Elektronerna i en atoms yttersta skal, dess valenselektroner, är viktigast för att bestämma sin kemi. Men om du skriver elektronkonfigurationer måste du också ta hänsyn till inre skalelektroner. Elektroniska inre skal är elektroner som inte är i yttersta skalet. De skyddar valenselektronerna från kärnan, vilket minskar den effektiva kärnladdning.

Kvantumtal

Elektroner kan beskrivas mest noggrant som stående vågor. Mycket som stående vågor på en sträng kan bara ha frekvenser som är multiplar av grundfrekvensen, eller övertoner, elektronen "våg" kan bara ha vissa energier. I klassisk fysik kan du beskriva ett objekt genom att beskriva dess placering och dess hastighet, men i kvantmekanik kan du aldrig veta för viss exakt var elektronen kommer att vara; du kan bara veta var det är troligt att det hittas. Följaktligen beskrivs elektroner i stället med fyra kvantnummer.

Orbitals

Det finns fyra kvantnummer. Den första, huvudkvantumnumret (n), anger orbitalets storlek. Vinkelkvantumtalet (l) indikerar orbitalets form, medan magnetkvantumtalet (m) indikerar hur det är orienterat i rymden. Slutligen kallas det fjärde kvanttalet rotationen och kan antingen ha ett +1/2 värde eller ett -1/2 värde. Du behöver de första tre kvanttal för att beskriva en given orbital, men du behöver alla fyra att beskriva en elektron, eftersom upp till två elektroner kan uppta en given orbital.

Shells

Alla orbitaler som dela samma huvudkvantum talas tillhöra samma skal, oavsett deras värden för de andra tre kvantnumren. Eftersom maximalt två elektroner kan uppta någon given omlopp, och varje skal endast har ett bestämt antal orbital, har varje skal ett maximalt antal elektroner som den kan rymma. Det yttersta ockuperade skalet i en atom är dess valensskal. Elektroner som finns i skal med mindre huvudkvantum kallas inre skalelektroner.

Betydelse

Alla elektroner har en negativ laddning och stöter därför på varandra. Innerskalektroner avstötar valenselektroner och därigenom skyddar dem i viss utsträckning från den attraktion de upplever mot den positivt laddade kärnan. Draget som upplevs av en valenselektron kallas ibland effektiv kärnladdning, så att den skiljer sig från den faktiska nukleära laddningen. Därför är element längst till vänster i det periodiska bordet generellt mer benägna att ge bort elektroner, medan element längst till höger generellt är mer benägna att ta dem.