Άρθρα

Ηλεκτροσφαίρια και επίπεδα ενέργειας


Όπως είδαμε προηγουμένως, ο Bohr εξευγενισμένο ατομικό μοντέλο του Ράδερφορντ με βάση τις θεωρητικές συνταγές. Ένας από αυτούς είναι:

Τα ηλεκτρόνια κατανέμονται ανάλογα με τις αποστάσεις τους από τον πυρήνα, περιγράφοντας τις κυκλικές τροχιές γύρω από τον πυρήνα χωρίς να κερδίζουν ή να χάνουν ενέργεια.

Έτσι, υπάρχουν πολλές κυκλικές τροχιές σε ένα άτομο και κάθε μία έχει μια ορισμένη ενεργειακή αξία. Ανάλογα με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που έχει, το άτομο μπορεί να έχει διάφορα ηλεκτρονικά επίπεδα ή στρώματα ενέργειας.

Αυτά τα ηλεκτρονικά επίπεδα, σύμφωνα με τον αριθμό των γνωστών χημικών στοιχείων, αριθμούνται από 1 το 7 ή εκπροσωπούνται από τα γράμματα K, L, Μ, Ν, Ο, Ρ και Q, από το εσωτερικό επίπεδο, το οποίο είναι πιο κοντά στον πυρήνα.

Ο Bohr δήλωσε επίσης ότι:

Με τη λήψη ενέργειας το ηλεκτρόνιο μπορεί να μεταπηδήσει από το σημερινό του στρώμα στο εξωτερικό στρώμα. Όταν διακοπεί η πηγή ενέργειας, επιστρέφει στο στρώμα πηγής, απελευθερώνοντας με τη μορφή φωτός την ενέργεια που ελήφθη προηγουμένως.

Παρακολουθώντας τις παρακάτω φωτογραφίες, θα δείτε ότι η φλόγα έχει διαφορετικά χρώματα.

Τι μπορείτε να δείτε βλέποντας τα διαφορετικά χρώματα που παρουσιάζονται στις φωτογραφίες;

Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια των διαφορετικών χημικών στοιχείων φτάνουν και σε διαφορετικά εξωτερικά στρώματα κερδίζοντας ενέργεια. Η εκπομπή φωτός εξαρτάται από τη διαφορά ενέργειας μεταξύ του ηλεκτρονικού στρώματος στο οποίο ήταν και του στρώματος στο οποίο "πήδηξε" όταν έλαβε ενέργεια.

Η ενέργεια υπό μορφή φωτός εκπέμπεται όταν το ηλεκτρονίο επιστρέφει στο αρχικό του στρώμα ηλεκτρονίων και το χρώμα του φωτός θα εξαρτάται από κάθε χημικό στοιχείο.

Δεδομένου ότι το ορατό φως σχηματίζεται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα που κατανέμονται σε ένα συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων και σε συχνότητες κυμάτων αντιστοιχεί στην ποσότητα ενέργειας που μεταφέρει, έχουμε ότι η ενέργεια που εκπέμπεται από το ηλεκτρόνιο γίνεται αντιληπτή από εμάς υπό μορφή φωτός με το δεδομένο χρώμα. με την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται.

Αυτό εξηγεί, για παράδειγμα, τα χρώματα των πυροτεχνημάτων, καθώς παράγονται προσθέτοντας ουσίες που εκπέμπουν φως όταν θερμαίνονται.

Όπως έχουμε δει, σύμφωνα με τη θεωρία του Bohr, όταν λαμβάνουμε ενέργεια, ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να μεταβεί σε ένα εξωτερικό, υψηλότερης ενέργειας κέλυφος.

Γνωρίζουμε τώρα ότι εάν η ποσότητα ενέργειας που παρέχεται σε ένα ηλεκτρόνιο είναι πολύ υψηλή, αυτό το ηλεκτρόνιο μπορεί να ξεφύγει από την περιοχή που θεωρείται ηλεκτροσφαιρία. Ως αποτέλεσμα, το άτομο δεν έχει πλέον ίσο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων και ως εκ τούτου δεν είναι πλέον ουδέτερο.

Ακριβώς όπως μπορούν να χαθούν τα ηλεκτρόνια, έτσι και το άτομο μπορεί να λάβει ηλεκτρόνια, προκαλώντας θραύση της ουδετερότητας των ηλεκτρικών φορτίων.

Στα δύο προηγούμενα παραδείγματα, ήταν δυνατόν να επιβεβαιωθεί ότι με την απώλεια ή την αύξηση των ηλεκτρονίων, τα άτομα δεν έχουν πλέον ουδέτερο φορτίο. Όταν συμβεί αυτό, το άτομο μετονομάζεται: ονομάζονται ιόντα.