Física & Química

Elétrons, o que são? Definição, descoberta dos elétrons, elétron livre

Elétrons são partículas que fazem parte do átomo. Giram ao redor do núcleo atômico e possuem massa menor que a dos prótons e nêutrons.

Atualizado em 14/01/2020

A estrutura de um átomo é formada por núcleo, níveis de energia, prótons, elétrons e nêutrons. Assim, os elétrons são parte da constituição de um átomo e se encontram na eletrosfera. Dessa maneira, os elétrons se localizam em movimento ao redor do núcleo, nas chamadas camadas eletrônicas.

Os estudos desenvolvidos sobre a composição do átomo foram elaborados por Rutherford-Bohr. Logo, de acordo com o modelo atômico estudado pelo físico, existem sete camadas eletrônicas. Entretanto, o elétron não está presente em todas as camadas. Isso porque, a energia presente em cada elemento é constante.

Nesse sentido, vindo da palavra grega elektron, o elétron significa âmbar. Ou seja, representa uma resina que alguns vegetais expelem como forma de proteção contra insetos e micro-organismos. É importante ressaltar que, essa resina se torna um fóssil com o passar do tempo. Isso porque, ela perde água e endurece.

O estudo dos elétrons

A partir da observação da resina fossilizada, o filósofo grego Tales de Mileto constatou que existiam cargas envoltas, sendo essas positivas e negativas. Após estudos mais aprofundados sobre o âmbar, estudos sobre a eletricidade presente na natureza passou a ganhar força.

Assim, estudiosos como o físico inglês Sir Willian Crookes (1832-1919), desenvolveu experimentos para que a eletricidade da matéria fosse testada. Logo, os experimentos ficaram conhecidos como ampola de Crookes, que consistia em uma estrutura com polos negativos e positivos chamados de eletrodos.

Elétrons, o que são? Definição, elétron livre e a descoberta dos elétrons
Thomson observa seu experimento com o tubo de raios catódicos, que o levaria à descoberta do elétron. Fonte: Mundo Educação

Como resultado, gerou-se um feixe de luz, a partir dos eletrodos. Assim, os feixes luminosos ficaram conhecidos como raio catódico. Isso porque, dentre as extremidades positivas e negativas, a luz sempre emergia a partir do polo negativo, chamado de cátodo. Assim, saindo do extremidade negativa, os feixes de luz iam de encontro à extremidade positiva, chamada de ânodo.

Dessa maneira, após diversos estudos com a utilização dos tubos de raios catódicos, o cientista inglês Joseph John Thomson chegou à descoberta dos elétrons, em 1897. Assim, os elétrons se tornaram a primeira partícula subatômica descoberta. Nesse sentido, o cientista chegou à conclusão das seguintes questões:

  • Esses raios catódicos são parte integrante de toda matéria, pois, mesmo trocando os gases, o resultado para esse experimento repete-se. Dessa forma, trata-se de uma partícula subatômica;
  • Esses raios têm massa porque eles são capazes de movimentar uma pequena hélice dentro do tubo;
  • Eles possuem carga negativa porque, ao colocar um campo elétrico do lado de fora da ampola, os raios catódicos sofrem um desvio, sendo atraídos para a placa positiva.

Elétron Livre

Após a descoberta dos elétrons, foi possível identificar que essa partícula subatômica se origina de forças eletromagnéticas. Assim, um elétron possui massa 1836 vezes menor que a de um próton ou nêutron. Logo, Sua carga relativa é de -1 e, em coulomb, é de -1,602. 10-19.

Elétrons, o que são? Definição, elétron livre e a descoberta dos elétrons
O âmbar é uma resina fóssil excretada por algumas espécies de árvores, como proteção. Fonte: Mundo Educação

Todavia, denomina-se elétron livre quando um átomo perde elétron e, por consequência, a carga se torna em sua maior parte positiva. Para esse ocorrido da-se o nome de cátions. Assim, os elétrons livres localizam-se na parte externa do núcleo do átomo e, por consequência, se tornam mais distantes, chamada de camada de valência.

Por outro lado, quando um átomo possui maior número de elétrons em sua composição, dá-se o nome de ânions. Ou seja, a carga atômica se torna mais negativa.

Elétrons Emparelhados e Desemparelhados

Ao estudar a composição dos elétrons também é possível notar que existem dois tipos de classificação. Ou seja, existem os elétrons emparelhados e os desemparelhados. Essa classificação representa determinadas partículas que, dentro do processo de rotação, podem ou não seguir a mesma direção.

Elétrons, o que são? Definição, elétron livre e a descoberta dos elétrons
Elétron e seu funcionamento. Fonte: Energibell

Dessa forma, um elétron emparelhado localiza-se aos pares, diferente dos desemparelhados. Isso porque, dentro da eletrosfera, só é possível que haja a existência de dois elétrons que possuem o mesmo sentido de rotação.

Você sabia?

  • Sem a descoberta dos elétrons, tudo o que depende de energia elétrica não seria possível nos dias atuais;
  • Uma corrente elétrica está relacionada com o fluxo ordenado de elétrons, geralmente determinado por um metal;
  • Quando maior for a resistência de uma corrente elétrica, menor será a quantidade de elétrons que passam por determinado circuito.

O que achou da matéria? Se gosta de se aventurar em temas semelhantes, não deixe de conferir esses outros textos sobre o que é Física Quântica e em que consiste a Teoria das Cordas.

Fontes: Brasil Escola, Toda Matéria, Mundo da Elétrica

Fonte imagem destaque: Vou passar

Por <a href='https://conhecimentocientifico.r7.com/author/dayane/' rel='dofollow' class='dim-on-hover'>Dayane Borges</a>
Por Dayane Borges
Jornalista e redatora com experiência em escrita criativa, adequação e produção de conteúdos multimídia para a web.