de âmbar.
Elétrons livres
Quando um átomo perde um elétron, ele passa a ter uma carga positiva maior devido aos prótons e forma o cátion.
Desse modo, os elétrons são chamados de livres por estarem presentes na camada mais externa e assim, estarem distantes do núcleo do átomo. Diante disso, a interação é fraca e eles podem ser facilmente retirados da eletrosfera.
Sendo assim, os elétrons livres podem realizar a transição energética ao receber energia, ou seja, movimentam-se para outra camada eletrônica.
Quando ocorre o acúmulo de elétrons pelo átomo, o átomo passa a ter maior número de elétrons e apresentar carga negativa sendo conhecido como ânion.
O que são elétrons emparelhados e desemparelhados?
O conceito de elétrons emparelhados e desemparelhados está relacionado à quantidade de elétrons presentes nos orbitais atômicos da eletrosfera. Ou seja, representa a possibilidade dos elétrons estarem sozinhos ou em pares.
Sendo assim, os elétrons emparelhados estão localizados nos orbitais em pares, enquanto os desemparelhados, estão sozinhos. Isso ocorre porque em cada orbital presente na eletrosfera, só é possível a existência de dois elétrons que apresentam sentido oposto de rotação.
Qual a função dos elétrons?
Os elétrons são utilizados em diferentes aplicações. A mais usada é a geração de corrente elétrica e a transição eletrônica. Além disso, são importantes para o acontecimento de ligações químicas e a formação de novas moléculas e também, por garantir a ocorrência de algumas reações.
O que é a corrente elétrica e como os elétrons se movimentam?
A corrente elétrica pode ser definida como o movimento ordenado entre as cargas elétricas presentes em um condutor metálico. Sendo assim, ela é o movimento ordenado dos elétrons.
Esse movimento é organizado quando há a presença de um campo elétrico no condutor, promovendo a organização dos elétrons livres.
Em geral, há a presença de dois polos, positivo e negativo, capazes de gerar uma diferença de potencial, quando o condutor é ligado entre esses dois polos, os elétrons começam a se deslocar. Esse deslocamento pode ocorrer em dois sentidos: real ou convencional.
- Sentido real: o movimento das partículas ocorre do polo negativo para o positivo;
- Sentido convencional: corresponde ao sentido do campo elétrico e vai do polo positivo para o negativo.
Transição eletrônica
Os elétrons, ao serem excitados, são capazes de saltar de uma camada eletrônica para a outra de maior energia como apresentado pelo modelo atômico de Rutherford-Bohr.
No entanto, esse estado de maior energia é instável e rapidamente o elétron perde energia em forma de radiação visível (luz), e volta ao seu estado fundamental.
Esse processo é conhecido como transição eletrônica e é utilizado na fabricação de fogos de artifício e nos testes laboratoriais de chama.
