Inhoud
De elektronen in de buitenste schil van een atoom, de valentie-elektronen, zijn het belangrijkst bij het bepalen van de chemie. Als u echter elektronenconfiguraties schrijft, moet u ook rekening houden met binnenschilelektronen. Binnenschilelektronen zijn elektronen die zich niet in de buitenste schil bevinden. Ze beschermen de valentie-elektronen tegen de kern, waardoor de effectieve nucleaire lading wordt verminderd.
Kwantumgetallen
Elektronen kunnen het best worden omschreven als staande golven. Net zoals staande golven op een snaar alleen frequenties kunnen hebben die een veelvoud zijn van de fundamentele frequentie, of harmonischen, kan de elektron "golf" alleen bepaalde energieën hebben. In de klassieke fysica zou je een object kunnen beschrijven door de locatie en de snelheid ervan te beschrijven, maar in de kwantummechanica kun je nooit zeker weten waar het elektron precies zal zijn; u kunt alleen weten waar het waarschijnlijk wordt gevonden. Bijgevolg worden elektronen in plaats daarvan beschreven met behulp van vier kwantumgetallen.
orbitalen
Er zijn vier kwantumgetallen. De eerste, het belangrijkste kwantumnummer (n), geeft de grootte van de baan aan. Het hoekige kwantumgetal (l) geeft de vorm van het orbitaal aan, terwijl het magnetische kwantumgetal (m) aangeeft hoe het in de ruimte is georiënteerd. Ten slotte wordt het vierde kwantumgetal de spin genoemd en kan deze een +1/2 waarde of een -1/2 waarde hebben. Je hebt de eerste drie kwantumgetallen nodig om een gegeven baan te beschrijven, maar je hebt ze alle vier nodig om een elektron te beschrijven, omdat maximaal twee elektronen een bepaalde baan kunnen bezetten.
shells
Van alle orbitalen die hetzelfde hoofdkwantumnummer delen, wordt gezegd dat ze tot dezelfde schaal behoren, ongeacht hun waarden voor de andere drie kwantumnummers. Omdat maximaal twee elektronen elke gegeven baan kunnen bezetten, en elke schaal slechts een vast aantal orbitalen heeft, heeft elke schaal een maximaal aantal elektronen dat deze kan herbergen. De buitenste bezette schaal in een atoom is de valentieschil. Elektronen gevonden in schalen met kleinere principale kwantumgetallen worden binnenste schil-elektronen genoemd.
Betekenis
Alle elektronen hebben een negatieve lading en stoten elkaar daarom af. Binnenschilelektronen stoten valentie-elektronen af en beschermen ze daardoor tot op zekere hoogte tegen de aantrekking die ze ervaren naar de positief geladen kern. De aantrekkingskracht van een valentie-elektron wordt soms de effectieve nucleaire lading genoemd, in tegenstelling tot de werkelijke nucleaire lading. Daarom geven elementen aan de linkerkant van het periodiek systeem in het algemeen meer kans om elektronen weg te geven, terwijl elementen aan de rechterkant in het algemeen eerder geneigd zijn ze op te nemen.