Електрони в самій зовнішній оболонці атома, його валентні електрони, мають найважливіше значення для визначення його хімії. Тим не менше, якщо ви пишете електронні конфігурації, вам також потрібно буде взяти до уваги електрони внутрішньої оболонки. Електрони внутрішньої оболонки - це будь-які електрони, що не знаходяться в самій зовнішній оболонці. Вони захищають валентні електрони від ядра, зменшуючи ефективний заряд ядра.
Квантові числа
Електрони можна найточніше описати як стоячі хвилі. Подібно до того, як стоячі хвилі на струні можуть мати лише частоти, кратні основній частоті, або гармонікам, електронна "хвиля" може мати лише певні енергії. У класичній фізиці ви могли б описати об'єкт, описуючи його розташування та швидкість, але в квантовій механіці ви ніколи не можете точно знати, де саме буде електрон; Ви можете лише знати, де це може бути знайдено. Отже, електрони замість цього описуються за допомогою чотирьох квантових чисел.
Орбіталі
Існує чотири квантових числа. Перше, головне квантове число (n), вказує на розмір орбіталі. Кутове квантове число (l) вказує на форму орбіталі, тоді як магнітне квантове число (m) вказує на те, як воно орієнтоване в просторі. Нарешті, четверте квантове число називається спіном і може мати значення +1/2 або -1/2. Для опису даної орбіталі вам потрібні перші три квантові числа, але для опису електрона вам потрібні всі чотири, оскільки дану орбіталь може займати до двох електронів.
Снаряди
Кажуть, що всі орбіталі, що мають однакове головне квантове число, належать одній оболонці, незалежно від їх значень для інших трьох квантових чисел. Оскільки максимум два електрони можуть займати будь-яку дану орбіталь, і кожна оболонка має лише задану кількість орбіталей, кожна оболонка має максимальну кількість електронів, яку вона може вмістити. Найбільш зайнятою оболонкою в атомі є його валентна оболонка. Електрони, знайдені в оболонках з меншими головними квантовими числами, називаються внутрішніми електронами оболонки.
Значимість
Всі електрони мають негативний заряд і тому відштовхують один одного. Електрони внутрішньої оболонки відштовхують валентні електрони і тим самим певною мірою захищають їх від притягання, яке вони відчувають до позитивно зарядженого ядра. Тягу, яку відчуває валентний електрон, іноді називають ефективним ядерним зарядом, на відміну від фактичного ядерного заряду. Ось чому елементи в крайній лівій частині періодичної системи, як правило, частіше віддають електрони, тоді як елементи вкрай праворуч, як правило, частіше приймають їх.