Quello che non riesco a capire è perché il livello di energia è più alto e non più basso. Gli elettroni sono sempre più lontani dal nucleo, all'infinito la loro energia sarebbe zero.

Hai ragione. Gli elettroni più interni sono quelli più strettamente legati al nucleo e gli elettroni più esterni ('valenza') hanno la minima energia, il che spiega perché possono essere rimossi (ad es. Nelle reazioni chimiche)

Ma queste energie sono sempre negative e usa il principio che infinitamente lontano dal nucleo l'energia dell'elettrone sarebbe $ 0 $.

In questo modo definita, l'energia dell'elettrone idrogeno nello stato fondamentale ($ 1s $) eg è $ -13,6 \ \ mathrm {eV} $. L'energia dell'elettrone negli stati eccitati ($ 2s $, $ 2p $, $ 3s $ ecc.) È meno negativa, finché per distanza infinita (un elettrone libero) è zero ($ 0 $).

Poiché l'energia a distanza infinita è $ 0 $, nel caso $ n = 1 $, allora:

$$ \ Delta E = 0 - (- 13.6) = 13.6 \ \ mathrm {eV} $$

E nel caso $ n = 2 $, allora:

$$ \ Delta E = 0 - (- 3.4) = 3.4 \ \ mathrm {eV} $$

Quindi ci vuole meno energia per rimuovere un elettrone in un orbitale superiore rispetto a uno inferiore . Ciò corrisponde alle nostre osservazioni.

Allo stesso modo, l'energia necessaria per eccitare l'elettrone da $ n = 1 $ a $ n = 2 $ è:

$$ \ Delta E_ {1 \ a 2} = - 3,4 - (- 13,6) = 10,2 \ \ mathrm {eV} $$

@Gert ha dato un'ottima spiegazione e mi piace dare un piccolo metodo per trovare la risposta alla tua domanda.

Considera un oggetto che è 2Kg è su un livello di 10 m di altezza dal livello di considerazione . È una goccia da lì e sai che rilascia la sua energia potenziale di mgh = 200J. Se è alto 20 m, rilascia 400J. Quindi possiamo vedere che

* quando qualcosa scende da un livello di energia alto a un livello di energia più basso rilascia la sua energia

* Quando scende da un livello di energia più alto ne rilascia di più energia rispetto agli altri.

Quindi, ora consideriamo lo spettro di emissione dell'idrogeno,

prenderò alcune linee da questo. Considera la linea che è la ragione per

3 → 2
4 → 2,

5 → 2

Secondo il rilascio di energia 5 → 2 > 4 → 2> 3 → 2. Quindi possiamo capire che il 5 ° livello è in un livello più alto 4 è allora e 3 è allora. Ora, come nell'esempio precedente, il 5 ° livello ha una grande energia rispetto al 4 ° livello (come il livello 20m ha più energia del livello 10m).

L'attrazione del nucleo influisce anche sul valore dell'energia di i livelli di energia. Man mano che va al di sopra, l'attrazione diminuisce a causa del fatto che il divario dei livelli di energia sta diminuendo.

Come estate,

Quando vai al di sopra dell'energia dei livelli essere aumentato, ma il divario dei livelli energetici essere diminuito.