Στη χημεία, το κύριο επίπεδο ενέργειας ενός ηλεκτρονίου αναφέρεται στο κέλυφος ή το τροχιακό στο οποίο βρίσκεται το ηλεκτρόνιο σε σχέση με τον πυρήνα του ατόμου. Το επίπεδο αυτό δηλώνεται από τον κύριο υπόχρεο κβαντικό αριθμό n. Το πρώτο στοιχείο σε μια περίοδο του περιοδικού πίνακα εισάγει ένα νέο κύριο επίπεδο ενέργειας.
Τα επίπεδα ενέργειας και το ατομικό μοντέλο
Η έννοια των επιπέδων ενέργειας είναι ένα μέρος της ατομικό μοντέλο που βασίζεται σε μια μαθηματική ανάλυση των ατομικών φασμάτων. Κάθε ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο έχει μια ενεργειακή υπογραφή που καθορίζεται από τη σχέση του με άλλα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια στο άτομο και τον θετικά φορτισμένο ατομικό πυρήνα. Ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να αλλάξει επίπεδα ενέργειας, αλλά μόνο με βήματα ή ποσοτικά, όχι συνεχόμενα βήματα. Η ενέργεια ενός ενεργειακού επιπέδου αυξάνεται περαιτέρω από τον πυρήνα. Όσο χαμηλότερος είναι ο αριθμός μιας κύριας ενεργειακής στάθμης, τόσο πιο κοντά βρίσκονται τα ηλεκτρόνια μεταξύ τους και στον πυρήνα του ατόμου. Κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων, είναι πιο δύσκολο να αφαιρέσετε ένα ηλεκτρόνιο από χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας από το υψηλότερο.
Κανόνες βασικών επιπέδων ενέργειας
Ένα κύριο επίπεδο ενέργειας μπορεί να περιέχει έως και 2n2 ηλεκτρόνια, με το n να είναι ο αριθμός κάθε επιπέδου. Το πρώτο επίπεδο ενέργειας μπορεί να περιέχει 2 (1)2 ή δύο ηλεκτρόνια. το δεύτερο μπορεί να περιέχει έως και 2 (2)2 ή οκτώ ηλεκτρόνια. το τρίτο μπορεί να περιέχει έως και 2 (3)2 ή 18 ηλεκτρόνια και ούτω καθεξής.
Το πρώτο κύριο επίπεδο ενέργειας έχει μια υποπεριοχή που περιέχει ένα τροχιακό, που ονομάζεται s τροχιακό. Το τροχιακό μπορεί να περιέχει μέχρι δύο ηλεκτρόνια.
Το επόμενο κύριο επίπεδο ενέργειας περιέχει ένα τροχιακό και τρία τροχιακά. Το σύνολο των τριών τροχιακών μπορεί να χωρέσει έως και έξι ηλεκτρόνια. Έτσι, το δεύτερο κύριο επίπεδο ενέργειας μπορεί να χωρέσει έως και οκτώ ηλεκτρόνια, δύο στο τροχιακό και έξι στο τροχιακό.
Το τρίτο κύριο επίπεδο ενέργειας έχει τροχιακά, τρία τροχιακά και πέντε ορντικά, τα οποία μπορούν να χωρέσουν έως και 10 ηλεκτρόνια. Αυτό επιτρέπει μέγιστο 18 ηλεκτρόνια.
Το τέταρτο και το υψηλότερο επίπεδο έχουν μια υποπεριοχή εκτός από τα s, p και d orbital. Το f sublevel περιέχει επτά f orbitals, τα οποία μπορούν να χωρέσουν έως και 14 ηλεκτρόνια. Ο συνολικός αριθμός των ηλεκτρονίων στο τέταρτο κύριο επίπεδο ενέργειας είναι 32.
Ηλεκτρονική σημείωση
Η σημείωση που χρησιμοποιείται για να υποδείξει τον τύπο της ενεργειακής στάθμης και τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε αυτό το επίπεδο έχει συντελεστή για το ο αριθμός του κύριου επιπέδου ενέργειας, ένα γράμμα για την υποπεριοχή και ένας δείκτης για τον αριθμό των ηλεκτρονίων που βρίσκονται σε αυτό υπόγεια. Για παράδειγμα, η σημείωση 4p3 δείχνει την τέταρτη κύρια ενεργειακή στάθμη, την υποπεριοχή, και την παρουσία τριών ηλεκτρονίων στο υπόβαθρο.
Γράφοντας τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε όλα τα ενεργειακά επίπεδα και υποπεριοχές ενός ατόμου παράγει το ηλεκτρονίων του ατόμου.