Os elétrons na camada mais externa de um átomo, seus elétrons de valência, são os mais importantes na determinação de sua química. No entanto, se você estiver escrevendo configurações de elétrons, também precisará levar em consideração os elétrons da camada interna. Os elétrons da camada interna são quaisquer elétrons que não estejam na camada mais externa. Eles protegem os elétrons de valência do núcleo, reduzindo a carga nuclear efetiva.
Números quânticos
Os elétrons podem ser descritos com mais precisão como ondas estacionárias. Assim como as ondas estacionárias em uma corda só podem ter frequências múltiplas da frequência fundamental, ou harmônicos, a "onda" do elétron só pode ter certas energias. Na física clássica, você poderia descrever um objeto descrevendo sua localização e velocidade, mas na mecânica quântica, você nunca pode saber com certeza exatamente onde o elétron estará; você só pode saber onde é provável que seja encontrado. Consequentemente, os elétrons são descritos em vez de quatro números quânticos.
Orbitais
Existem quatro números quânticos. O primeiro, o número quântico principal (n), indica o tamanho do orbital. O número quântico angular (l) indica a forma do orbital, enquanto o número quântico magnético (m) indica como ele é orientado no espaço. Finalmente, o quarto número quântico é chamado de spin e pode ter um valor +1/2 ou -1/2. Você precisa dos três primeiros números quânticos para descrever um determinado orbital, mas precisa dos quatro para descrever um elétron, uma vez que até dois elétrons podem ocupar um determinado orbital.
Cartuchos
Todos os orbitais que compartilham o mesmo número quântico principal pertencem à mesma camada, independentemente de seus valores para os outros três números quânticos. Como um máximo de dois elétrons podem ocupar qualquer orbital, e cada camada apresenta apenas um determinado número de orbitais, cada camada tem um número máximo de elétrons que pode acomodar. A camada mais externa ocupada em um átomo é sua camada de valência. Elétrons encontrados em camadas com números quânticos menores são chamados de elétrons de camadas internas.
Significado
Todos os elétrons têm carga negativa e, portanto, se repelem. Os elétrons da camada interna repelem os elétrons de valência e, assim, os protegem até certo ponto da atração que sentem pelo núcleo carregado positivamente. A atração experimentada por um elétron de valência é às vezes chamada de carga nuclear efetiva, diferente da carga nuclear real. É por isso que os elementos na extrema esquerda da tabela periódica são em geral mais propensos a distribuir elétrons, enquanto os elementos na extrema direita em geral são mais propensos a recebê-los.