La energía que expresa un electrón en el modelo de bandas de una sustancia se denomina niveles de energía. Estos niveles (también conocidos como capas electrónicas) son distancias fijas desde el núcleo del átomo donde se pueden ubicar los electrones. Los electrones son partículas diminutas con carga negativa que orbitan alrededor del núcleo positivo del átomo. Los escalones de una escalera representan los niveles de energía. Se puede estar en un escalón, pero no entre ellos. Lo mismo ocurre con los protones. Pueden ocupar un nivel de energía u otro, pero no el espacio entre ellos.
Los electrones de nivel energético I (también conocidos como electrones de nivel energético K) poseen la menor cantidad de energía. Los electrones de niveles superiores tienen más energía a medida que se alejan del núcleo, y su energía aumenta en una cantidad fija y discreta. Si los electrones absorben esta cantidad de energía, pueden saltar de un nivel energético a otro. Si los electrones saltan de un nivel energético superior a uno inferior, emiten energía, que a menudo se manifiesta en forma de luz. Esto explica los efectos pirotécnicos de la imagen anterior. Los electrones adquieren energía y saltan a niveles energéticos superiores cuando explotan los fuegos artificiales.
Al recuperar sus niveles normales de energía, esta se libera en forma de luz. Dado que los átomos tienen diferentes disposiciones electrónicas, emiten luz de distintos colores.
¿Qué son los niveles de energía y los orbitales?
Los átomos de hidrógeno son los más pequeños. Solo tienen un átomo. Esa partícula individual posee el nivel de energía más bajo. En los núcleos más grandes se encuentran más electrones. Los electrones siempre se incorporan primero al nivel de energía más bajo hasta que este tenga la mayor cantidad de electrones. Luego, los electrones se añaden al siguiente nivel de energía superior hasta que se llena por completo, y así sucesivamente.
¿Cuántos electrones puede contener un nivel de energía determinado? Bueno, la cantidad de energía depende de la cantidad de electrones. El nivel de energía I solo puede contener dos electrones, mientras que el nivel de energía II puede contener hasta ocho. La cantidad máxima está determinada por el número de orbitales en cada nivel de energía. Un orbital es un volumen del área dentro de un átomo que tiene más probabilidades de contener un electrón. Como puede ver, algunos orbitales se asemejan a esferas (orbitales S), mientras que otros se asemejan a pesos (orbitales P) . También existen otros tipos de orbitales.
¿Qué tienen de especial los niveles más externos?
Los electrones en el nivel de energía más externo de un átomo tienen una importancia única. Estos electrones se conocen como electrones de valencia y determinan muchas de las propiedades del átomo. Un átomo es más estable cuando tiene la mayor cantidad de electrones posible en su nivel de energía más externo. El helio, por ejemplo, tiene dos electrones en la primera región de energía. Dado que este nivel de energía solo puede contener dos electrones, el único nivel de energía del helio está ocupado. Como resultado, el helio es un elemento muy estable; es decir, es poco probable que sus átomos reaccionen con los de otros elementos.
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