Definisjon av hovedenerginivå

STEVE HORRELL / SPL / Getty Images

I kjemi refererer det viktigste energinivået til et elektron til skallet eller orbitalen der elektronet befinner seg i forhold til atomets kjerne. Dette nivået er angitt av rektor kvantenummer n. Det første elementet i en periode i det periodiske systemet introduserer et nytt hovedenerginivå.

Energinivåer og atommodellen

Konseptet med energinivåer er en del av atommodell som er basert på en matematisk analyse av atomspektre. Hvert elektron i et atom har en energisignatur som bestemmes av dets forhold til andre negativt ladede elektroner i atomet og den positivt ladede atomkjernen. Et elektron kan endre energinivåer, men bare med trinn eller kvanter, ikke kontinuerlige trinn. Energien til et energinivå øker jo lenger ut fra kjernen det er. Jo lavere tallet på et hovedenerginivå er, jo nærmere hverandre er elektronene hverandre og atomkjernen. Under kjemiske reaksjoner er det vanskeligere å fjerne et elektron fra et lavere energinivå enn fra et høyere.

Regler for hovedenerginivåer

Et hovedenerginivå kan inneholde opptil 2n^toelektroner, hvor n er tallet på hvert nivå. Det første energinivået kan inneholde 2(1)^toeller to elektroner; den andre kan inneholde opptil 2(2)^toeller åtte elektroner; den tredje kan inneholde opptil 2(3)^toeller 18 elektroner, og så videre.

Det første hovedenerginivået har ett undernivå som inneholder en orbital, kalt s orbital. s orbital kan inneholde maksimalt to elektroner.

Det neste hovedenerginivået inneholder en s orbitaler og tre p orbitaler. Settet med tre p-orbitaler kan inneholde opptil seks elektroner. Dermed kan det andre hovedenerginivået inneholde opptil åtte elektroner, to i s-orbitalen og seks i p-orbitalen.

Det tredje hovedenerginivået har en s orbitaler, tre p orbitaler og fem d orbitaler, som hver kan inneholde opptil 10 elektroner. Dette tillater maksimalt 18 elektroner.

Det fjerde og høyere nivået har et f-undernivå i tillegg til s-, p- og d-orbitalene. f-undernivået inneholder syv f-orbitaler, som hver kan inneholde opptil 14 elektroner. Det totale antallet elektroner i det fjerde hovedenerginivået er 32.

Elektronnotasjon

Notasjonen som brukes for å indikere typen energinivå og antall elektroner i det nivået har en koeffisient for nummeret på hovedenerginivået, en bokstav for undernivået og et overskrift for antall elektroner som ligger i det undernivået. For eksempel notasjonen 4p³indikerer det fjerde hovedenerginivået, p-undernivået, og tilstedeværelsen av tre elektroner i p-undernivået.

Å skrive ut antall elektroner i alle energinivåene og undernivåene til et atom produserer Elektronkonfigurasjon av atomet.