Tabla de Contenidos
Le niveau d’énergie principal, également connu sous le nom de nombre quantique principal , est la région ou la coquille à l’extérieur du noyau de l’atome dans laquelle un électron peut être trouvé sans perdre ni gagner d’énergie, et avec la plus faible énergie possible. Les principaux niveaux d’énergie ont à leur tour des sous-niveaux d’énergie. Ces sous-niveaux sont connus sous le nom de nombre quantique secondaire ou azimutal (l) .
Représentation des niveaux d’énergie
Pour contenir tous les électrons dans un atome de l’un des éléments actuellement connus, seuls 7 niveaux d’énergie sont nécessaires. Ces niveaux sont représentés par des lettres, qui sont K, L, M, N, O, P, Q , ou par des nombres allant de 1 à 7, où 1 est le niveau d’énergie le plus bas et 7 est le niveau d’énergie le plus élevé. .
Chaque niveau d’énergie principal a un nombre spécifique d’électrons et peut contenir jusqu’à 2n 2 électrons, où n est le numéro du niveau. Ainsi, le premier niveau peut contenir jusqu’à 2 électrons 2 x (1) 2 = 2 ; le second jusqu’à 8 électrons, 2 x (2) 2 = 8 ; le troisième jusqu’à 18, 2 x (3) 2 = 18, et ainsi de suite. Par conséquent, l’équation pour calculer le nombre d’électrons dans chaque niveau d’énergie est X= 2n 2
L’énergie associée à un niveau d’énergie augmente à mesure que la distance au noyau augmente. Par exemple, si un électron est dans le septième niveau d’énergie, il a beaucoup plus d’énergie qui lui est associée qu’un électron dans le premier niveau d’énergie.
sous-niveaux d’énergie
Chaque niveau d’énergie principal contient un sous-niveau d’énergie composé d’un nombre spécifique d’orbitales, et dans chacune d’elles, il ne peut y avoir plus de deux électrons. Comme les principaux niveaux d’énergie, les sous-niveaux d’énergie sont représentés par des lettres, dans ce cas ce sont s, p, d, f.
Chaque niveau d’énergie principal a un sous-niveau qui contient une orbitale s (1s) , il peut donc contenir un maximum de deux électrons . Les électrons de cette orbitale sont appelés électrons s et ont l’énergie la plus faible de tous les électrons de ce niveau d’énergie principal. Cette coquille peut contenir au maximum 2 électrons .
Chaque niveau d’énergie majeur au-dessus du premier contient une orbitale s et trois orbitales p . Un ensemble de trois orbitales p appelé sous-couche p peut contenir un maximum de six électrons . Par conséquent, le deuxième niveau peut contenir un maximum de huit électrons , soit deux dans l’orbitale s (2s) et 6 dans les trois orbitales p (2p).
Chaque niveau d’énergie majeur au-dessus du second contient, en plus d’une orbitale s et de trois orbitales p, un ensemble de cinq orbitales d appelé une sous-couche d, qui peut contenir un maximum de dix électrons . Ainsi, la troisième couche contient au maximum 18 électrons : 2 dans l’orbitale s, 6 dans les trois orbitales p et 10 dans les cinq orbitales d.
Le quatrième niveau et les niveaux supérieurs, en plus de tout ce qui précède, ont également une sous-couche f qui contient sept orbitales f et qui peut contenir un maximum de 14 électrons . Ainsi, la quatrième couche peut contenir jusqu’à 32 électrons : 2 dans l’orbitale s, 6 dans les trois orbitales p, 10 dans les cinq orbitales d et 14 dans les sept orbitales f.
Vous trouverez ci-dessous les tableaux qui résument toutes les informations expliquées ci-dessus :
Tableau des niveaux et sous-niveaux d’énergie
| Niveaux d’énergie ( n ) | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| sous-niveaux | Oui | s p | s p d | s p d f |
| Nombre d’orbitales de chaque type | 1 | 1 3 | 1 3 5 | 1 3 5 7 |
| Dénomination orbitale | 1s | 2s 2p | 3s 3p 3d | 4s 4p 4j 4f |
| Nombre maximal d’électrons dans les orbitales | 2 | 2 – 6 | 2 – 6 – 10 | 2 – 6 – 10 -14 |
| Nombre maximum d’électrons par niveau | 2 | 8 | 18 | 32 |
Sources
Bautista, C. [Apprentissage de la chimie].(31 mars 2020). Niveaux d’énergie [fichier vidéo]. Youtube. https://youtu.be/p3v5b81E6NQ
