Elektronskal

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Eksempler på elektronskallers rumlige sandsynlighedsfordelinger. Lodret er elektronskalnummeret n, Vandret er de forskellige mulige orbitaler. Hver tegning viser 2 elektroners stående bølge. Faktisk burde skallerne have diffuse grænser og derfor ingen rande eller kanter, men så er det sværere at se orbitalens form.
Eksempler på f-orbitalers sandsynlighedsfordelinger. Trådterningen er der blot til at give fornemmelsen af en rumlig virkning. Faktisk burde skallerne have diffuse grænser og derfor ingen rande eller kanter.
Billede af hydrogens 4p0-orbital med diffuse grænser, fremstilles på baggrund af sandsynligheden for elektroen det pågældende sted. Det diffuse gør, at man ikke kan få fornemmelsen af, at det faktisk er 6 diffuse halvkuglelignende områder med højere sandsynlighed for "støde" på eller rettere vekselvirke med elektronen.

I den klassiske model for atomer er en elektronskal et diffust område, hvor der er størst sandsynlighed for at vekselvirke med en elektron.

Den bedste model vi har i dag er, at et atoms elektronsky (sum af elektronskaller) skal opfattes som den rumlige sum af elektronernes stående bølgers form i rumtiden om atomkernens stående bølge. [1] De enkelte orbitaler kan gå gennem hinanden og atomkernen, da der "blot" er tale om stående bølger.

En elektronskal er f.eks. en diffus sfære i en bestemt afstand fra atomkernen.

Elektronskaller[redigér | redigér wikikode]

Elektronskaller benævnes K, L, M, N, O, P og Q; eller 1, 2, 3, 4, 5, 6 og 7; gående fra den inderste skal og udad. Elektroner i de ydre skaller har højere middelenergi og er længere fra atomkernen end elektroner i de indre skaller.

Orbitaler[redigér | redigér wikikode]

Typer af orbitaler:[2][3]

  • s-orbitalen (skarp) – hver elektronskal kan maksimalt rumme en s-orbital.
  • p-orbitalen (principal) – elektronskal L og højere kan maksimalt rumme 3 p-orbitaler hver.
  • d-orbitalen (diffus) – elektronskal M og højere kan maksimalt rumme 5 d-orbitaler hver.
  • f-orbitalen (fundamental) – elektronskal N og højere kan maksimalt rumme 7 f-orbitaler hver.
  • Den teoretiske g-orbital – elektronskal O og højere kan maksimalt rumme 9 g-orbitaler hver.
    • Orbitaler kan maksimalt rumme 2 elektroner, der skal have forskelligt spin.
Bikvantetal (ℓ) Orbital Magnetisk kvantetal (m) Maks. antal elektroner
0 s 0 2
1 p 0, ±1 6
2 d 0, ±1, ±2 10
3 f 0, ±1, ±2, ±3 14
4 g 0, ±1, ±2, ±3, ±4 18[4]

Elektronskallernes maksimale elektronantal opfylder den empiriske formeln2, hvor n er elektronskalsnummeret:

  • K (1) kan have op til 2 elektroner
  • L (2) kan have op til 2+6= 8 elektroner
  • M (3) kan have op til 2+6+10= 18 elektroner
  • N (4) kan have op til 2+6+10+14= 32 elektroner
  • O (5) kan have op til 2×52= 50 elektroner
  • P (6) kan have op til 2×62= 72 elektroner
  • Q (7) kan have op til 2×72= 98 elektroner

O har i praksis højst 32 elektroner, da elektronskallerne bliver fyldt op efter aufbau-princippet. Antallet af elektroner i O-skallen vil ifølge nobelpristageren Glenn T. Seaborg overstige 32 fra og med det hypotetiske grundstof Unbiunium (121)[5].

Hovedkvantetal (n) Bikvantetal (ℓ) Sum (n+ℓ) Aufbau-
rækkefølge[4]
Letteste
grundstof[6]
1 (K) 0 1 1s Brint
2 (L) 0 2 2s Lithium
2 1 3 2p Bor
3 (M) 0 3 3s Natrium
3 1 4 3p Aluminium
4 (N) 0 4 4s Kalium
3 2 5 3d Scandium
4 1 5 4p Gallium
5 (O) 0 5 5s Rubidium
4 2 6 4d Yttrium
5 1 6 5p Indium
6 (P) 0 6 6s Cæsium
4 3 7 4f Cerium
5 2 7 5d Lanthan
6 1 7 6p Thallium
7 (Q) 0 7 7s Francium
5 3 8 5f Protactinium
6 2 8 6d Actinium
Glenn T. Seaborgs model for fremtidige grundstoffer:
7 1 8 7p Ununtrium
8 (R) 0 8 8s Ununennium
5 4 9 5g Unbiunium

Selvom det almindeligvis hævdes, at alle elektroner i en skal har samme energi, er dette blot en approksimation. Men elektroner i en orbital har den samme energi – og de efterfølgende orbitalers elektroner har højere energi per elektron end tidligere orbitalers.

Andet[redigér | redigér wikikode]

I den inderste skal benævnt K (eller 1) er der plads til maksimalt to elektroner i s-orbitalen. Når atomnummeret er større end to må de overskydende elektroner nødvendigvis befinde sig i skaller længere væk fra kernen.

I den yderste elektronskal i et atom er den stabile tilstand, at der er otte elektroner.

Atomer, der ikke har otte elektroner yderst har tendens til at indgå i kemiske forbindelser, så den yderste skal fyldes op, eller donere overskydende elektroner væk; dette kaldes oktetreglen.

De eneste grundstoffer, der har en stabil atomstruktur i sig selv er ædelgasserne.

Kilder/referencer[redigér | redigér wikikode]

  1. Milo Wolff's Quantum Science Corner's: The Quantum Universe Citat: "...Actually, in the H atom both the electron wave-structure and the proton have the same center. The electron's structure can be imagined like an onion – spherical layers of waves around a center. The amplitude of the waves decreases like the blue standing wave in the bottom diagram. There are no point masses – no orbits, just waves...".
  2. s. 45-59 i "Basic Quantum Mechanics and Atomic Structure", House, J.E.:Inorganic Chemistry, 2008, Academic Press, Elsevier, ISBN 978-0-12-356786-4
  3. s. 91-99 i "Atomets opbygning", Holmboe, C.K. og Jensen, P.D.:Kemi med temaer 1, 1988, Gjellerup & Gad, ISBN 87-13-03549-5
  4. 4,0 4,1 s. 54 i "Electron Configurations" i House (2008)
  5. G-block Princeton University
  6. s. 58-59 i "Spectroscopic States" i House (2008)

Se også[redigér | redigér wikikode]

Eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]

Naturvidenskab Stub
Denne naturvidenskabsartikel er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den.