Definicja głównego poziomu energii

STEVE HORRELL / SPL / Getty Images

W chemii główny poziom energii elektronu odnosi się do powłoki lub orbity, w której znajduje się elektron w stosunku do jądra atomu. Ten poziom jest oznaczony przez zleceniodawcę Liczba kwantowa n. Pierwszy element w okresie układu okresowego wprowadza nowy główny poziom energetyczny.

Poziomy energetyczne i model atomowy

Pojęcie poziomów energetycznych jest jedną z części model atomowy który opiera się na matematycznej analizie widm atomowych. Każdy elektron w atomie ma sygnaturę energetyczną, która jest określona przez jego związek z innymi ujemnie naładowanymi elektronami w atomie i dodatnio naładowanym jądrem atomu. Elektron może zmieniać poziomy energii, ale tylko krokami lub kwantami, a nie ciągłymi przyrostami. Energia poziomu energetycznego wzrasta wraz z oddalaniem się od jądra. Im niższa liczba głównych poziomów energetycznych, tym bliżej siebie elektrony i do jądra atomu. Podczas reakcji chemicznych trudniej jest usunąć elektron z niższego poziomu energetycznego niż z wyższego.

Zasady głównych poziomów energetycznych

Główny poziom energii może zawierać do 2n^dwaelektronów, gdzie n jest liczbą na każdym poziomie. Pierwszy poziom energii może zawierać 2(1)^dwalub dwa elektrony; druga może zawierać do 2(2)^dwalub osiem elektronów; trzeci może zawierać do 2(3)^dwalub 18 elektronów i tak dalej.

Pierwszy główny poziom energii ma jeden podpoziom, który zawiera jeden orbital, zwany orbitalem s. Orbital s może zawierać maksymalnie dwa elektrony.

Następny główny poziom energii zawiera jeden orbital s i trzy orbitale p. Zestaw trzech orbitali p może pomieścić do sześciu elektronów. Zatem drugi główny poziom energii może pomieścić do ośmiu elektronów, dwa na orbicie s i sześć na orbicie p.

Trzeci główny poziom energii ma jeden orbital s, trzy orbitale p i pięć orbitali d, z których każdy może pomieścić do 10 elektronów. Pozwala to na maksymalnie 18 elektronów.

Czwarty i wyższy poziom mają podpoziom f oprócz orbitali s, p i d. Podpoziom f zawiera siedem orbitali f, z których każdy może pomieścić do 14 elektronów. Całkowita liczba elektronów na czwartym głównym poziomie energetycznym wynosi 32.

Notacja elektronowa

Notacja używana do wskazania rodzaju poziomu energii i liczby elektronów na tym poziomie ma współczynnik dla liczby głównego poziomu energii, literę dla podpoziomu i indeks górny dla liczby elektronów znajdujących się na tym podpoziomie. Na przykład notacja 4p³wskazuje czwarty główny poziom energii, podpoziom p i obecność trzech elektronów na podpoziomie p.

Wypisanie liczby elektronów na wszystkich poziomach energetycznych i podpoziomach atomu daje konfiguracja elektronów atomu.