Inhoud
Elektronen zijn kleine subatomaire deeltjes met een negatieve lading die in schalen rond de kern van een atoom cirkelen. Elke schil kan als een energieniveau worden beschouwd en elk energieniveau moet vol elektronen zijn voordat een elektron naar een hogere energieschaal gaat. De hoeveelheid elektronen in elke schaal varieert, en banen en plaatsing van elektronen zijn niet zoals de perfect cirkelvormige modellen die vaak worden gezien.
Elektronen per shell
Elke elektronenschil bevat een verschillende hoeveelheid elektronen om de schaal volledig te vullen. De eerste elektronenschil kan twee elektronen bevatten. De elementen waterstof, met één elektron, en helium, met twee elektronen, zijn de enige elementen die slechts één elektronenschil hebben. De tweede schaal kan acht elektronen bevatten. De derde schaal houdt 18 elektronen vast en de vierde houdt 32 vast.
Sub-Shells
De elektronenschillen zijn verder onderverdeeld in subshells. Deze sub-shells worden beschouwd als energieniveaus binnen de energieniveaus van de elektronenschil. Deze subshells worden voorgesteld door de letters s, p, d, f. Ze bevatten een specifiek aantal elektronen. De sub-schaal van de s bevat bijvoorbeeld twee elektronen en de sub-schaal van de p bevat zes. Elke sub-shell kan vier elektronen meer vasthouden dan de vorige sub-shell.
Sub-shell notatie
Sub-shells zijn aanwezig op elk van de elektronenschillen. Het element boor heeft bijvoorbeeld vijf elektronen. De eerste twee elektronen passen in de eerste schaal op de eerste en enige sub-schaal s. De tweede elektronenschil heeft drie elektronen. De eerste twee bevinden zich op de subschaal van s, met één elektron op de subschaal van p. Een veelgebruikte notatie van de subshell voor boor is 1s2 2s2 2p1. Deze notatie geeft aan welke elektronenschil eerst door een nummer, de sub-schil door de letter en hoeveel elektronen er op de sub-schil aanwezig zijn met een nummer.
Sub-shell vorm
Hoewel het gebruikelijk is om elektronenmodellen cirkelvormige vormen te gebruiken om elektronen en elektronenschillen weer te geven, is de vorm van een baan eigenlijk heel anders. De s-schaal is bolvormig. Elke baan heeft de vorm van een halter. De haltervorm van het orbitaal kan slechts twee elektronen bevatten. Omdat een orbitaal in totaal zes elektronen kan bevatten, moeten er drie haltervormen in het midden zijn om een orbitaal vol te laten zijn.
Elektronenwolk
De elektronen die aanwezig zijn in de elektronenschillen en subshells wikkelen zich niet om de shells in een vooraf gedefinieerde baan. De elektronen bewegen in een wolk. Het subniveau van s heeft bijvoorbeeld maximaal twee elektronen in een bolvorm. De twee elektronen draaien niet rond de rand van de bol; ze kunnen altijd en overal in de bolvorm aanwezig zijn. Volgens de kwantumfysica kunnen de elektronen zelfs buiten de bol gaan.De sferische vorm van de s-schaal is alleen de meest waarschijnlijke plek om de elektronen op een bepaald moment te lokaliseren. Dit creëert een wolk van waarschijnlijkheid waarop het elektron zich op elk moment kan bevinden. Dit geldt voor alle elektronenschillen en subshells.