Πώς είναι διατεταγμένα τα ηλεκτρόνια;

Τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα με πολύ συγκεκριμένο τρόπο γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου, ακολουθώντας αυτούς τους κανόνες:

1. Επίπεδα ενέργειας (κελύφη):

* Τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν διαφορετικά επίπεδα ενέργειας, επίσης γνωστά ως κελύφη. Αυτά τα κελύφη αριθμούνται 1, 2, 3 και ούτω καθεξής, με το Shell 1 να είναι πιο κοντά στον πυρήνα και υψηλότερους αριθμούς πιο μακριά.

* Όσο πιο μακριά ένα κέλυφος είναι από τον πυρήνα, τόσο υψηλότερο είναι το ενεργειακό του επίπεδο.

* Κάθε κέλυφος μπορεί να κρατήσει ένα μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων:

* Shell 1:2 ηλεκτρόνια

* Shell 2:8 ηλεκτρόνια

* Shell 3:18 ηλεκτρόνια

* Shell 4:32 ηλεκτρόνια

2. Subshells (Sublevels):

* Σε κάθε κέλυφος, τα ηλεκτρόνια οργανώνονται περαιτέρω σε υποβρύχια. Αυτά τα υποκείμενα επισημαίνονται S, P, D, και F.

* Κάθε υποβρύχια έχει συγκεκριμένο σχήμα και επίπεδο ενέργειας:

* Subshell: Σφαιρικό σχήμα, χαμηλότερη ενέργεια μέσα σε ένα κέλυφος.

* pubshell: Σχήμα αλτήρα, ελαφρώς υψηλότερη ενέργεια από το s.

* d Subshell: Πιο σύνθετα σχήματα, υψηλότερη ενέργεια από το p.

* f Subshell: Ακόμη πιο περίπλοκα σχήματα, η υψηλότερη ενέργεια μέσα σε ένα κέλυφος.

* Ο αριθμός των τροχιακών μέσα σε κάθε υποβρύχιο είναι:

* S:1 Orbital (διατηρεί μέχρι 2 ηλεκτρόνια)

* P:3 τροχιακά (διατηρεί μέχρι 6 ηλεκτρόνια)

* D:5 τροχιακά (διατηρεί μέχρι 10 ηλεκτρόνια)

* F:7 τροχιακά (διατηρεί μέχρι 14 ηλεκτρόνια)

3. Τροχαλικά:

* Ένα τροχιακό είναι μια περιοχή χώρου γύρω από τον πυρήνα όπου υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου.

* Κάθε τροχιά μπορεί να κρατήσει το πολύ δύο ηλεκτρόνια, τα οποία πρέπει να έχουν αντίθετες περιστροφές (αρχή αποκλεισμού Pauli).

* Το σχήμα ενός τροχιακού εξαρτάται από το υποκείμενο που ανήκει.

4. Αρχή Aufbau και κανόνας Hund:

* Αρχή Aufbau: Τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τροχιακά κατά σειρά αυξανόμενων ενέργειας, ξεκινώντας από το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας.

* Κανόνας Hund: Μέσα σε ένα υποκείμενο, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τροχιακά μεμονωμένα πριν διπλασιάσουν σε οποιοδήποτε τροχιακό. Αυτό ελαχιστοποιεί την απόρριψη ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων και μεγιστοποιεί τη σταθερότητα.

Παράδειγμα:

Εξετάστε το άζωτο του στοιχείου (N), το οποίο έχει 7 ηλεκτρόνια. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων είναι 1S2 2S2 2P³. Αυτό σημαίνει:

* κέλυφος 1: 2 ηλεκτρόνια στο 1S τροχιακό.

* Shell 2: 5 ηλεκτρόνια στα τροχιακά 2S και 2P.

* Το 2S Orbital έχει 2 ηλεκτρόνια, ενώ τα τροχιακά 2p έχουν 1 ηλεκτρόνιο το καθένα (μετά τον κανόνα του Hund).

Συνοπτικά, Τα ηλεκτρόνια οργανώνονται με πολύπλοκο και συναρπαστικό τρόπο γύρω από τον πυρήνα, που διέπεται από κβαντικές μηχανικές αρχές. Αυτή η διάταξη καθορίζει τις χημικές ιδιότητες του ατόμου και τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρά με άλλα άτομα.