Na nuvem electrónica apenas existem electrões, com carga negativa, e quando estes se aproximam demasiado uns dos outros, pelo facto de terem carga semelhante, vão-se repelir e afastar. Por esse motivo, os electrões "organizam-se" no espaço em torno do núcleo, mantendo-se o mais próximo possível do núcleo e ao mesmo tempo o mais afastado possível entre eles. Assim:
- há electrões que giram preferencialmente mais próximos do núcleo;
- há electrões que giram preferencialmente mais afastados do núcleo.
- Aqueles que giram mais próximos do núcleo são os de menor energia, enquanto os que giram mais afastados do núcleo são os de maior energia.
Cada um destes níveis pode ter um determinado número máximo de electrões. Os níveis mais próximos do núcleo "têm espaço" para menos electrões, enquanto os níveis mais afastados do núcleo "têm espaço" para mais electrões. Para saber o número de electrões que cada nível pode ter, aplica-se a expressão matemática:
N.º máximo de electrões do nível = 2n2 sendo n o nível, que pode ter valor 1, 2, 3, ...
Aplicando a expressão e substituindo o n pelo número do nível obtém-se:
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