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Fenómeno de ionización y formación de iones.

Recordemos que cuando el átomo se encuentra en su estado fundamental o también llamado eléctricamente neutro o también llamado de mínima energía, además de poseer igual número de protones que de electrones (lo cual le da una carga eléctrica nula), los electrones se encuentran dentro de sus órbitas ocupando el menor nivel de energético posible o sea la mayor energía de enlace posible, requerido para evitar que sean arrancados del átomo.

Si por algún mecanismo se le comunica a un electrón una energía mayor que su energía de enlace, será arrancado del átomo y quedará libre y de esta forma se ha creado un par iónico: por un lado el átomo ha quedado ionizado convertido en un ion positivo (catión) con carga +1 y por otro lado el electrón expulsado o electrón libre con carga negativa -1e.

Pero una vez que se presenta la expulsión del electrón de la corteza del átomo, la vacante que deja este electrón en el orbital donde se encontraba no puede quedar vacía y por tanto se debe dar una reorganización de los demás electrones que aún quedan en el ion recién formado.  Esta reorganización se lleva a cabo haciendo que un electrón de una órbita superior pase a ocupar dicha vacante, y la vacante generada por este “segundo” electrón en su órbita es rellenada por otro de nivel superior, y así sucesivamente para que al final todos los electrones quedan ocupando los niveles mínimos de energía permitida.

Pero para que un electrón pueda pasar de una capa orbital de un nivel energético superior a uno inferior debe “emitir” una cantidad de energía correspondiente a la diferencia de energías entre las dos capas; energía esta que se emite sin materia (porque toda la materia que forma el electrón se va al nivel inferior) o sea que esta energía liberada se hace en forma de fotones que forma ondas electromagnéticas (OEM) que dependiendo de la cantidad de energía que contiene el fotón puede corresponder a luz visible, infrarroja, etcétera; teniendo más energía (medida en eV) los fotones que provienen de los orbitales inferiores (K, L, M por ejemplo) que de los orbitales más externos (O, P y Q por ejemplo) o sea el fotón resultado de (Ek – EL) > (EO-EP).

En algunos casos la energía liberada por un electrón que se “reorganizo” en un nivel de energía inferior no abandona el átomo sino que es absorbida por un electrón de una capa más externa, lo cual ocasiona su expulsión del átomo, porque esta energía que recibe se comporta como una energía externa que recibe el átomo; éstos electrones que son expulsados por este mecanismo se denominan electrones Auger.

Como este ion formado por este fenómeno de ionización atómica tiende a su estabilidad, esto lo va a lograr combinándose con otro ion o un electrón libre.

 

Fenómeno de excitación atómica.

Se presenta cuando la energía suministrada al electrón no es suficiente para expulsarlo del átomo y pero si es suficiente para pasar (salta) a una capa más externa en la que exista una vacante; en estas condiciones el átomo queda en un estado de excitación atómica,  debido a que se tiene un electrón ocupando una capa con un nivel de energía más alta que otra capa con un nivel de energía menor en la cual existe ahora una vacante. No debemos confundir este estado con el estado excitado del núcleo, el cual como su nombre lo dice es en núcleo y no en la corteza como es el estado de excitación atómica.

Cuando se presenta este estado de excitación atómica el átomo debe buscar su estado de fundamental, lo cual lo  hace exactamente por el mismo mecanismo que en el fenómeno de ionización teniendo como efecto neto igualmente la emisión de radiaciones a través de OEM.