De elektronen in de buitenste schaal van een atoom, de valentie-elektronen, zijn het belangrijkst bij het bepalen van de chemie ervan. Niettemin, als je elektronenconfiguraties schrijft, moet je ook inwendige schaalelektronen in overweging nemen. Binnenschil-elektronen zijn elektronen die zich niet in de buitenste schil bevinden. Ze beschermen de valentie-elektronen uit de kern, waardoor de effectieve nucleaire lading wordt verminderd.

Quantumnummers

Elektronen kunnen het best worden beschreven als staande golven. Net als staande golven op een snaar alleen frequenties kunnen hebben die veelvouden zijn van de grondfrequentie, of harmonischen, kan de elektronengolf alleen bepaalde energieën hebben. In de klassieke natuurkunde zou je een object kunnen beschrijven door de locatie en de snelheid ervan te beschrijven, maar in de kwantummechanica kun je nooit precies weten waar het elektron zal zijn; je kunt alleen weten waar het waarschijnlijk zal worden gevonden. Daarom worden elektronen beschreven in plaats van vier kwantumnummers.

Orbitalen

Er zijn vier kwantumnummers. Het eerste, het belangrijkste kwantumnummer (n), geeft de grootte van de orbitaal aan. Het hoekige kwantumgetal (l) geeft de vorm van de orbitaal aan, terwijl het magnetische kwantumgetal (m) aangeeft hoe het in de ruimte is georiënteerd. Ten slotte wordt het vierde kwantumnummer de spin genoemd en kan het een +1/2 waarde of een -1/2 waarde hebben. Je hebt de eerste drie quantumnummers nodig om een ​​gegeven baan te beschrijven, maar je hebt ze alle vier nodig om een ​​elektron te beschrijven, omdat maximaal twee elektronen een gegeven baan kunnen bezetten.

Schelpen

Alle orbitalen die delen van hetzelfde hoofdkwantumnummer behoren tot dezelfde schaal, ongeacht hun waarden voor de andere drie kwantumnummers. Omdat maximaal twee elektronen een gegeven baan kunnen innemen, en elke schaal heeft slechts een bepaald aantal orbitalen, heeft elke schaal een maximum aantal elektronen dat deze kan herbergen. De buitenste bezette schaal in een atoom is de valentie schaal. Elektronen gevonden in schalen met kleinere hoofdkwantumnummers worden binnenste schilelektronen genoemd.

Betekenis

Alle elektronen hebben een negatieve lading en daarom stoten ze elkaar af. Elementen van de binnenste schil stoten valentie-elektronen af ​​en beschermen ze daardoor enigszins tegen de aantrekkingskracht die ze hebben op de positief geladen kern. De trekkracht ervaren door een valentie-elektron wordt soms de effectieve nucleaire lading genoemd, in tegenstelling tot de werkelijke nucleaire lading. Daarom hebben elementen uiterst links van het periodiek systeem over het algemeen meer kans om elektronen weg te geven, terwijl elementen aan de rechterkant in het algemeen meer geneigd zijn om ze te nemen.