Nivåene av elektroner i atomer

Den klassiske bilde av atom er kjent som Rutherford-Bohr-modellen. Den består av negativt ladede partikler --electrons - bane rundt en kjerne av partikler med positive eller ingen kostnad - protoner og nøytroner, henholdsvis. Syv totalt baner, eller energinivå, eksisterer i et atom, og elektroner kan ikke eksistere mellom banene.

elektroner

Hver bane kan inneholde bare et bestemt antall elektroner, og baner tettere til kjernen har lavere energi enn de som er lengre borte. Jo nærmere, lavenergi baner fylle opp først for å skape et atom i sin mest stabile tilstand, kjent som grunntilstanden. Dersom energien blir tilsatt til atom, enten som varme, lys eller en elektrisk utladning, en elektron kan bli "spent" og hoppe midlertidig til et høyere energinivå. Når elektronet faller tilbake til sitt opprinnelige nivå, er energi som sendes ut som synlig lys, røntgen eller andre former for elektromagnetisk stråling.

Energy Levels

Det maksimale antallet elektroner et energinivå kan holde er 2n ^ 2, med "n" representerer energinivå, eller hovedkvantetallet nummer. Det energinivå som er nærmest kjernen er representert ved energinivå 1 og inneholder maksimalt 2 (1 ^ 2), eller to, elektroner. Energinivå 2 inneholder maksimalt to (2 ^ 2), eller åtte, elektroner. Energi nivå 3 består av maksimum 2 (3 ^ 2), eller 18, elektroner, og nivå 4 har en opp til 2 (4 ^ 2), eller 32, valget. Det maksimale teoretiske antall elektroner som inneholdes i energinivå 5, 6 og 7 er 50, 72 og 98, henholdsvis, men i praksis disse energinivåer er ikke fylt.

energi~~POS=TRUNC

Hvert hovedenerginivå er delt inn i en eller flere energinivåene - opp til syv, i teorien - med det totale antall undernivåer som er lik hovedkvantetallet nummeret (n). De undernivåer er nummerert 0, 1, 2 og så videre opp til seks, men for alle de kjente elementene i det periodiske systemet, er bare de første fire undernivåer faktisk brukes.

Erwin Schrödinger

Den Rutherford-Bohr-modellen gjenkjenner korrekt elektroner eksisterer i energinivå, men kan ikke gjøre rede for energien som avgis når et elektron faller fra et høyere energinivå til et lavere en i et atom av alt annet enn hydrogen. Hydrogen er den enkleste atom av alle, med bare ett elektron og et proton. Erwin Schrödinger, som i fellesskap har vunnet Nobelprisen i fysikk i 1933, utviklet ideen om at elektronene oppførte seg som partikler på noen ganger og som elektromagnetiske bølger på andre. Han erstattet bestemte baner med sannsynlighets skyer, noe som åpner for beregning av sannsynlighet et elektron finnes på et bestemt sted.