อิเล็กตรอนเชลล์ภายในคืออะไร?

อิเล็กตรอนในเปลือกนอกสุดของอะตอม วาเลนซ์อิเล็กตรอน มีความสำคัญที่สุดในการกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอม อย่างไรก็ตาม หากคุณกำลังเขียนโครงร่างอิเล็กตรอน คุณจะต้องคำนึงถึงอิเล็กตรอนของเปลือกในด้วย อิเล็กตรอนของเปลือกชั้นในคืออิเล็กตรอนใดๆ ที่ไม่ได้อยู่ในเปลือกนอกสุด พวกมันป้องกันเวเลนซ์อิเล็กตรอนจากนิวเคลียส ลดประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ

อิเล็กตรอนสามารถอธิบายได้อย่างแม่นยำที่สุดว่าเป็นคลื่นนิ่ง คลื่นนิ่งบนเชือกสามารถมีได้เฉพาะความถี่ที่เป็นทวีคูณของความถี่พื้นฐานหรือฮาร์โมนิกเท่านั้น "คลื่น" ของอิเล็กตรอนสามารถมีพลังงานได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ในฟิสิกส์คลาสสิก คุณสามารถอธิบายวัตถุได้ด้วยการอธิบายตำแหน่งและความเร็วของมัน แต่ในกลศาสตร์ควอนตัม คุณจะไม่มีทางรู้แน่ชัดว่าอิเล็กตรอนจะอยู่ที่ใด คุณสามารถรู้ได้ว่าจะหาได้ที่ไหน ด้วยเหตุนี้ อิเล็กตรอนจึงถูกอธิบายโดยใช้เลขควอนตัมสี่ตัวแทน

มีสี่ตัวเลขควอนตัม อันดับแรก หมายเลขควอนตัมหลัก (n) ระบุขนาดของวงโคจร หมายเลขควอนตัมเชิงมุม (l) ระบุรูปร่างของออร์บิทัล ในขณะที่หมายเลขควอนตัมแม่เหล็ก (m) ระบุว่ามีการวางแนวในอวกาศอย่างไร สุดท้าย เลขควอนตัมที่สี่เรียกว่าสปิน และสามารถมีค่า +1/2 หรือค่า -1/2 อย่างใดอย่างหนึ่ง คุณต้องการตัวเลขควอนตัมสามตัวแรกเพื่ออธิบายการโคจรที่กำหนด แต่คุณต้องใช้ทั้งสี่เพื่ออธิบายอิเล็กตรอน เนื่องจากอิเล็กตรอนสามารถครอบครองวงโคจรที่กำหนดได้มากถึงสองอิเล็กตรอน

ออร์บิทัลทั้งหมดที่มีเลขควอนตัมหลักเหมือนกันนั้นบอกว่าเป็นของเชลล์เดียวกัน โดยไม่คำนึงถึงค่าของตัวเลขควอนตัมอีกสามตัวที่เหลือ เนื่องจากอิเล็กตรอนสูงสุด 2 ตัวสามารถครอบครองออร์บิทัลใดก็ได้ และเปลือกแต่ละอันมีออร์บิทัลตามจำนวนที่กำหนดไว้เท่านั้น เปลือกแต่ละอันจึงมีจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่สามารถรองรับได้ เปลือกนอกสุดของอะตอมคือเปลือกเวเลนซ์ อิเล็กตรอนที่พบในเปลือกที่มีเลขควอนตัมหลักน้อยกว่าจะเรียกว่าอิเล็กตรอนของเปลือกใน

อิเล็กตรอนทุกตัวมีประจุลบจึงผลักกัน อิเล็กตรอนของเปลือกชั้นในจะขับไล่อิเล็กตรอนของวาเลนซ์และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันพวกมันจากแรงดึงดูดที่พวกมันสัมผัสไปยังนิวเคลียสที่มีประจุบวกในระดับหนึ่ง แรงดึงที่เกิดจากวาเลนซ์อิเล็กตรอนบางครั้งเรียกว่าประจุนิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งแตกต่างจากประจุนิวเคลียร์จริง นั่นเป็นสาเหตุที่องค์ประกอบทางด้านซ้ายสุดของตารางธาตุโดยทั่วไปมีแนวโน้มที่จะปล่อยอิเล็กตรอนออกไป ในขณะที่องค์ประกอบทางด้านขวาสุดมักจะดึงอิเล็กตรอนออกไป