Mitä ovat sisäkuoren elektronit?

Atomin uloimman kuoren elektronit, sen valenssielektronit, ovat tärkeimpiä kemian määrittämisessä. Siitä huolimatta, jos kirjoitat elektronikonfiguraatioita, sinun on otettava huomioon myös sisäkuoren elektronit. Sisäkuoren elektronit ovat elektroneja, jotka eivät ole uloimmassa kuoressa. Ne suojaavat valenssielektroneja ytimeltä vähentäen todellista ydinvarausta.

Elektroneja voidaan kuvata tarkimmin seisovina aaltoina. Paljon kuin merkkijonossa seisovilla aalloilla voi olla vain taajuuksia, jotka ovat kerrannaisia ​​perustaajuudesta tai harmonisista, elektronilla "aallolla" voi olla vain tiettyjä energioita. Klassisessa fysiikassa voit kuvata kohdetta kuvaamalla sen sijainnin ja nopeuden, mutta kvanttimekaniikassa ei voi koskaan tietää tarkalleen missä elektroni tulee olemaan; voit vain tietää, mistä se todennäköisesti löytyy. Näin ollen elektronit kuvataan sen sijaan käyttämällä neljää kvanttilukua.

Kvanttilukuja on neljä. Ensimmäinen, pääkvanttiluku (n), osoittaa kiertoradan koon. Kulmakvanttiluku (l) ilmaisee kiertoradan muodon, kun taas magneettinen kvanttiluku (m) osoittaa, kuinka se on suunnattu avaruudessa. Lopuksi, neljännen kvanttiluvun nimi on spin, ja sillä voi olla joko +1/2- tai -1/2-arvo. Tarvitset kolme ensimmäistä kvanttilukua tietyn kiertoradan kuvaamiseen, mutta tarvitset kaikki neljä elektronin kuvaamiseen, koska korkeintaan kaksi elektronia voi miehittää tietyn kiertoradan.

Kaikkien kiertoradojen, joilla on sama pääkvanttiluku, sanotaan kuuluvan samaan kuoreen riippumatta niiden arvoista muille kolmelle kvanttiluvulle. Koska korkeintaan kaksi elektronia voi miehittää minkä tahansa tietyn kiertoradan ja jokaisessa kuoressa on vain tietty määrä orbitaaleja, jokaisessa kuoressa on enimmäismäärä elektroneja, joihin se mahtuu. Syrjäisin miehitetty kuori atomissa on sen valenssikuori. Pienemmillä kvanttiluvuilla varustetuista kuorista löytyviä elektroneja kutsutaan sisäkuoren elektroneiksi.

Kaikilla elektronilla on negatiivinen varaus, ja siksi ne hylkäävät toisiaan. Sisäkuorielektronit hylkäävät valenssielektronit ja suojaavat siten niitä jossain määrin vetovoimalta, jota he kokevat kohti positiivisesti varautunutta ydintä. Valenssielektronin kokemaa vetoa kutsutaan joskus todelliseksi ydinvaraukseksi, erotettuna todellisesta ydinvarauksesta. Siksi jaksollisen taulukon vasemmassa reunassa olevat elementit luovuttavat yleensä todennäköisemmin elektroneja, kun taas äärioikeiston elementit ottavat ne yleensä todennäköisemmin.