Elektronkonfiguration
I atomfysik og kvantekemi refererer elektronkonfiguration til hvordan elektronerne er grupperet i et atom, molekyle eller en anden fysisk struktur. I lighed med andre elementærpartikler er elektronens opførsel beskrevet af kvantefysikkens love og fremviser både partikkelegenskaber og bølgeegenskaber. Formelt er kvantetilstanden til en elektron defineret ved dens bølgefunktion, en kompleks funktion i rum og tid. Ifølge Københavntolkningen af kvantemekanikken er positionen til en enkelt elektron ikke veldefineret før den måles. Sandsynligheden for at målingen af positionen til elektronen giver et vist punkt i rummet er proportionel med kvadratet af absolutværdien af bølgefunktionen i det punkt.
Elektroner kan bevæge sig fra et energiniveau til et andet ved at emittere eller absorbere et energikvantum, i form af en foton. Paulis udelukkelsesprincip giver at ikke mere end to elektroner kan eksistere i samme atomorbital; derfor kan en elektron bare hoppe til en anden bane, hvis der er en ledig tilstand i den nye orbital.
Kendskab til elektronkonfigurationen til mange atomer er nyttig i forståelsen af strukturen af det periodiske system. Konceptet er også nyttigt til at beskrive de kemiske bindinger, som holder atomer sammen, og forklare egenskaberne for laserstråling og halvledere.
Elektronkonfiguration i atomer
- Denne diskussion forudsætter kendskab til atomorbitaler
Sammendrag af kvantetallene
Tilstanden til en elektron er givet af fire kvantetal. Tre af disse er heltal og er egenskaber til den atomorbital elektronen befinder sig i.
| tal | markeret som | lovlige værdier | repræsenterer |
|---|---|---|---|
| hovedkvantetal | n | heltal, 1 eller større | Delvis den totale energi til orbitalen, og deraf dens generelle afstand fra kernen. Kort sagt, tilstandens energiniveau (1+) |
| asimutalt kvantetal | l | heltal, 0 til n-1 | Orbitalens drejeimpuls, også set på som antal noder i tæthedskurven. Også kendt som tilstandens orbital. (s=0, p=1...) |
| magnetisk kvantetal | m | heltal, -l til +l, inkluderet nul. | Bestemmer energiforskydningen til en atomorbital som påføres af et ydre magnetfelt (Zeemaneffekten). Indikerer tilstandens orientering i rummet. |
| spinkvantetal | s | +½ or -½ (blandt andet kaldt "op" og "ned") | Spin er en indre egenskab ved elektronen som er uafhængig af de andre kvantetal. Elektronens magnetiske dipolmoment bestemmes blandt andet af s og l. |
Mindst et af kvantetallene må være forskellige fra to elektroner (Paulis udelukkelsesprincip).