Elektronskal
I den klassiske model for atomer er en elektronskal et diffust område, hvor der er størst sandsynlighed for at vekselvirke med en elektron. En elektronskal kan have en eller flere orbitaler.[1]
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.[2] De enkelte orbitaler kan gå gennem hinanden og atomkernen, da der "blot" er tale om stående bølger.[3]
En elektronskal er f.eks. en diffus sfære i en bestemt afstand fra atomkernen.
Elektronskaller
[redigér | rediger kildetekst]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 | rediger kildetekst]- 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[6] |
Elektronskallernes maksimale elektronantal opfylder den empiriske formel 2×n2, 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)[7].
| Hovedkvantetal (n) | Bikvantetal (ℓ) | Sum (n ℓ) | Aufbau- rækkefølge[6] |
Letteste grundstof[8] |
|---|---|---|---|---|
| 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 | Nihonium |
| 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 | rediger kildetekst]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 | rediger kildetekst]- ^ sciencelabs.dk: Atomar opbygning af elektronerne, backup Citat: "...Hver skal indeholder en eller flere underskaller kaldet orbitaler, hver med en anelse anderledes energitilstand...Ingen af elektronskallerne indeholder det samme antal orbitaler. Den første skal indeholder kun en orbital, en s orbital. Den anden skal indeholder s og p orbitaler. Generelt kan det siges, at hver ny skal indeholder en ny type orbitaler..."
- ^ Milo Wolff's Quantum Science Corner's: The Quantum Universe Arkiveret 20. august 2008 hos Wayback Machine 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...".
- ^ orbital på lex.dk
- ^ 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
- ^ 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
- ^ a b s. 54 i "Electron Configurations" i House (2008)
- ^ G-block Arkiveret 5. marts 2016 hos Wayback Machine Princeton University
- ^ s. 58-59 i "Spectroscopic States" i House (2008)
Se også
[redigér | rediger kildetekst]Eksterne henvisninger
[redigér | rediger kildetekst]
- The Orbitron: a gallery of atomic orbitals and molecular orbitals on the WWW Arkiveret 8. februar 2013 hos Wayback Machine
- 27. feb 2008, Ing.dk: Video: Verdens første billede af en elektron Arkiveret 2. marts 2008 hos Wayback Machine Citat: "...Filmen er i virkeligheden elektronens energifordeling gennem et kort stykke tid, og altså ikke en rigtig filmoptagelse i gængs forstand..."
- Aug 27, 2009, physicsworld.com: Molecules revealed in all their glory by microscope Arkiveret 30. august 2009 hos Wayback Machine Citat: "...Physicists in Switzerland and the Netherlands have designed a new form of atomic force microscopy (AFM) capable of revealing the identity of individual atoms within a molecule for the first time..."
 | Spire Denne naturvidenskabsartikel er en spire som bør udbygges. Du er velkommen til at hjælpe Wikipedia ved at udvide den. |