Definiția principală a nivelului de energie

În chimie, nivelul energetic principal al unui electron se referă la coaja sau orbitalul în care se află electronul în raport cu nucleul atomului. Acest nivel este notat de numărul cuantic principal n. Primul element dintr-o perioadă din tabelul periodic introduce un nou nivel de energie principal.

Niveluri de energie și modelul atomic

Conceptul de niveluri de energie este o parte a modelului atomic care se bazează pe o analiză matematică a spectrelor atomice. Fiecare electron dintr-un atom are o semnătură energetică care este determinată de relația sa cu alți electroni încărcați negativ în atom și nucleul atomic încărcat pozitiv. Un electron poate schimba nivelurile de energie, dar numai cu pași sau cuantă, nu cu creșteri continue. Energia unui nivel de energie crește mai departe din nucleul pe care îl are. Cu cât este mai mic numărul unui nivel de energie principal, cu atât electronii sunt mai aproape unul de celălalt și de nucleul atomului. În timpul reacțiilor chimice, este mai dificil să eliminați un electron dintr-un nivel de energie mai mic decât dintr-unul superior.

Reguli ale nivelurilor principale de energie

Un nivel de energie principal poate conține până la 2n² electroni, n fiind numărul fiecărui nivel. Primul nivel de energie poate conține 2 (1)² sau doi electroni; al doilea poate conține până la 2 (2)² sau opt electroni; al treilea poate conține până la 2 (3)² sau 18 electroni și așa mai departe.

Primul nivel de energie principal are un subnivel care conține un orbital, numit s orbital. Orbitalul s poate conține maximum doi electroni.

Următorul nivel de energie principal conține un s orbital și trei p orbitali. Setul de trei orbitali p poate reține până la șase electroni. Astfel, cel de-al doilea nivel principal de energie poate ține până la opt electroni, doi în orbital s și șase în orbitalul p.

Al treilea nivel principal de energie are un s orbital, trei orbitali p și cinci d orbitali, care pot ține fiecare până la 10 electroni. Aceasta permite maxim 18 electroni.

Al patrulea nivel și nivelurile superioare au un subnivel f în plus față de s, p și d orbitale. Subnivelul f conține șapte orbitali f, care pot reține fiecare până la 14 electroni. Numărul total de electroni din al patrulea nivel principal de energie este de 32.

Notarea electronilor

Notatia folosita pentru a indica tipul de energie si numarul de electroni din acel nivel are un coeficient pentru numarul nivelului principal de energie, o litera pentru sub-nivel si un superscript pentru numarul de electroni situati in nivelul respectiv. De exemplu, notația 4p³ indică al patrulea nivel de energie principal, nivelul sub p și prezența a trei electroni în subnivelul p.

Scrierea numărului de electroni din toate nivelurile de energie și subnivelele unui atom produce configurația electronilor atomului.