O modelo atômico de Rutherford-Böhr mostra que o átomo possui um núcleo com prótons e nêutrons, além de uma eletrosfera formada por várias camadas eletrônicas, com valores de energia específicos para cada tipo de átomo. Para os elementos conhecidos atualmente, existem, no máximo, sete camadas que são representadas, respectivamente (de dentro para fora), pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.

Figura 1 Sete camadas eletrônicas representadas pelas letras

A distribuição eletrônica refere-se ao modo em que os elétrons estão distribuídos nas camadas ou níveis de energia que ficam ao redor do núcleo do átomo. Por exemplo, abaixo temos os elétrons do berílio. Ele possui 4 elétrons no total, distribuídos em duas camadas eletrônicas. Assim, a sua distribuição eletrônica é dada por: 2 – 2.

Energia Potencial

Energia Potencial é a energia que pode ser armazenada em um sistema físico e tem a capacidade de ser transformada em energia cinética.

Conforme o corpo perde energia potencial ganha energia cinética ou vice-e-verso.

Energia Potencial Gravitacional

É a energia que corresponde ao trabalho que a força Peso realiza.

É obtido quando consideramos o deslocamento de um corpo na vertical, tendo como origem o nível de referência (solo, chão de uma sala, …).

Enquanto o corpo cai vai ficando mais rápido, ou seja, ganha Energia Cinética, e como a altura diminui, perde Energia Potencial Gravitacional.

Níveis de Energia

Após o cientista inglês Rutherford propor o seu modelo para o átomo em que partículas negativas orbitavam o núcleo de partículas positivas em órbitas circulares, surgiu uma contradição levantada à respeito da trajetória dos elétrons e a energia que possuíam.

Sabendo-se que os elétrons possuíam aceleração em sua órbita circular, devido a força centrípeta, deveriam emitir ondas eletromagnéticas constantemente, segundo à teoria clássica de Maxwell, com uma consequente diminuição de sua energia que era perdida com as emissões, para que isto ocorresse era necessário que o elétron diminuisse sua velocidade e também o raio de sua órbita, ou seja, descrever uma trajetória espiral do elétron em direção ao núcleo, atingindo ele, em um colapso atômico, o que seria um absurdo, pois então todos os átomos seriam instáveis.

Foi com Niels Bohr a introdução de um novo conceito para explicar o que realmente deveria acontecer, a explicação nada mais é que existem níveis de energia (ou níveis eletrônicos). Bohr fundamentou certas proposições, baseadas na teoria da mecânica quântica de Planck, rompendo com parte da física clássica, que ficaram conhecidas como postulados de Bohr, resumidamente:

– Os elétrons se movimentam espontaneamente em órbitas estáveis sem irradiar energia. Estas órbitas correspondem àquelas em que o momento angular do elétron em torno do núcleo é igual a múltiplos inteiros de ” h/2π “, sendo ” h ” a constante de Planck.

– A energia absorvida ou emitida pelo elétron ao saltar de uma óbita para outra é quantizada e dada pela expressão: Ef – Ei = hf, sendo ” Ei ” e ” Ef ” as energias do elétron antes e depois, ” f ” a frequência e ” h ” a constante de Planck.

Os níveis descritos por Bohr são os níveis eletrônicos, representados simplesmente por ” n ” ou número quântico, com a observação experimental do espectro descontínuo da luz emitida pelos elétrons ao saltar de uma órbita para outra, ele concluiu a quantificação da energia em cada órbita estacionária.

Os níveis de energia também ganharam uma representação de letras: K:1 , L:2 , M:3 , N:4 , O:5 , P:6 e Q:7.

Hoje, sabe-se também que cada nível comporta subníveis discretos de energia.

Apesar do modelo de Bohr falhar para átomos mais complicados, a teoria aceita hoje, de Louis De Broglie, baseada na mecânica ondulatória, ainda está fundamentada sobre o conceito de níveis eletrônicos.

Elétrons

Os elétrons são partículas constituintes do átomo. Os elétrons giram em torno do núcleo do átomo e possuem carga elétrica negativa. Sua carga é contrabalançada pela carga dos prótons, de modo que, em condições normais o átomo é neutro. Desta forma, o número de elétrons é igual ao de prótons num átomo neutro. Este número depende do átomo, sendo diferente para cada elemento. Os elétrons podem movimentar-se através de determinados meios, sendo por isso, responsáveis pelo que se denomina corrente elétrica. Assim, nos metais, por exemplo, uma corrente consiste no movimento ordenado de elétrons. A massa do elétron é muito menor do que a dos prótons e nêutrons. Na figura 1 temos a representação dos elétrons em torno de um átomo. Os elétrons também formam o que se denomina raios catódicos. Os raios catódicos consistem num feixe de elétrons emitidos num tubo de vácuo. Quando incidem numa tela recoberta de fósforo produzem pontos luminosos. Este é o princípio de funcionamento dos televisores e dos osciloscópios de raios catódicos.