1. Configuration électronique :lorsqu'une sous-couche est complètement remplie, toutes les orbitales disponibles au sein de cette sous-couche sont occupées par des électrons. Il en résulte une configuration électronique stable.
2. Échange d'énergie :les électrons au sein d'une même sous-couche subissent un échange d'énergie, qui est une énergie d'interaction résultant de l'échange mécanique quantique d'électrons entre des particules identiques. Lorsqu’une sous-couche est complètement remplie, l’énergie d’échange devient maximale. En effet, tous les électrons d’une sous-couche remplie ont la même orientation de spin, soit vers le haut, soit vers le bas. Cette énergie d'échange maximale contribue à un état énergétique global plus faible pour les électrons de la sous-couche remplie.
3. Principe d'exclusion de Pauli :Le principe d'exclusion de Pauli stipule que deux électrons ne peuvent pas occuper simultanément le même état quantique. Lorsqu’une sous-couche est complètement remplie, cela signifie que tous les états quantiques disponibles dans cette sous-couche sont occupés. Cela empêche les électrons d’occuper des états d’énergie plus élevés, ce qui entraîne une configuration énergétique globale plus faible.
4. Charge nucléaire et répulsion électron-électron :L’énergie des électrons dans un atome est également influencée par l’attraction entre le noyau chargé positivement et les électrons chargés négativement. Lorsqu’une sous-couche est complètement remplie, l’augmentation du nombre d’électrons dans cette sous-couche entraîne une répulsion électron-électron plus forte. Cette répulsion s'oppose à la force d'attraction entre les électrons et le noyau, entraînant une légère augmentation de l'énergie des électrons dans la sous-couche remplie.
Globalement, le remplissage complet d’une sous-couche entraîne une diminution de l’énergie des électrons au sein de cette sous-couche en raison de l’énergie d’échange maximale et de la restriction imposée par le principe d’exclusion de Pauli. Cependant, il y a une légère augmentation de l’énergie en raison de l’augmentation de la répulsion électron-électron. L’effet combiné aboutit à une configuration plus stable et à plus faible énergie pour les électrons de la sous-couche remplie.
