Atoms and Shells — the Lone Outer Electron
Las capas electrónicas se llenan siguiendo la pauta 2, 8, 18, 32, y el cobre acaba con su electrón vigésimo noveno solo en una capa capaz de alojar treinta y dos. Es el más alejado de todos, y en la ley de Coulomb r está al cuadrado, de modo que basta un empujón mínimo para liberarlo.
Cómo usar esta simulación
- Pulsa Hydrogen para el caso más simple: un electrón en una capa
- Pulsa Helium para ver una capa exactamente llena y fuertemente ligada
- Pulsa Copper para encontrar el electrón vigésimo noveno solo en la capa más externa
- Compara a qué distancia del núcleo queda el electrón exterior de cada uno
Qué observar
- Las capacidades de capa siguen 2, 8, 18, 32, conforme a la regla 2n²
- La capa exterior del cobre aloja un electrón donde cabrían treinta y dos
- La capa llena del helio sujeta sus electrones con fuerza y no cede ninguno
- Duplicar la distancia al núcleo reduce la atracción de Coulomb a la cuarta parte
- Ese único electrón exterior débilmente sujeto por átomo es lo que hace del cobre un buen conductor
La física detrás
La capacidad de cada capa sigue 2n², lo que da 2, 8, 18 y 32 para las cuatro primeras. Los veintinueve electrones del cobre llenan por completo las tres primeras capas y dejan uno solo en la cuarta. La atracción de Coulomb que sujeta un electrón al núcleo es F = ke²/r², de modo que decae con el cuadrado de la distancia; el electrón exterior solitario está a la vez más lejos del núcleo y apantallado por los veintiocho interiores. Su energía de enlace es correspondientemente minúscula, y por eso el cobre libera aproximadamente un electrón libre por átomo a temperatura ambiente.