Eletrosfera: principais aspectos

Também conhecida como nuvem eletrônica, ou densidade eletrônica, a eletrosfera é um conceito bastante importante no estudo da física.

A nuvem de elétrons é a região de carga negativa que envolve um núcleo atômico associado a um orbital atômico. A região é definida matematicamente, descrevendo uma região com alta probabilidade de conter elétrons.

A frase “nuvem eletrônica” entrou em vigor pela primeira vez em 1925, quando Erwin Schrödinger e Werner Heisenberg procuravam uma maneira de descrever a incerteza da posição dos elétrons em um átomo.

Principais características da eletrosfera

O modelo de nuvem de elétrons difere do modelo mais simplista de Bohr, no qual os elétrons orbitam o núcleo da mesma maneira que os planetas orbitam o Sol. No modelo de nuvem, existem regiões onde um elétron pode ser encontrado, mas teoricamente é possível que ele esteja localizado em qualquer lugar, inclusive dentro do núcleo. Químicos usam o modelo de nuvem de elétrons para mapear os orbitais atômicos para elétrons. Esses mapas de probabilidade não são todos esféricos. Suas formas ajudam a prever as tendências vistas na tabela periódica.
Quando voltamos nossa atenção da energia potencial de partículas macroscópicas carregadas que têm uma localização definida no espaço para partículas microscópicas como o elétron, encontramos imediatamente uma dificuldade.

O elétron e sua área

O elétron em um átomo não está a uma distância fixa do núcleo, mas é “espalhado” no espaço em um padrão de onda em uma ampla faixa de distâncias. No entanto, ainda é significativo falar sobre a energia potencial de tal nuvem de. Se o elétron estivesse realmente posicionado em um desses pontos momentaneamente, ele teria uma energia potencial definida naquele momento.

A nuvem de elétrons também é definida como a região onde um elétron forma uma onda tridimensional, aquela que não se move em relação ao núcleo atômico. Baseado na mecânica quântica, fornece a provável localização de elétrons representados por uma ‘nuvem eletrônica’.

A teoria da mecânica quântica diz que a posição de um elétron só pode ser descrita estatisticamente. Ele também descreve um método para calcular a probabilidade de encontrar um elétron em um ponto ou outro. Este cálculo produz uma quantidade chamada densidade de elétrons, um número que nos diz a probabilidade relativa de encontrar um elétron em um determinado ponto no espaço.

Demais considerações

A mecânica quântica também diz que um elétron pode ser visto como uma onda estacionária, ou, nuvem de carga negativa. De acordo com este ponto de vista, a densidade de elétrons é um número que nos diz quanto carga está localizada em cada ponto da nuvem.

A “partícula” elétron também pode ser descrito por um “Wave” função ou orbital. O orbital, atômico ou molecular, cobre uma região do espaço e não se move.

A imagem orbital se refere a um elétron em movimento, e parece uma nuvem estacionária de carga negativa. Dizemos que a nuvem é “estacionária” porque a quantidade de carga negativa em cada ponto não muda (Lembre-se: a forma do orbital não muda). A densidade de elétrons nos diz a quantidade relativa de carga negativa que está localizada em cada ponto.

As características de uma onda de elétrons são descritas matematicamente pela sua função orbital ou Wave, Y (letra grega “Psi”). Uma função de onda atribui um número a cada ponto no espaço, e os números oscilam de modo que sejam positivos em alguns locais e negativos em outros.

A função de densidade de elétrons, r (letra grega “Rho”), é igual a Y2. Isso garante que r (Rho) sempre terá um valor positivo, e esse valor expressa a probabilidade relativa de encontrar um elétron em um determinado local.