Как электроны распределяются в оболочке атома?

Электроны - это крошечные субатомные частицы с отрицательным зарядом, которые вращаются в оболочках вокруг ядра атома. Каждую оболочку можно рассматривать как энергетический уровень, и каждый энергетический уровень должен быть заполнен электронами, прежде чем электрон перейдет на более высокую энергетическую оболочку. Количество электронов, удерживаемых в каждой оболочке, варьируется, а орбиты и расположение электронов не похожи на обычно наблюдаемые идеально круглые модели.

Каждая электронная оболочка содержит разное количество электронов, чтобы полностью заполнить оболочку. Первая электронная оболочка может содержать два электрона. Элементы водород с одним электроном и гелий с двумя электронами - единственные элементы, которые имеют только одну электронную оболочку. Вторая оболочка может содержать восемь электронов. Третья оболочка содержит 18 электронов, а четвертая - 32.

Электронные оболочки далее делятся на подоболочки. Эти подоболочки считаются энергетическими уровнями внутри энергетических уровней электронной оболочки. Эти подоболочки обозначаются буквами s, p, d, f. В них содержится определенное количество электронов. Например, подоболочка s содержит два электрона, а подоболочка p - шесть. Каждая подоболочка способна удерживать на четыре электрона больше, чем предыдущая подоболочка.

Подоболочки присутствуют на каждой из электронных оболочек. Например, элемент бор имеет пять электронов. Первые два электрона помещаются в первую оболочку на первой и единственной подоболочке s. Вторая электронная оболочка состоит из трех электронов. Первые два расположены на подоболочке s, а один электрон - на подоболочке p. Обычное обозначение подоболочки для бора - 1s2 2s2 2p1. Это обозначение указывает, какая электронная оболочка первой - цифрой, суб-оболочка - буквой, а сколько электронов присутствует на подоболочке - числом.

Хотя обычно электронные модели используют круглые формы для отображения электронов и электронных оболочек, форма орбиты на самом деле сильно отличается. Подоболочка s имеет форму сферы. Каждая p-орбиталь имеет форму гантели. Форма гантели p-орбитали может содержать только два электрона. Поскольку p-орбиталь может содержать всего шесть электронов, для того, чтобы p-орбиталь была полной, должны быть три формы гантели, сцепляющиеся в центре.

Электроны, присутствующие в электронных оболочках и подоболочках, не вращаются вокруг оболочек по заранее определенной орбите. Электроны движутся в облаке. Например, подуровень s имеет максимум два электрона сферической формы. Два электрона не вращаются вокруг края сферы; они могут находиться где угодно внутри сферической формы в любое время. Фактически, согласно квантовой физике, электроны могут выходить за пределы сферы. Сферическая форма суб-оболочки - это только наиболее вероятное место для обнаружения электронов в любой конкретный момент времени. Это создает облако вероятности, на котором электрон может находиться в любой момент. Это верно для всех электронных оболочек и подоболочек.