Elektronikuori

Kvanttimekaniikassa elektronikuori eli pääenergiataso on ryhmä atomiorbitaaleja, joilla on sama pääkvanttiluku n. Elektronikuorimallilla voidaan kuvata elektronien keskimääräistä sijaintia atomiytimen ympärillä. Elektronikuoret koostuvat alielektronikuorista, joilla on niille ominainen liikemäärämomenttikvanttiluku (l). Yhdessä elektronikuoret muodostavat atomin elektronikonfiguraationn.

Elektronikuorien sijainti ja nimeäminen

Elektroneilla ei ole tarkkaa hetkellistä sijaintia elektroniverholla vaan kvanttimekaniikan lakien mukaisesti on vain tietty todennäköisyys löytää niitä tietyltä etäisyydeltä atomiytimestä. Mitä kauempana ytimestä elektronit ovat, sitä helpompi ne on irrottaa atomista. Lähellä ydintä olevien elektronien irrottamiseen vaadittava energia on suurin.

Elektronikuoret on nimetty kirjaimilla historiallisista syistä johtuen. Sisintä kuorta merkitään kirjaimella K, seuraavaa kuorta kutsutaan kirjaimella L ja niin edelleen. Nimeäminen johtuu Charles Barklan ja Henry Moseleykokeistan röntgenabsorptio. He löysivät K- ja L-kuoret, mutta eivät olleet varmoja löytyisikö vielä lisää kuoria, joilla olisi korkeampi energia. He halusivat nimetä kuoret aakkosjärjestyksessä, joten jättivät aakkosten alkupäähän tilaa. Samaa notaatiota käytetään edelleen absorptiospektroskopiassa Siegbahnin notaatiossa.

Elektronien määrä kuorella

Jokaisella kuorella voi olla korkeintaan 2n² elektronia, missä n on kuoren järjestysnumero (pääkvanttiluku). K-kuori on ytimestä katsottuna sisin, joten se on ensimmäinen kuori (n = 1). Ensimmäisen kuoren elektronien maksimiksimäärä on siis kaksi, toisen 8, kolmannen 18 ja niin edelleen.

Sitoutuminen

Atomit pyrkivät pääsemään tilaan, missä niiden elektronikuoret ovat täydet. Tämä selittää, miksi jalokaasut, joiden kuoret ovat täysiä, ovat niin vakaita ja eivät mielellään reagoi muodostaen kemiallisia yhdisteitä. Orgaanisessa kemiassa yleisimmät atomit, happi, typpi, ja hiili, pyrkivät saamaan uloimmalle kuorelle oktetin eli kahdeksan elektronia. Sitoutumalla ja jakamalla elektroneja ne saavat täydet elektronikuoret. Oktettisääntöä käytetäänkin ennustamaan yhdisteiden stabiiliutta. Transitiometalleille oktettisääntö ei kuitenkaan päde vaan niille käytetään 18 elektronin sääntöä. Vastaavasti vety ja helium haluavat uloimmalle kuorelleen kaksi elektronia, sillä niiden uloin kuori on K-kuori.

Katso myös

• Atomiorbitaali
• Elektronikonfiguraatio
• Elektronivyörakenne
• Oktetti
• 18 elektronin sääntö