Innehåll
Elektronerna i ett yttersta skal från atomer, dess valenselektroner, är viktigast för att bestämma dess kemi. Ändå, om du skriver elektronkonfigurationer, måste du ta hänsyn till inre skalelektroner också. Inre skalelektroner är alla elektroner som inte finns i det yttersta skalet. De skyddar valenselektronerna från kärnan och minskar den effektiva kärnladdningen.
Kvantnummer
Elektroner kan beskrivas mest exakt som stående vågor. Liksom stående vågor på en sträng endast kan ha frekvenser som är multiplar av grundfrekvensen, eller övertoner, kan elektronvågen bara ha vissa energier. I klassisk fysik kan du beskriva ett objekt genom att beskriva dess läge och dess hastighet, men i kvantmekanik kan du aldrig veta exakt var elektroniken kommer att vara; du kan bara veta var det troligt hittas. Följaktligen beskrivs elektroner istället med fyra kvantantal.
orbitaler
Det finns fyra kvantantal. Den första, det viktigaste kvantantalet (n), anger storleken på omloppsbotten. Vinkelkvanttalet (l) indikerar banans form, medan det magnetiska kvanttalet (m) indikerar hur det är orienterat i rymden. Slutligen kallas det fjärde kvantnumret snurret och kan ha antingen ett +1/2 värde eller ett -1/2 värde. Du behöver de tre första kvantnumren för att beskriva en given orbital, men du behöver alla fyra för att beskriva en elektron, eftersom upp till två elektroner kan ockupera en given orbital.
Shells
Alla orbitaler som delar samma huvudkvanttal sägs tillhöra samma skal, oavsett deras värden för de andra tre kvantumren. Eftersom högst två elektroner kan uppta en given orbital, och varje skal endast har ett fast antal orbitaler, har varje skal ett maximalt antal elektroner som det kan rymma. Det yttersta upptagna skalet i en atom är dess valensskal. Elektroner som finns i skal med mindre huvudkvantantal kallas inre skalelektroner.
Betydelse
Alla elektroner har en negativ laddning och stöter därför varandra. Inre skalelektroner avvisar valenselektroner och därmed skyddar dem till viss del från attraktionen de upplever mot den positivt laddade kärnan. Dragningen som en valenselektron upplever kallas ibland den effektiva kärnkraftsladdningen, till skillnad från den faktiska kärnkraftsladdningen. Det är därför som element längst till vänster i det periodiska systemet i allmänhet är mer benägna att ge bort elektroner, medan element längst till höger i allmänhet är mer benägna att ta dem.