Co jsou elektrony vnitřní skořápky?

Elektrony v nejvzdálenějším plášti atomu, jeho valenční elektrony, jsou nejdůležitější při určování jeho chemie. Pokud však píšete elektronové konfigurace, budete muset vzít v úvahu také elektrony vnitřního obalu. Elektrony vnitřního pláště jsou jakékoli elektrony, které nejsou v nejvzdálenějším plášti. Chrání valenční elektrony před jádrem, čímž snižuje efektivní jaderný náboj.

Elektrony lze nejpřesněji popsat jako stojaté vlny. Stejně jako stojaté vlny na struně mohou mít pouze frekvence, které jsou násobky základní frekvence nebo harmonických, elektronová „vlna“ může mít pouze určité energie. V klasické fyzice byste mohli popsat objekt popsáním jeho polohy a rychlosti, ale v kvantové mechanice nikdy přesně nevíte, kde přesně bude elektron; můžete pouze vědět, kde je pravděpodobné, že se vyskytne. V důsledku toho jsou elektrony místo toho popsány pomocí čtyř kvantových čísel.

Existují čtyři kvantová čísla. První z nich, hlavní kvantové číslo (n), označuje velikost orbitálu. Úhlové kvantové číslo (l) označuje tvar orbitálu, zatímco magnetické kvantové číslo (m) naznačuje, jak je orientován v prostoru. Nakonec se čtvrté kvantové číslo nazývá spin a může mít hodnotu +1/2 nebo hodnotu -1/2. K popisu daného orbitalu potřebujete první tři kvantová čísla, ale k popisu elektronu potřebujete všechna čtyři, protože daný orbitál mohou obsadit až dva elektrony.

Říká se, že všechny orbitaly, které sdílejí stejné hlavní kvantové číslo, patří do stejné skořápky, bez ohledu na jejich hodnoty pro další tři kvantová čísla. Jelikož maximálně dva elektrony mohou obsadit jakýkoli daný orbitál a každá skořápka obsahuje pouze stanovený počet orbitalů, každá skořápka má maximální počet elektronů, které dokáže pojmout. Nejvzdálenější obsazená skořápka v atomu je jeho valenční skořápka. Elektrony nalezené ve skořápkách s menšími hlavními kvantovými čísly se nazývají elektrony vnitřního obalu.

Všechny elektrony mají záporný náboj, a proto se navzájem odpuzují. Elektrony vnitřní skořápky odpuzují valenční elektrony a tím je do určité míry chrání před přitažlivostí, kterou zažívají, ke kladně nabitému jádru. Tah, který zažívá valenční elektron, se někdy nazývá efektivní jaderný náboj, na rozdíl od skutečného jaderného náboje. Proto je u prvků zcela vlevo od periodické tabulky obecně pravděpodobnější, že budou rozdávat elektrony, zatímco u prvků zcela vpravo je obecně pravděpodobnější, že je odeberou.