Les orbitales électroniques et les niveaux d'énergie sont intimement connectés. Voici comment:
1. Orbitales électroniques:
* Définition: Une orbitale électronique est une région tridimensionnelle autour du noyau d'un atome où il y a une forte probabilité de trouver un électron.
* forme: Les orbitales ont des formes spécifiques, décrites par leurs nombres quantiques (N, L, ML). Ces formes comprennent des sphères (orbitales S), des haltères (orbitales p) et des formes plus complexes (orbitales d et f).
* pas de chemins physiques: Les orbitales ne sont pas définies comme des chemins fixes pour les électrons pour voyager; Au lieu de cela, ils représentent des régions d'espace où les électrons sont les plus susceptibles d'être trouvés.
2. Niveaux d'énergie:
* Définition: Les niveaux d'énergie représentent les différentes quantités d'énergie qu'un électron peut posséder dans un atome.
* quantifié: Les niveaux d'énergie sont quantifiés, ce qui signifie que les électrons ne peuvent exister qu'à des niveaux d'énergie spécifiques et discrets. Ils ne peuvent pas exister entre ces niveaux.
* Énergie supérieure =plus loin du noyau: Généralement, des niveaux d'énergie plus élevés correspondent à des orbitales qui sont plus éloignées du noyau de l'atome.
la connexion:
* Chaque orbitale a une énergie spécifique: Chaque type d'orbital (S, P, D, F) dans un niveau d'énergie spécifique a une énergie unique qui lui est associée. Par exemple, l'orbitale 2S a une énergie différente de l'orbitale 2p, même si elles sont toutes deux dans le deuxième niveau d'énergie.
* Les niveaux d'énergie déterminent le remplissage orbital: Les électrons occupent les orbitales par ordre d'augmentation de l'énergie. Les orbitales d'énergie les plus basses sont remplies d'abord, puis des niveaux d'énergie plus élevés sont remplis à mesure que davantage d'électrons sont ajoutés à l'atome.
* transitions d'électrons et changements d'énergie: Lorsqu'un électron absorbe l'énergie, il peut passer à un niveau d'énergie plus élevé et occuper une orbitale différente. Lorsqu'un électron perd de l'énergie, il peut retomber à un niveau d'énergie inférieur et libérer de l'énergie sous forme de lumière. C'est la base de la spectroscopie atomique et de la façon dont nous voyons les couleurs dans de nombreux matériaux.
Exemple:
Considérons l'atome d'hydrogène. Il n'a qu'un seul proton et un électron. L'électron peut occuper divers niveaux d'énergie, désignés comme n =1, n =2, n =3, etc. Dans chaque niveau d'énergie, il existe des orbitales avec des formes spécifiques:
* n =1: Une seule orbitale existe, l'orbitale 1s (forme sphérique).
* n =2: Il existe quatre orbitales:une orbitale 2s (sphérique) et trois orbitales 2p (en forme d'haltère).
* n =3: Il existe neuf orbitales, dont des orbitales 3S, 3P et 3D avec des formes plus complexes.
À mesure que l'électron gagne de l'énergie, il peut passer à des niveaux d'énergie plus élevés, occupant des orbitales avec différentes formes et énergies. Ce principe est essentiel pour comprendre la liaison chimique et les propriétés de différents éléments.
en résumé: Les orbitales électroniques sont des régions tridimensionnelles de l'espace où les électrons sont susceptibles d'être trouvés. Chaque orbitale a un niveau d'énergie spécifique qui lui est associé. Les niveaux d'énergie sont quantifiés, ce qui signifie que les électrons ne peuvent occuper que des états d'énergie spécifiques. La relation entre les orbitales et les niveaux d'énergie régit le comportement des électrons dans les atomes et détermine les propriétés chimiques des éléments.
