Definitie van het belangrijkste energieniveau

In de chemie verwijst het belangrijkste energieniveau van een elektron naar de schaal of de baan waarin het elektron zich bevindt ten opzichte van de kern van het atoom. Dit niveau wordt aangegeven door de opdrachtgever kwantumnummer n. Het eerste element in een periode van het periodiek systeem introduceert een nieuw principieel energieniveau.

Het concept van energieniveaus is een onderdeel van de atoommodel dat is gebaseerd op een wiskundige analyse van atoomspectra. Elk elektron in een atoom heeft een energiesignatuur die wordt bepaald door zijn relatie met andere negatief geladen elektronen in het atoom en de positief geladen atoomkern. Een elektron kan energieniveaus veranderen, maar alleen door stappen of quanta, niet doorlopende stappen. De energie van een energieniveau neemt toe naarmate het verder van de kern af is. Hoe lager het nummer van een hoofdenergieniveau, hoe dichter de elektronen bij elkaar en bij de kern van het atoom zijn. Tijdens chemische reacties is het moeilijker om een ​​elektron van een lager energieniveau te verwijderen dan van een hoger.

Een hoofdenergieniveau kan maximaal 2n bevatten² elektronen, waarbij n het nummer van elk niveau is. Het eerste energieniveau kan 2 (1) bevatten² of twee elektronen; de tweede kan maximaal 2 (2) bevatten² of acht elektronen; de derde kan maximaal 2 (3) bevatten² of 18 elektronen, enzovoort.

Het eerste hoofdenergieniveau heeft één subniveau dat één baan bevat, de s orbitaal genoemd. De s orbitaal kan maximaal twee elektronen bevatten.

Het volgende belangrijkste energieniveau bevat één orbitale en drie p orbitalen. De set van drie p orbitalen kan maximaal zes elektronen bevatten. Het tweede hoofdenergieniveau kan dus maximaal acht elektronen bevatten, twee in de orbitale en zes in de orbitale.

Het derde hoofdenergieniveau heeft een s orbitaal, drie p orbitalen en vijf d orbitalen, die elk maximaal 10 elektronen kunnen bevatten. Dit zorgt voor maximaal 18 elektronen.

Het vierde en hogere niveau hebben een f-subniveau naast de s, p en d orbitalen. Het f-niveau bevat zeven f-orbitalen, die elk maximaal 14 elektronen kunnen bevatten. Het totale aantal elektronen in het vierde hoofdenergieniveau is 32.

De notatie die wordt gebruikt om het type energieniveau aan te geven en het aantal elektronen in dat niveau heeft een coëfficiënt voor de nummer van het belangrijkste energieniveau, een letter voor het subniveau en een superscript voor het aantal elektronen dat zich daarin bevindt subniveau. Bijvoorbeeld de notatie 4p³ geeft het vierde hoofdenergieniveau aan, het p-subniveau en de aanwezigheid van drie elektronen in het p-subniveau.

Het opschrijven van het aantal elektronen in alle energieniveaus en subniveaus van een atoom produceert de elektronen configuratie van het atoom.