The Electron Hotel: Comentários de Viajantes

Talvez a parte mais difícil de entender da estrutura atômica seja a compreensão atual de como os elétrons estão dispostos fora do núcleo. Os estudantes geralmente chegam à química à vontade com a idéia de elétrons orbitando o núcleo como planetas ao redor do sol. Embora se saiba que essa idéia esteja incorreta há quase 100 anos, ela persiste devido à facilidade com que as pessoas podem se relacionar com ela. É útil usar uma analogia para ajudar os alunos a entender que os elétrons se movem no espaço tridimensional, organizados pelo aumento da energia potencial e descritos por nuvens de probabilidade.

Nesta atividade, os alunos criarão uma representação visual dos níveis de energia eletrônica . O exemplo fornecido acima usa a analogia de um hotel com vários andares. Os alunos podem trabalhar com essa analogia ou criar seus próprios. Essa é uma ótima maneira de desviar os alunos do modelo imperfeito do sistema solar para algo complicado, mas mais preciso.

Elétrons com menos energia potencial são encontrados perto do núcleo. À medida que a distância entre o núcleo e os elétrons aumenta, a energia potencial também aumenta. Onde os alunos podem ficar tentados a falar sobre "anéis" de elétrons, os elétrons são realmente organizados em níveis de energia e subníveis. Os subníveis são conjuntos de orbitais, nuvens de espaço que prevêem 90% de chance de localizar o elétron. Essas nuvens de probabilidade são determinadas matematicamente.

Embora não seja uma analogia perfeita, isso pode ser comparado a um hotel de elétrons. Os andares do hotel representariam níveis de energia, cada um mais distante do térreo, ou núcleo. Cada andar teria asas que são subníveis e, dentro das asas, quartos ou orbitais. Uma sala pode conter 0, 1 ou 2 elétrons. O hotel preencheria os quartos, alas e pisos em ordem crescente de energia, assim como o Princípio de Aufbau descreve a acumulação de elétrons de acordo com a energia.