В химии главный энергетический уровень электрона относится к оболочке или орбитали, на которой электрон расположен относительно ядра атома. Этот уровень обозначается главным квантовым числом n. Первый элемент периода периодической таблицы представляет новый главный уровень энергии.
Уровни энергии и атомная модель
Концепция уровней энергии является частью атомной модели, основанной на математическом анализе атомных спектров. Каждый электрон в атоме имеет энергетическую сигнатуру, которая определяется его отношениями с другими отрицательно заряженными электронами в атоме и положительно заряженным атомным ядром. Электрон может изменять уровни энергии, но только шагами или квантами, а не непрерывными приращениями. Энергия энергетического уровня увеличивается по мере удаления от ядра. Чем меньше номер основного энергетического уровня, тем ближе электроны друг к другу и к ядру атома. Во время химических реакций удалить электрон с более низкого энергетического уровня сложнее, чем с более высокого.
Правила основных энергетических уровней
Главный энергетический уровень может содержать до 2n 2 электронов, где n – номер каждого уровня. Первый энергетический уровень может содержать 2 (1) 2 или два электрона; второй может содержать до 2 (2) 2 или восьми электронов; третий может содержать до 2 (3) 2 или 18 электронов и так далее.
Первая основная энергия Уровень имеет один подуровень, который содержит одну орбиталь, называемую s-орбиталью. S-орбиталь может содержать максимум два электрона.
Следующий главный энергетический уровень содержит одну s-орбиталь и три p-орбитали. Набор из трех p-орбиталей может содержать до шести электронов. Таким образом, второй главный энергетический уровень может содержать до восьми электронов, два на s-орбитали и шесть на p-орбитали.
Третий главный энергетический уровень имеет одна s-орбиталь, три p-орбитали и пять d-орбиталей, каждая из которых может содержать до 10 электронов. Это позволяет иметь максимум 18 электронов.
Четвертый и более высокие уровни имеют подуровень f в дополнение к s, p и d орбиталям. Подуровень f содержит семь f-орбиталей, каждая из которых может содержать до 14 электронов. Общее количество электронов на четвертом основном уровне энергии равно 32.
Обозначение электронов
Обозначение, используемое для обозначения типа уровня энергии и количества электронов на этом уровне имеет коэффициент для номера основного энергетического уровня, букву для подуровня и верхний индекс для количества электронов, находящихся на этом подуровне. Например, обозначение 4p 3 указывает на четвертый главный энергетический уровень, p-подуровень и наличие трех электронов на p-подуровне..
Запись числа электронов на всех энергетических уровнях и подуровнях атома дает электронную конфигурацию атома.