Estado emocionado en química: definición y descripción general

¿Qué es un estado de excitación?

Un resultado asombroso ocurre cuando el metal de cobre se mantiene dentro de una llama realmente caliente. ¡El color de la llama comienza a cambiar de color a un verde brillante! ¿Qué causa el cambio de color de la llama? La razón del color único es fácil de entender si aprende algunos datos sobre un concepto interesante conocido como estados excitados.

Antes de poder definir los estados excitados, algunos conceptos básicos de la estructura atómica requieren alguna explicación. Los átomos , la unidad completa de materia más simple, consisten en un núcleo cargado positivamente en el centro del átomo que está hecho de partículas subatómicas, protones cargados positivamente y neutrones eléctricamente neutros , rodeados por partículas subatómicas cargadas negativamente llamadas electrones . Los electrones no solo se mueven al azar, sino que ocupan regiones específicas conocidas como capas de energía . Dentro de las capas de energía, los electrones se pueden encontrar dentro de regiones similares a nubes llamadas orbitales .

Los electrones que se encuentran en los orbitales ocupados más externos de un átomo, conocidos como electrones de valencia , no siempre permanecen en el mismo nivel orbital o de energía, ya que son capaces de absorber energía del calor o la luz. Cuando un electrón de valencia absorbe energía, entra en lo que se conoce como estado excitado . El estado excitado comúnmente puede tomar la forma de un electrón saltando desde su nivel de energía original u orbital, también conocido como estado fundamental , a un orbital vacío de una capa de energía superior que está más lejos del núcleo. Sin embargo, el electrón excitado no permanece en el estado excitado de forma permanente y, finalmente, vuelve al estado fundamental. Cuando el electrón cae del estado excitado, pierde energía en forma de luz, un proceso llamadoemisión . La excitación de electrones seguida de la emisión de luz verde explica la llama verde del ejemplo anterior de cobre calentado.

Estados emocionados en química

Los estados de excitación dentro de los átomos que se encuentran en las moléculas son de gran importancia para algunas reacciones químicas. Por ejemplo, una reacción vital para las plantas es la fotosíntesis , la conversión de la luz ultravioleta en energía para la respiración. Dentro de la planta, unos cuerpos especiales conocidos como cloroplastos contienen una sustancia verde llamada clorofila. La luz ultravioleta del sol excita los electrones en la clorofila y da como resultado la transferencia de electrones en estado excitado que impulsan la fotosíntesis.

Los electrones en estado excitado también son importantes al analizar sustancias para determinar su composición. Como se señaló anteriormente, los electrones excitados de los objetos calientes emiten luz cuando los electrones regresan a sus estados fundamentales. El color de la luz puede ser muy distintivo, como en el caso de la llama verde producida por la presencia de cobre, y es muy útil para identificar la presencia de determinadas sustancias. Es posible que haya encontrado esto en el laboratorio de química de una escuela si alguna vez ha realizado una prueba de llama , una técnica que usa el color de una llama para probar la presencia de ciertos metales que están disueltos en líquidos.

Resumen de la lección

Revisemos. Los estados de excitación resultan de la absorción de energía por los electrones más externos, o de valencia , de un átomo que provocan un salto a capas u orbitales de mayor energía . El electrón en estado excitado no permanece excitado permanentemente, sino que emite energía en forma de luz, conocida como emisión , para volver a su estado fundamental original . Los estados de excitación son partes importantes de algunas reacciones, así como en el análisis de sustancias.