Hur fördelas elektroner i ett atoms skal?

Elektroner är små subatomära partiklar med en negativ laddning som kretsar i skal runt kärnan i en atom. Varje skal kan betraktas som en energinivå och varje energinivå måste vara full av elektroner innan en elektron flyttar till ett högre energiskal. Mängden elektroner som hålls i varje skal varierar, och banor och arrangemang av elektroner är inte som de perfekt cirkulära modeller som vanligtvis ses.

Varje elektronskal rymmer olika mängder elektroner för att fylla skalet helt. Det första elektronskalet kan rymma två elektroner. Elementen väte, med en elektron och helium, med två elektroner, är de enda elementen som bara har ett elektronskal. Det andra skalet kan rymma åtta elektroner. Det tredje skalet rymmer 18 elektroner och det fjärde rymmer 32.

Elektronskalen delas vidare in i underskal. Dessa underskal betraktas som energinivåer inom elektronskalens energinivåer. Dessa underskal representeras av bokstäverna s, p, d, f. De har ett visst antal elektroner. Till exempel har s-underskalet två elektroner och p-underskalet rymmer sex. Varje underskal kan hålla fyra fler elektroner än det tidigare underskalet.

Subskal finns vid vart och ett av elektronskalen. Elementet bor har till exempel fem elektroner. De två första elektronerna passar i det första skalet på det första och enda underskalet. Det andra elektronskalet har tre elektroner. De två första är placerade på s-underskalet, med en elektron på p-underskalet. En vanlig notskala för bor är 1s2 2s2 2p1. Denna notation indikerar vilket elektronskal först med ett tal, underskalet med bokstaven och hur många elektroner som finns på underskalet med ett tal.

Även om det är vanligt att se elektronmodeller använda cirkulära former för att visa elektroner och elektronskal, är formen på en bana faktiskt väldigt annorlunda. Underskalet är sfärformat. Varje p-omlopp har formen av en hantel. Hantelformen på p-banan rymmer endast två elektroner. Eftersom en p-orbital kan innehålla sex elektroner totalt, måste en hantelform vara sammankopplad i mitten för att en p-orbital ska vara full.

Elektronerna som finns i elektronskal och underskal lindas inte runt skalen i en fördefinierad bana. Elektronerna rör sig i ett moln. Till exempel har s-undernivå två elektroner maximalt i en sfärisk form. De två elektronerna roterar inte runt sfärens kant; de kan när som helst vara närvarande var som helst i den sfäriska formen. I själva verket, enligt kvantfysik, kan elektronerna gå utanför sfären. Den sfäriska formen på s-underhöljet är bara den mest troliga platsen att lokalisera elektronerna vid en viss tidpunkt. Detta skapar ett moln av sannolikhet som elektronen kan vara lokaliserad när som helst. Detta gäller för alla elektronskal och underskal.