Επίπεδα ενέργειας στον περιοδικό πίνακα

Ο περιοδικός πίνακας οργανώνεται σε στήλες και σειρές. Ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα αυξάνεται κατά την ανάγνωση του περιοδικού πίνακα από τα δεξιά προς τα αριστερά. Κάθε σειρά αντιπροσωπεύει ένα επίπεδο ενέργειας. Τα στοιχεία σε κάθε στήλη έχουν παρόμοιες ιδιότητες και τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων σθένους. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξόχως επίπεδο ενέργειας.

•••Tomasz Wyszoamirski / iStock / Getty Images

Ο αριθμός ηλεκτρονίων σε κάθε επίπεδο ενέργειας εμφανίζεται στον περιοδικό πίνακα. Ο αριθμός των στοιχείων σε κάθε σειρά δείχνει πόσα ηλεκτρόνια χρειάζεται για να γεμίσει κάθε επίπεδο. Το υδρογόνο και το ήλιο βρίσκονται στην πρώτη σειρά ή περίοδο, στον περιοδικό πίνακα. Επομένως, το πρώτο επίπεδο ενέργειας μπορεί να έχει συνολικά δύο ηλεκτρόνια. Το δεύτερο επίπεδο ενέργειας μπορεί να έχει οκτώ ηλεκτρόνια. Το τρίτο επίπεδο ενέργειας μπορεί να έχει συνολικά 18 ηλεκτρόνια. Το τέταρτο επίπεδο ενέργειας μπορεί να έχει 32 ηλεκτρόνια. Σύμφωνα με την Αρχή του Aufbau, τα ηλεκτρόνια θα γεμίσουν πρώτα τα χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας και θα εισέλθουν στα υψηλότερα επίπεδα μόνο εάν το επίπεδο ενέργειας πριν γεμίσει.

•••Roman Sigaev / iStock / Getty Images

Κάθε επίπεδο ενέργειας αποτελείται από περιοχές γνωστές ως τροχιακή. Ένα τροχιακό είναι μια περιοχή πιθανότητας στην οποία μπορούν να βρεθούν ηλεκτρόνια. Κάθε επίπεδο ενέργειας, εκτός από το πρώτο, έχει περισσότερα από ένα τροχιακά. Κάθε τροχιακό έχει ένα συγκεκριμένο σχήμα. Αυτό το σχήμα καθορίζεται από την ενέργεια που διαθέτουν τα ηλεκτρόνια στην τροχιακή. Τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινούνται οπουδήποτε στο σχήμα του τροχιακού τυχαία. Τα χαρακτηριστικά κάθε στοιχείου καθορίζονται από τα ηλεκτρόνια στην τροχιά.

•••Archeophoto / iStock / Getty Images

Το s-orbital έχει σχήμα σφαίρας. Το s-orbital είναι πάντα το πρώτο που συμπληρώνεται σε κάθε επίπεδο ενέργειας. Οι δύο πρώτες στήλες του περιοδικού πίνακα είναι γνωστές ως s-block. Αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια σθένους για αυτές τις δύο στήλες υπάρχουν σε ένα s-τροχιακό. Το πρώτο επίπεδο ενέργειας περιέχει μόνο ένα s-τροχιακό. Για παράδειγμα, το υδρογόνο έχει ένα ηλεκτρόνιο στο s-τροχιακό. Το ήλιο έχει δύο ηλεκτρόνια στο s-τροχιακό, γεμίζοντας το επίπεδο ενέργειας. Επειδή το επίπεδο ενέργειας του ηλίου είναι γεμάτο με δύο ηλεκτρόνια, το άτομο είναι σταθερό και δεν αντιδρά.

•••carloscastilla / iStock / Getty Images

Το p-orbital αρχίζει να γεμίζει μόλις το s-orbital έχει γεμίσει σε κάθε επίπεδο ενέργειας. Υπάρχουν τρία p-τροχιακά ανά επίπεδο ενέργειας, το καθένα σε σχήμα έλικας. Κάθε ένα από τα τροχιακά p συγκρατεί δύο ηλεκτρόνια, για συνολικά έξι ηλεκτρόνια στα τροχιακά p. Σύμφωνα με τον Κανόνα του Hund, κάθε τροχιακό p ανά επίπεδο ενέργειας πρέπει να λαμβάνει ένα ηλεκτρόνιο πριν κερδίσει ένα δεύτερο ηλεκτρόνιο. Το μπλοκ p ξεκινά με τη στήλη που περιέχει βόριο και τελειώνει με τη στήλη ευγενών αερίων.

•••agsandrew / iStock / Getty Images

Τα τροχιακά d και f είναι πολύ περίπλοκα. Υπάρχουν πέντε d-τροχιακά ανά επίπεδο ενέργειας, ξεκινώντας από το τρίτο επίπεδο ενέργειας. Τα μέταλλα μετάβασης αποτελούν τα d-τροχιακά. Υπάρχουν επτά τροχιακά ανά επίπεδο ενέργειας ξεκινώντας από το πέμπτο επίπεδο ενέργειας. Η λανθανίδη και η ακτινίδη αποτελούν τα τροχιακά f.