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Gli elettroni in un guscio più esterno di atomi, i suoi elettroni di valenza, sono i più importanti nel determinare la sua chimica. Tuttavia, se si stanno scrivendo configurazioni di elettroni, è necessario prendere in considerazione anche gli elettroni della shell interna. Gli elettroni del guscio interno sono tutti gli elettroni che non si trovano nel guscio più esterno. Proteggono gli elettroni di valenza dal nucleo, riducendo l'effettiva carica nucleare.
Numeri quantici
Gli elettroni possono essere descritti più accuratamente come onde stazionarie. Proprio come le onde stazionarie su una stringa possono avere solo frequenze multiple della frequenza fondamentale, o armoniche, l '"onda" elettronica può avere solo determinate energie. Nella fisica classica, potresti descrivere un oggetto descrivendo la sua posizione e la sua velocità, ma nella meccanica quantistica, non puoi mai sapere con certezza esattamente dove sarà l'elettrone; puoi solo sapere dove è probabile che si trovi. Di conseguenza, gli elettroni sono descritti invece usando quattro numeri quantici.
Orbitali
Ci sono quattro numeri quantici. Il primo, il numero quantico principale (n), indica la dimensione dell'orbitale. Il numero quantico angolare (l) indica la forma dell'orbitale, mentre il numero quantico magnetico (m) indica come è orientato nello spazio. Infine, il quarto numero quantico è chiamato spin e può avere un valore +1/2 o un valore -1/2. Sono necessari i primi tre numeri quantici per descrivere un dato orbitale, ma sono necessari tutti e quattro per descrivere un elettrone, poiché fino a due elettroni possono occupare un dato orbitale.
conchiglie
Si dice che tutti gli orbitali che condividono lo stesso numero quantico principale appartengano allo stesso guscio, indipendentemente dai loro valori per gli altri tre numeri quantici. Poiché un massimo di due elettroni può occupare un dato orbitale e ogni shell presenta solo un determinato numero di orbitali, ogni shell ha un numero massimo di elettroni che può ospitare. La conchiglia occupata più esterna in un atomo è la sua conchiglia di valenza. Gli elettroni trovati in gusci con numeri quantici principali più piccoli sono chiamati elettroni di guscio interno.
Significato
Tutti gli elettroni hanno una carica negativa e quindi si respingono. Gli elettroni del guscio interno respingono gli elettroni di valenza e quindi li proteggono in una certa misura dall'attrazione che provano verso il nucleo carico positivamente. L'attrazione sperimentata da un elettrone di valenza viene talvolta chiamata carica nucleare effettiva, in quanto distinta dalla carica nucleare effettiva. Ecco perché gli elementi all'estrema sinistra della tavola periodica hanno in genere maggiori probabilità di dare via elettroni, mentre gli elementi all'estrema destra hanno più probabilità di prenderli.