Hvad er indre skalelektroner?

Elektronerne i et atoms yderste skal, dets valenselektroner, er vigtigst ved bestemmelsen af ​​dets kemi. Ikke desto mindre, hvis du skriver elektronkonfigurationer, skal du også tage de indre skalelektroner i betragtning. Indre skalelektroner er alle elektroner, der ikke er i den yderste skal. De beskytter valenselektronerne fra kernen og reducerer den effektive nukleare ladning.

Elektroner kan mest nøjagtigt beskrives som stående bølger. Meget som stående bølger på en streng kun kan have frekvenser, der er multipla af den grundlæggende frekvens, eller harmoniske, kan elektronbølgen kun have visse energier. I klassisk fysik kunne du beskrive et objekt ved at beskrive dets placering og dets hastighed, men inden for kvantemekanik kan du aldrig helt sikkert vide, hvor elektronen vil være; du kan kun vide, hvor det sandsynligvis findes. Derfor beskrives elektroner i stedet for ved hjælp af fire kvantetal.

Der er fire kvantetal. Den første, det vigtigste kvantetal (n), angiver størrelsen på orbitalen. Det kantede kvantetal (l) angiver formen på orbitalen, mens det magnetiske kvantetal (m) angiver, hvordan det er orienteret i rummet. Endelig kaldes det fjerde kvantetal spin og kan enten have en +1/2 værdi eller en -1/2 værdi. Du har brug for de første tre kvantetal for at beskrive en given orbital, men du har brug for alle fire for at beskrive en elektron, da op til to elektroner kan besætte en given orbitale.

Alle orbitaler, der deler det samme hovedkvantumtal, siges at tilhøre den samme skal, uanset deres værdier for de andre tre kvantetal. Da maksimalt to elektroner kan optage en given orbital, og hver skal kun har et bestemt antal orbitaler, har hver skal et maksimalt antal elektroner, den kan rumme. Den yderste besatte skal i et atom er dens valensskal. Elektroner fundet i skaller med mindre hovedkvantumtal kaldes indre skalelektroner.

Alle elektroner har en negativ ladning og afviser derfor hinanden. Indre skalelektroner frastøder valenselektroner og beskytter dem derved til en vis grad mod den tiltrækning, de oplever mod den positivt ladede kerne. Trækket, som en valenselektron oplever, kaldes undertiden den effektive nukleare ladning, adskilt fra den faktiske nukleare ladning. Det er derfor, at elementer længst til venstre i det periodiske system generelt er mere tilbøjelige til at give elektroner væk, mens elementer længst til højre generelt er mere tilbøjelige til at tage dem.