El electrón en un átomo se mueve bajo la fuerza de atracción entre el núcleo con carga positiva y el electrón con carga negativa en movimiento. La energía potencial entre los dos es negativa. Además de la energía potencial negativa, el electrón también posee energía cinética, debido a su movimiento alrededor del núcleo. La energía cinética es aleays positiva. En su estado fundamental, la energía cinética es solo la mitad de la energía potencial y la energía total del electrón unido al átomo es en general negativa. Sin embargo, a medida que el electrón se mueve a órbitas más altas, su energía potencial se vuelve menos negativa (a medida que aumenta la distancia entre el núcleo y el electrón), es decir, aumenta la energía del electrón. A medida que el electrón se mueve a órbitas cada vez más altas, su energía potencial se vuelve cada vez menos negativa, y llega la etapa en que la energía total del electrón es cero. Cuando eso sucede, el electrón no está unido al átomo y es libre. Entonces, hasta que la energía del electrón sea negativa, el átomo tiene un electrón unido a él. Una vez que se convierte en cero o el electrón positivo no está unido al átomo y es libre.
¿Por qué la energía potencial de un electrón se mueve en un orbital negativo particular?
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La energía potencial del sistema caracteriza la configuración del sistema.
Como sabemos, el electrón interactúa a través de fuerzas electrostáticas y estas fuerzas son fuerzas centrales en la naturaleza. Si el sistema interactúa a través de fuerzas centrales, puede formar un sistema acotado o no acotado.
Para que un sistema esté limitado, las fuerzas deben ser atractivas y la energía potencial del sistema también debe ser negativa y la energía potencial también debe ser mayor que la energía cinética en magnitud.
Entonces, ahora el electrón gira alrededor del núcleo e interactúa a través de fuerzas centrales y forma un sistema acotado que significa que la energía potencial del sistema es negativa.
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