Electrón
Electrón, tipo de partícula elemental de carga negativa que forma parte de la familia de los leptones y que, junto con los protones y los neutrones, forma los átomos y las moléculas. Los electrones están presentes en todos los átomos y cuando son arrancados del átomo se llaman electrones libres. Los electrones intervienen en una gran variedad de fenómenos físicos y químicos.
Se dice que un objeto está cargado eléctricamente si sus átomos tienen un exceso de electrones (posee carga negativa) o un déficit de los mismos (posee carga positiva). El flujo de una corriente eléctrica en un conductor es causado por el movimiento de los electrones libres del conductor. La conducción del calor también se debe fundamentalmente a la actividad electrónica.
El estudio de las descargas eléctricas a través de gases enrarecidos en los tubos de vacío fue el origen del descubrimiento del electrón. En los tubos de vacío, un cátodo calentado emite una corriente de electrones que puede emplearse para amplificar o rectificar una corriente eléctrica.
Si esa corriente se enfoca para formar un haz bien definido, éste se denomina haz de rayos catódicos. Si se dirige el haz de rayos catódicos hacia un objetivo adecuado se producen rayos X; si se dirigen hacia la pantalla fluorescente de un tubo de televisión, se obtienen imágenes visibles. Las partículas beta que emiten algunas sustancias radiactivas son electrones.
Los electrones también intervienen en los procesos químicos. Una reacción química de oxidación es un proceso en el cual una sustancia pierde electrones, y una reacción de reducción es un proceso en el cual una sustancia gana electrones.
En 1906, el físico estadounidense Robert Andrews Millikan, mediante su experimento de “la gota de aceite”, determinó la carga del electrón: 1,602 × 10-19 culombios; su masa en reposo es 9,109 × 10-31 kg. La carga del electrón es la unidad básica de electricidad y se considera la carga elemental en el sentido de que todos los cuerpos cargados lo están con un múltiplo entero de dicha carga.
El electrón y el protón poseen la misma carga, pero, convencionalmente, la carga del protón se considera positiva y la del electrón negativa. Los electrones se consideran fermiones porque tienen espín semientero; el espín es la propiedad cuántica de las partículas subatómicas que indica su momento angular intrínseco. La partícula de antimateria correspondiente al electrón es el positrón.
Electrón de valencia
Los electrones de entre átomos de distintas especies o entre los átomos de una misma. Estos electrones, conocidos como “de valencia”, son los que presentan la facilidad, por así decirlo, de formar enlaces.
Estos enlaces pueden darse de diferente manera, ya sea por intercambio de estos electrones, por compartición de pares entre los átomos en cuestión o por el tipo de interacción que se presenta en el enlace metálico, que consiste en un “traslape” de bandas.
Según sea el número de estos electrones, será el número de enlaces que puede formar cada átomo con otro u otros. Sólo los electrones externos de un átomo pueden ser atraídos por otro átomo cercano. Por lo general, los electrón es del interior no se afectan mucho y tampoco los electrones en las subcapas d llenas y en las f, porque están en el interior del átomo y no en la superficie.
Con la Espectroscopía electrónica y de rayos X se han obtenido pruebas de la no intervención de los electrones internos. La energía requerida para separar los electrones internos de un átomo casi es independiente de si el átomo está en un compuesto o es de un elemento combinado.
La energía necesaria para separar los electrones externos depende mucho del estado de combinación del átomo. Los métodos espectroscópicos constituyen una herramienta de indudable valor en la investigación de la estructura y de la dinámica de la materia, desde la escala atómica hasta las grandes moléculas de la vida.
La Espectroscopía tiene como objetivo proporcionar una base sólida de los principios del método y técnica espectroscópicos. Se presentan con claridad los fundamentos básicos de la Espectroscopía, centrados en torno al acto espectroscópico elemental, en el que un haz de radiación electromagnética interacciona con un átomo o molécula e induce transiciones entre sus niveles de energía.
Se desarrollan los diferentes tipos de espectroscopías de forma actualizada, incluyendo los grandes avances que en ellas han supuesto la utilización de fuentes de radiación láser y la óptica no lineal. Los electrones en los niveles de energía externos son aquellos que serán utilizados en la formación de compuestos y a los cuales se les denomina como electrones de valencia.
Electrones que se encuentran en la capa de valencia. Por ejemplo el magnesio que tiene una capa de valencia 3s2 , tiene 2 electrones de valencia.
Elemento
Mg
Cl
Al
O
Capa de Valencia
3s2
3s2 3p5
3s2 3p1
2s2 2p4
Electrones de valencia
2
7
3
6
Estructura de lewis
La estructura de Lewis es la representación gráfica del símbolo del elemento con los electrones de valencia alrededor del símbolo, empleando puntos o asteríscos. El número de electrones de valencia de los elementos representativos es igual al grupo donde se encuentran.
Un átomo puede tener una o más estructuras de Lewis, que corresponde a las diferentes posibilidades de acomodo de los electrones de valencia. Alrededor del simbolo existen cuatro lados imaginarios (un cuadrado) y existe la capacidad de dos electrones por lado (la estructura de Lewis de un átomo puede tener hasta 8 electrones de valencia).
Regla del octeto
En la reperesentación de la estructura de lewis de un átomo individual, el máximo de electrones que pueden representarse alrededor del símbolo son 8, los únicos que cumplen con esta condición son los gases nobles (grupo VIII A).
Cuando los átomos se unen para formar moléculas, los únicos que acompletan el octeto o los ocho electrones son los elementos no metálicos (los que se escriben a la derecha en lás moléculas binarias y en el centro en las ternarias). La regla del octeto se aplica cuando se escribe la estructura de lewis de un compuesto.