ELÉTRONS

 

Os elétrons são partículas carregadas que existem em uma nuvem ao redor do núcleo de um átomo. Eles são inimaginavelmente pequenos, tão pequenos que a mecânica quântica é necessária para explicar seu comportamento peculiar e, até onde a física foi capaz de determinar, eles são uma partícula fundamental . Para o escopo desta enciclopédia, é melhor imaginar os elétrons como minúsculos partícula que "orbitam" o núcleo de um átomo (os outros recursos abaixo fornecem uma interpretação mais avançada). No entanto, em vez da força gravitacional responsável pelos satélites orbitando os planetas, são as forças eletromagnéticas fazendo com que os elétrons "orbitem" os núcleos. Para saber mais sobre a física dos elétrons, consulte hiperfísica.

Figura 1. Desenho representando a aparência de um átomo. Observe quanta área a mais a nuvem de elétrons ocupa em comparação com o núcleo. ^[1]

Algumas propriedades de um elétron. ^[2] Observe que o raio do elétron é tão pequeno que ninguém foi capaz de detectá-lo, mas é incrivelmente redondo: "se o elétron fosse ampliado para o tamanho do sistema solar, ainda pareceria esférico dentro da largura de um cabelo humano. ^[3]

Massa	9,11 ×10− 31$\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">9.11</span></span>}<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">\times </span></span>{\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">10</span></span>}}^{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">-</span></span>\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">31</span></span>}}$ kg
Cobrar	1,60 ×10− 19$\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">1,60</span></span>}<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">\times </span></span>{\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">10</span></span>}}^{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">-</span></span>\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">19</span></span>}}$ C
raio	menos que m10− 18${\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">10</span></span>}}^{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">-</span></span>\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">18</span></span>}}$
Desvio da esfera	menos que m10− 26${\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">10</span></span>}}^{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">-</span></span>\mathrm{<span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;"><span\; style="transition:\; none\; 0s\; ease\; 0s;\; vertical-align:\; inherit;">26</span></span>}}$

Elétrons e Eletricidade

Eletricidadeé o fluxo de elétrons através de umcondutor, geralmente na forma de umfio, esse fluxo é chamado decorrente elétrica. Para que esse fluxo gerado, os elétrons devem quebrar sua ligação atômica (eletricidade é o fluxo de elétrons, não o fluxo de elétrons e os núcleos aos quais eles estão ligados). Quebrar a ligação atômica entre um elétron e seu núcleo requer uma entrada deenergiaque faz com que o elétron supere a força eletromagnética que o restringe e, assim, flui livremente. Essa energia necessária pode ser aproveitada de várias fontes diferentes, e alguns exemplos são:

• Combustíveis fósseis
• Material radioativo
• Radiação solar
• Vento
• Fluxos de maré

Material condutor

Todas as formas dematériaconter elétrons, no entanto, os elétrons em certos materiais são mais frouxamente ligados aos seus núcleos. Esses materiais (conhecidos comocondutoresou metais) satisfez muito poucaenergiapara criar umacorrente elétrica, porque os elétrons frouxamente ligados geraram muito menos energia para superar aforça eletromagnéticaque os mantém no lugar.

O que gera o fluxo de elétrons?

Os geradores elétricos são dispositivos que usam o princípio daindução eletromagnética – este é o processo de mover um condutor através de um campo magnético para criar um fluxo de elétrons. Nota: apenas é necessário um movimento relativo do condutor e do campo magnético, o que significa que o campo magnético pode estar em movimento enquanto o condutor está parado. Quando os elétrons no condutor passam por um campo magnético (se o campo for forte o suficiente e com suficiente velocidade relativa dos condutores através do campo), as ligações com seus núcleos serão quebradas e um fluxo será induzido. Para induzir um alto nível de fluxo de elétrons, uma grande quantidade de energia será necessária para criar velocidade relativa entre o condutor e os ímãs.

As reações químicas dentro das baterias também crie umaforça eletromotriz, fazendo com que os elétrons fluam em umcircuito.Os fótons (energia luminosa) também podem fazer com que os elétrons fluam quando atingem uma célula fotovoltaica.

Fontes externas

Para saber mais sobre como os elétrons formam a matéria com prótons e nêutrons, consulte nossa página sobre átomos. Para uma física mais profunda do elétron, consulte hiperfísica . Para saber mais sobre como os elétrons são relevantes para a química, consulte o wiki da UC Davis . Para especular com diferentes modelos de elétrons em torno de um átomo, consulte os modelos de hidrogênio do PhET .

Para leitura adicional

Para mais informações, consulte as páginas relacionadas abaixo:

• Corrente direta
• Corrente alternada
• Rede elétrica
• Gerador elétrico
• Ou explore uma página aleatória!

Referências

1. ↑ "A nuvem eletrônica" internet: http://letstalkaboutscience.wordpress.com/2012/02/16/the-electron-cloud/
2. ↑ RD Knight, "Milikan and the fundamental unit of charge" em Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach, 2ª ed. São Francisco, EUA: Pearson Addison-Wesley, 2008, cap.38, sec 5, pp. 1192.
3. ↑ "Elétron é surpreendentemente redondo, dizem cientistas após estudo de 10 anos" acessado: https://phys.org/news/2011-05-electron-surprisingly-scientists-year.html 18 de maio de 2018. O artigo original é " Medição aprimorada da forma do elétron" por Hudson et al. Nature 473, 493-496, 26 de maio de 2011. Acesso: https://www.nature.com/articles/nature10104

University of Calgary