В химии основной энергетический уровень электрона относится к оболочке или орбитали, в которой электрон расположен относительно ядра атома. Этот уровень обозначается основным квантовое число п. Первый элемент в периодической таблице вводит новый главный энергетический уровень.
Уровни энергии и атомная модель
Концепция уровней энергии является одной из частей атомная модель это основано 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 энергетические уровни, но только ступеньками или квантами, а не непрерывным шагом. Энергия энергетического уровня увеличивается по мере удаления от ядра. Чем ниже номер основного энергетического уровня, тем ближе электроны друг к другу и к ядру атома. Во время химических реакций более трудно удалить электрон с более низкого энергетического уровня, чем с более высокого.
Правила основных энергетических уровней
Основной уровень энергии может содержать до 2n2 электроны, где n - номер каждого уровня. Первый уровень энергии может содержать 2 (1)2 или два электрона; второй может содержать до 2 (2)2 или восемь электронов; третий может содержать до 2 (3)2 или 18 электронов и тд.
Первый основной энергетический уровень имеет один подуровень, который содержит одну орбиталь, называемую орбиталью s. Орбиталь может содержать максимум два электрона.
Следующий главный энергетический уровень содержит одну s-орбитальную и три p-орбитали. Набор из трех p-орбиталей может содержать до шести электронов. Таким образом, второй основной энергетический уровень может содержать до восьми электронов, двух на орбитали и шести на орбитали.
Третий главный энергетический уровень имеет одну s-орбитальную, три p-орбитали и пять d-орбиталей, каждая из которых может содержать до 10 электронов. Это позволяет максимум 18 электронов.
Четвертый и более высокий уровни имеют подуровень в дополнение к s, p и d орбиталям. Этот подуровень содержит семь орбиталей, каждая из которых может содержать до 14 электронов. Общее количество электронов на четвертом главном энергетическом уровне составляет 32.
Электронная запись
Обозначение, используемое для обозначения типа энергетического уровня и количества электронов на этом уровне, имеет коэффициент для номер основного энергетического уровня, буква для подуровня и верхний индекс для числа электронов, расположенных в этом подуровень. Например, обозначение 4p3 указывает на четвертый основной энергетический уровень, р-подуровень и наличие трех электронов в р-подуровне.
Вычисление числа электронов на всех энергетических уровнях и подуровнях атома дает электронная конфигурация атома.