voor atomen:

* Quantumnummers: Het aantal energieniveaus in een atoom wordt bepaald door het belangrijkste kwantumnummer (N). De mogelijke waarden van N zijn 1, 2, 3, enzovoort. Elke waarde van N komt overeen met een ander energieniveau, waarbij hogere waarden van n een hogere energieniveaus aangeeft. N =1 is bijvoorbeeld de grondtoestand, n =2 is de eerste geëxciteerde toestand, enzovoort.

* spectroscopie: Door het spectrum van licht te observeren dat wordt uitgestoten of geabsorbeerd door een atoom, kunnen we de golflengten van licht identificeren die overeenkomen met overgangen tussen verschillende energieniveaus. Hierdoor kunnen we het aantal aanwezige energieniveaus bepalen.

voor moleculen:

* Moleculaire orbitale theorie: Deze theorie beschrijft de binding in moleculen en voorspelt het bestaan ​​van moleculaire orbitalen met verschillende energieniveaus. Het aantal energieniveau is gerelateerd aan het aantal atomaire orbitalen dat betrokken is bij binding.

* spectroscopie (IR, UV-vis, enz.): Net als atoomspectroscopie kan moleculaire spectroscopie worden gebruikt om de energieniveaus te identificeren die betrokken zijn bij overgangen tussen verschillende vibratie- of elektronische toestanden.

voor andere systemen:

* deeltje in een doos: Dit is een eenvoudig model dat wordt gebruikt om het gedrag te beschrijven van een deeltje beperkt tot een eindige ruimte. Het aantal energieniveaus wordt bepaald door de grootte van de doos en de massa van het deeltje.

* Harmonische oscillator: Dit model beschrijft het gedrag van een systeem dat oscilleert rond een evenwichtspositie. Het aantal energieniveaus wordt bepaald door de frequentie van oscillatie.

Algemene overwegingen:

* degeneratie: Energieniveaus kunnen worden gedegenereerd, wat betekent dat meerdere toestanden dezelfde energie hebben. Deze degeneratie kan worden opgeheven door verschillende factoren, zoals magnetische velden of moleculaire interacties.

* benaderingen: In veel gevallen is de exacte bepaling van energieniveaus rekenkundig uitdagend. Daarom worden benaderingen vaak gebruikt om de berekeningen te vereenvoudigen en een goede schatting te geven van het aantal energieniveaus.

Voorbeelden:

* waterstofatoom: Het waterstofatoom heeft een oneindig aantal energieniveaus, maar slechts de eerste paar zijn meestal bezet bij kamertemperatuur.

* Watermolecuul: Het watermolecuul heeft verschillende trillings- en elektronische energieniveaus, die kunnen worden waargenomen in zijn infrarood- en ultraviolette spectra.

Samenvattend: Het aantal energieniveaus in een systeem wordt bepaald door de specifieke eigenschappen en het model dat wordt gebruikt om het te beschrijven. Kwantummechanica biedt een theoretisch raamwerk voor het begrijpen van energieniveaus, terwijl experimentele technieken zoals spectroscopie waardevolle hulpmiddelen bieden voor het meten en karakteriseren ervan.