Arrangemanget av elektroner runt en atoms kärna styrs av en uppsättning regler baserade på kvantmekanik. Här är en uppdelning:
1. Kvantnummer:
* Principal Quantum Number (N): Beskriver elektronens energinivå. Högre 'n' betyder högre energi. Det kan vara alla positiva heltal (1, 2, 3, ...), där 1 är marktillståndet.
* vinkelmoment eller azimutalt kvantantal (L): Beskriver formen på elektronens orbital. Det sträcker sig från 0 till N-1.
* l =0:s orbital (sfärisk)
* l =1:p orbital (hantelformad)
* l =2:D Orbital (mer komplexa former)
* l =3:f orbital (ännu mer komplexa former)
* Magnetiskt kvantantal (ML): Beskriver orienteringen av omloppet i rymden. Det kan ta på sig värden från -l till +L, inklusive 0. Så för L =1 (P -orbitaler) finns det Ml =-1, 0, +1, vilket ger tre P -orbitaler orienterade längs X-, Y- och Z -axlarna.
* Spin Quantum Number (MS): Beskriver den inre vinkelmomentet hos en elektron, som är kvantiserad och visualiseras ofta som elektronen "snurrande". Det kan vara antingen +1/2 eller -1/2.
2. Aufbau Princip:
* Elektroner fyller orbitaler i ordning av ökande energi.
* Fyllningsordningen är baserad på den diagonala regeln (ibland kallad Madelung -regeln).
3. Pauli uteslutningsprincip:
* Inga två elektroner i en atom kan ha samma uppsättning av alla fyra kvantantal.
* Detta innebär att varje orbital kan ha högst två elektroner, med motsatta snurr.
4. Hunds regel:
* Inom ett underskal (t.ex. 2p -underskalet) kommer elektroner att ockupera individuellt varje omlopp i det underskalet innan de parar sig ihop.
* Detta maximerar antalet oparade elektroner och minimerar elektronelektronavstötning.
5. Elektronisk konfiguration:
Arrangemanget av elektroner i en atom kallas dess elektroniska konfiguration. Det är skrivet i formen:
(n) l^(antal elektroner i det underskalet)
Till exempel är den elektroniska konfigurationen av kväve 1S² 2S² 2p³.
Exempel:
Låt oss titta på den elektroniska konfigurationen av syre (atomnummer 8):
1. aufbau Princip: Efter den diagonala regeln fyller vi orbitalerna i ordningen 1s, 2s, 2p.
2. Pauli uteslutningsprincip: Varje orbital kan ha högst två elektroner med motsatta snurr.
3. junds regel: Inom 2p -underskalet placerar vi en elektron i var och en av de tre 2p -orbitalerna innan du parar sig ihop några elektroner.
Därför är den elektroniska konfigurationen av syre:1S² 2S² 2P⁴
Obs: Dessa regler ger en ram för att förstå hur elektroner fördelas runt kärnan. Emellertid är elektronernas beteende komplex och kvantmekanik spelar en viktig roll för att förklara deras beteende.
