Les électrons dans la couche extérieure d'un atome, ses électrons de valence, sont les plus importants pour déterminer sa chimie. Néanmoins, si vous écrivez des configurations d'électrons, vous devrez également tenir compte des électrons de la coque intérieure. Les électrons de la coque intérieure sont des électrons qui ne se trouvent pas dans la coque extérieure. Ils protègent les électrons de valence du noyau, ce qui réduit la charge nucléaire effective.

Numéros quantiques

Les électrons peuvent être décrits comme des ondes stationnaires. Tout comme les ondes stationnaires sur une corde ne peuvent avoir que des fréquences multiples de la fréquence fondamentale, ou des harmoniques, l'onde "électronique" ne peut avoir que certaines énergies. En physique classique, vous pouvez décrire un objet en décrivant son emplacement et sa vitesse, mais en mécanique quantique, vous ne pouvez jamais savoir exactement où l'électron sera; vous pouvez seulement savoir où il est susceptible d'être trouvé. Par conséquent, les électrons sont décrits à la place en utilisant quatre nombres quantiques.

Orbitales

Il y a quatre nombres quantiques. Le premier, le nombre quantique principal (n), indique la taille de l'orbitale. Le nombre quantique angulaire (l) indique la forme de l'orbitale, tandis que le nombre quantique magnétique (m) indique comment il est orienté dans l'espace. Enfin, le quatrième nombre quantique est appelé spin et peut avoir une valeur de +1/2 ou une valeur de -1/2. Vous avez besoin des trois premiers nombres quantiques pour décrire une orbitale donnée, mais vous avez besoin des quatre pour décrire un électron, car jusqu'à deux électrons peuvent occuper une orbitale donnée.

Coquilles

Toutes les orbitales partager le même nombre quantique principal sont censés appartenir à la même coquille, indépendamment de leurs valeurs pour les trois autres nombres quantiques. Comme un maximum de deux électrons peuvent occuper n'importe quelle orbitale donnée, et chaque coquille ne possède qu'un nombre déterminé d'orbitales, chaque coquille a un nombre maximum d'électrons qu'elle peut contenir. La coquille occupée la plus à l'extérieur dans un atome est son enveloppe de valence. Les électrons trouvés dans les coques avec des nombres quantiques principaux plus petits sont appelés électrons de la coque intérieure.

Signification

Tous les électrons ont une charge négative et se repoussent donc les uns les autres. Les électrons de la coque intérieure repoussent les électrons de valence et les protègent dans une certaine mesure de l'attraction qu'ils éprouvent vers le noyau chargé positivement. L'attraction subie par un électron de valence est parfois appelée charge nucléaire effective, distincte de la charge nucléaire réelle. C'est pourquoi les éléments à l'extrême gauche du tableau périodique sont généralement plus susceptibles de donner des électrons, alors que les éléments à l'extrême droite sont généralement plus susceptibles de les prendre.