Hvordan elektroner er fordelt i et atoms skaller

Af Michael E Carpenter, Opdateret 30. august 2022

Elektroner er negativt ladede subatomære partikler, der optager diskrete energiniveauer - ofte visualiseret som skaller - der omgiver atomkernen. En skal skal fyldes, før en elektron kan bevæge sig til et højere energiniveau. Kapaciteten af hver skal er forskellig, og de faktiske elektronfordelinger afviger fra simple cirkulære baner.

Elektroner pr. skal

Den første skal kan rumme op til to elektroner; hydrogen (1e⁻) og helium (2e⁻) har kun denne skal. Den anden skal rummer otte elektroner, den tredje 18 og den fjerde 32.

Underskaller

Inden for hver skal repræsenterer underskaller - betegnet s, p, d og f - finere energiinddelinger. s-underskallen rummer to elektroner; p rummer seks; d rummer ti; f rummer fjorten. Hver efterfølgende underskal kan indeholde fire flere elektroner end den foregående.

Sub-Shell-notation

Et atoms elektronkonfiguration er skrevet som en sekvens af skalnummer, underskalbogstav og elektronantal. For eksempel er bor (5e⁻) beskrevet som 1s² 2s² 2p¹ , hvilket indikerer to elektroner i den første skals underskal, to i den anden skals underskal og en i den anden skals p-underskal.

Sub-Shell Shape

Formerne for sandsynlighedstæthed er forskellige mellem underskaller. s underskaller er sfæriske; p sub-shells ligner håndvægte. Hver p-orbital kan være vært for to elektroner, så en fuld p-underskal indeholder tre sådanne orbitaler, i alt seks elektroner.

Electron Cloud

Elektroner følger ikke faste cirkulære baner; i stedet eksisterer de som en sandsynlighedssky. På et s underniveau optager de to elektroner et sfærisk område, men de kan findes hvor som helst inden for det volumen på ethvert tidspunkt. Kvantemekanikken tillader elektronen at eksistere ud over den klassiske grænse, hvilket skaber en diffus sky af sandsynlighed, der gælder for alle underskaller.