2.n² est le nombre maximum d'électrons correspondant au nombre quantique principal n.
ainsi : n = 1 : 2électrons sur l'OA 1s
n = 2 : 8 électrons  correspondant à 2s² 2p⁶
n = 3 : 18 électrons correspondant à 3s² 3p⁶ 3d¹⁰
et ainsi de suite...
Le problème est que cette règle ne présente pas d'intérêt. Ce qui est intéressant est la classification des OA par énergie croissante, c'est à dire par ordre de remplissage et cela est donné par la règle de Klechkovski.
En effet les électrons 3d sont d'énergies plus grandes que les électrons 4s ; c'est pour cela que la troisième ligne du tableau périodique contient seulement 8 éléments, comme la ligne n° 2, et non pas 18 comme pourrait le laisser penssr la règle du " 2n² "...

Merci beaucoup ! Une question me vient en tête : si au concours on nous demande de déterminer si tel atome a un électron célibataire sur sa couche M comment fait-on ? Car d'après klechkovski 4s est avant l'orbitale 3d donc il est en plein milieu de ma couche M et ne correspond pas à n=3.. Je ne sais pas si vous voyez ce que je veux vous demander !  

J'espère que la question sera plutôt : l'atome X a-t-il un électron célibataire sur sa couche de valence ?
Si la règle de Klechkovski est bien à ton programme et connue de celui qui pose les questions, le genre de problème que tu soulèves ne devrait pas se poser...

Oui cette règle est au concours cependant le professeur fait très rapidement ses cours donc c'est à nous de se poser les questions et.... D'essayer d'y répondre avant le concours... Pour des atomes avec n=2 ceci est facile de regarder la valence mais pour ceux avec n=3 si l'électron célibataire est sur la couche 3d je ne sais pas comment faire pour déterminer la valence étant donné que 4s est situé juste avant ?

Les électrons de valence, appelés aussi électrons périphériques, sont tous les électrons dont l'énergie est égale ou supérieure à celle d'un électron n_maxs. Par exemple les électrons de valence du fer sont au nombre de 8 : ils correspondent aux électrons 4s² 3d⁶.
J'ai bien connu ce problème de concours de médecine récemment par le biais d'une de mes filles. Que ce soit en math ou en physique, certaines questions étaient tellement floues ou ambiguës qu'il étaient quasi impossible d'y répondre ; heureusement, le professeur de math et le professeur de physique enseignaient depuis plusieurs années à ce niveau. En analysant les QCM des années précédentes et leurs corrigés, il a été possible de reconstituer la façon de raisonner de ces professeurs et ainsi de prévoir les réponses attendues.

Une fois ce concours passé ça ira mieux, faut-il déjà le décrocher... Donc dans votre exemple avec le fer, les électrons de valence sont à la fois sur la couche M et sur la couche suivante?