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A través de la mecánica cuántica, un conjunto de leyes matemáticas adaptadas a la mecánica del movimiento de objetos diminutos como el átomo, es posible predecir la ubicación probable de los electrones en los átomos a través de cantidades de energía discretas y específicas. «Las energías de los electrones son similares a las energías de los libros en un conjunto de libros apilados. La energía potencial de un libro depende de qué tan lejos esté del suelo. (Cuanto mayor sea la altura, mayor será su capacidad potencial para trabajar en el otoño). Dado que un conjunto apilado asigna a un solo libro un cierto nivel de energía potencial, podemos decir que la energía potencial de un libro en el conjunto apilado es cuantificado. La energía de un electrón en un átomo es similar a la del libro, excepto que esta es la energía total (cinética más potencial), que está cuantificada.«1.
Orbitales
Corresponden a estados individuales que pueden ser ocupados por electrones en un átomo, es decir, representan un nivel de energía. Cada orbital tiene capacidad para un máximo de dos electrones, y cuando esto ocurre, se dice que los electrones están emparejados. Un orbital es una región del espacio que tiene más probabilidades de encontrar un electrón, cuya posición no se puede determinar con precisión.
Niveles o capas
Consiste en una agrupación de subcapas. Representa la distancia promedio del electrón al núcleo del átomo, con un máximo de siete capas reconocidas para el mismo átomo, comúnmente representadas por las letras K, L, M, N, O, P y Q, respectivamente de 1 a 7. Dichos números o letras muestran la distancia de este electrón al núcleo atómico; cuanto mayor sea el número o secuencia, mayor será la distancia de este electrón del núcleo atómico y menor su energía de ionización.
Subniveles o subcapas
Consiste en una agrupación de orbitales. Para los átomos en estado fundamental, solo cuatro tipos de subcapas están ocupadas por electrones, representados por s, que contiene solo un orbital; PAG, con tres orbitales; D, con cinco orbitales y F, con siete orbitales. Elementos químicos cuyo último electrón está en los subniveles s o PAG son conocidos como representantes, ya en D o F, como elementos de transición, y constituyen el bloque intermedio de la tabla periódica.
Representaciones de electrones en átomos
A continuación mostraremos algunos dispositivos que permiten representar energías electrónicas en átomos. Los orbitales, la región del átomo con mayor probabilidad de encontrar electrones, estarán representados por pequeñas líneas horizontales, ___. Un electrón está representado por una media flecha orientada hacia arriba o hacia abajo. Así, un átomo de hidrógeno, que posee un solo electrón, se representa en la Figura 1. El átomo de helio, por otro lado, que tiene dos electrones emparejados en el mismo orbital, se representa en Figura 2.
Referencias:
1. RUSSELL, John B .; Química General vol.1, São Paulo: Pearson Education of Brazil, Makron Books, 1994.
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Principios de la química: cuestionando la vida moderna y el medio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.
FELTRE, Ricardo; Fundamentos de Química, vol. Soltero, Ed. Moderna, São Paulo / SP – 1990.
