Hva er indre skallelektroner?

Elektronene i atomets ytterste skall, dets valenselektroner, er viktigst for å bestemme kjemien. Likevel, hvis du skriver elektronkonfigurasjoner, må du også ta hensyn til indre skallelektroner. Indre skallelektroner er alle elektroner som ikke er i det ytterste skallet. De beskytter valenselektronene fra kjernen, og reduserer den effektive kjernefysiske ladningen.

Elektroner kan mest nøyaktig beskrives som stående bølger. I likhet med at stående bølger på en streng bare kan ha frekvenser som er multipler av den grunnleggende frekvensen, eller harmoniske, kan elektronbølgen bare ha visse energier. I klassisk fysikk kan du beskrive et objekt ved å beskrive dets beliggenhet og hastighet, men i kvantemekanikk kan du aldri vite helt nøyaktig hvor elektronet vil være; du kan bare vite hvor det sannsynligvis blir funnet. Følgelig blir elektroner beskrevet i stedet ved hjelp av fire kvantetall.

Det er fire kvantetall. Den første, det viktigste kvantetallet (n), indikerer størrelsen på bane. Vinkelkvantetallet (l) indikerer formen på bane, mens det magnetiske kvantetallet (m) indikerer hvordan det er orientert i rommet. Til slutt kalles det fjerde kvantetallet spinn og kan ha enten en +1/2 verdi eller en -1/2 verdi. Du trenger de tre første kvantetallene for å beskrive en gitt bane, men du trenger alle fire for å beskrive et elektron, siden opptil to elektroner kan okkupere en gitt bane.

Alle orbitaler som har samme hovedkvantetall sies å tilhøre samme skall, uavhengig av deres verdier for de andre tre kvantetallene. Siden maksimalt to elektroner kan okkupere en gitt bane, og hvert skall bare har et bestemt antall orbitaler, har hvert skall et maksimalt antall elektroner det kan romme. Det ytterste okkuperte skallet i et atom er dets valensskall. Elektroner som finnes i skjell med mindre hovedkvantetall kalles indre skallelektroner.

Alle elektroner har negativ ladning og avviser derfor hverandre. Indre skallelektroner frastøter valenselektroner og beskytter dem til en viss grad mot tiltrekningen de opplever mot den positivt ladede kjernen. Trekket som oppleves av et valenselektron kalles noen ganger den effektive kjernefysiske ladningen, forskjellig fra den faktiske kjernefysiske ladningen. Det er derfor det er mer sannsynlig at elementer helt til venstre i det periodiske systemet gir bort elektroner, mens det som er lengst til høyre generelt er mer sannsynlig at de tar dem.