Av Michael E Carpenter, uppdaterad 30 augusti 2022
Elektroner är negativt laddade subatomära partiklar som upptar diskreta energinivåer - ofta visualiserade som skal - som omger atomkärnan. Ett skal måste fyllas innan en elektron kan flytta till en högre energinivå. Kapaciteten hos varje skal skiljer sig, och de faktiska elektronfördelningarna avviker från enkla cirkulära banor.
Det första skalet kan hålla upp till två elektroner; väte (1e⁻) och helium (2e⁻) har endast detta skal. Det andra skalet rymmer åtta elektroner, det tredje 18 och det fjärde 32.
Inom varje skal representerar underskal – betecknade s, p, d och f – finare energidelningar. s-underskalet rymmer två elektroner; p rymmer sex; d rymmer tio; f rymmer fjorton. Varje på varandra följande underskal kan hålla fyra fler elektroner än det föregående.
Elektronkonfigurationen för en atom skrivs som en sekvens av skalnummer, underskalbokstav och elektronantal. Till exempel beskrivs bor (5e⁻) som 1s² 2s² 2p¹ , vilket indikerar två elektroner i det första skalets underskal, två i det andra skalets underskal och en i det andra skalets p-underskal.
Formerna för sannolikhetstäthet skiljer sig mellan underskal. s underskal är sfäriska; p sub-shells liknar hantlar. Varje p-orbital kan vara värd för två elektroner, så ett fullt p-underskal innehåller tre sådana orbitaler, totalt sex elektroner.
Elektroner följer inte fasta cirkulära banor; istället existerar de som ett sannolikhetsmoln. På en s undernivå upptar de två elektronerna ett sfäriskt område, men de kan hittas var som helst inom den volymen när som helst. Kvantmekaniken tillåter elektronen att existera bortom den klassiska gränsen, vilket skapar ett diffust moln av sannolikhet som gäller alla underskal.
