การกำหนดค่าอิเล็กตรอนคืออะไร?

การกำหนดค่าอิเล็กตรอนมักหมายถึงการจัดเรียงของอิเล็กตรอนรอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอมในสถานะพื้นดินซึ่งเป็นสถานะที่อิเล็กตรอนทั้งหมดของอะตอมอยู่ในระดับพลังงานต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ระดับพลังงานที่แตกต่างกันโดยอิเล็กตรอนมักถูกเรียกว่าเปลือกหอยรอบนิวเคลียสของอะตอมเปลือกแต่ละตัวจะถูกกำหนดโดยจำนวนทั้งหมดเริ่มต้นด้วย 1 ยิ่งจำนวนของเปลือกหอยสูงขึ้นเท่าไหร่ระยะทางจากนิวเคลียสอะตอมก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้นอิเล็กตรอนในแต่ละเปลือกมีอยู่ในภูมิภาคที่เรียกว่า orbitals หรือ subshells ที่กำหนดไว้ S, P, D และ F

เปลือกอิเล็กตรอนแต่ละตัวสามารถครอบครองได้ไม่เกิน 2n ² อิเล็กตรอนซึ่ง n หมายถึงหมายเลขเปลือกเปลือกแรกซึ่งอยู่ใกล้กับนิวเคลียสจะมีอิเล็กตรอนเพียงสองตัวเท่านั้นแปดที่สอง, 18 ที่สามและอื่น ๆภายในเปลือกแต่ละวงโคจรสามารถครอบครองได้ไม่เกินสองอิเล็กตรอน

เปลือกทุกชิ้นมี orbitals ชนิดเดียวกันที่พบในเปลือกก่อนหน้านี้และวงโคจรชนิดใหม่เช่นกันเปลือกแรกมีเฉพาะวงโคจร S แต่เปลือกที่สองมีวงโคจร S และสาม p orbitalsแต่ละ orbitals p เหล่านี้สามารถเก็บอิเล็กตรอนสองตัวดังนั้น orbitals p แบบรวมภายในเปลือกสามารถเก็บอิเล็กตรอนได้สูงสุดหกอิเล็กตรอนเปลือกหอยที่สามมีวงโคจร s, orbitals p สามและห้า d orbitalsseven f orbitals เกิดขึ้นครั้งแรกในเปลือกที่สี่ซึ่งยังมี s orbital, orbitals p สาม p และ orbitals ห้า dOrbitals ที่อยู่นอกเหนือ forbitals F มีอยู่ แต่ไม่ค่อยมีการพูดคุยกัน

แผนภูมิการกำหนดค่าอิเล็กตรอนแสดงลำดับที่ orbitals ภายในเปลือกหอยเต็มตัวอย่างเช่นการกำหนดค่าอิเล็กตรอนสำหรับโซเดียมองค์ประกอบคือ 1S

2 ^2S 2 ^2p 6 ^3S 1 ^{หมายความว่าโซเดียม 11 อิเล็กตรอนพบในเปลือกอิเล็กตรอนแรกสองและสามorbitals S ของเปลือกแรกและที่สองแต่ละตัวมีสองอิเล็กตรอนและ p orbital ของที่สองมีอิเล็กตรอนหกตัววงโคจรของเปลือกที่สามมีเพียงอิเล็กตรอนเดียวเท่านั้นorbitals p สามและห้า d orbitals ไม่ได้ใช้งาน}

เมื่อเขียนสัญกรณ์การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตัวยกบนตัวอักษรที่ระบุประเภทของวงโคจรไม่สามารถสูงกว่าจำนวนสูงสุดของอิเล็กตรอนที่สามารถครอบครองประเภทของวงโคจรนั้นได้Superscripts สำหรับ S, P, D และ F จะไม่สูงกว่า 2, 6, 10 และ 14 ตามลำดับ

เปลือกพลังงานและวงโคจรที่ต่ำกว่าจะถูกเติมเต็มก่อนที่ผู้ที่มีระดับพลังงานสูงกว่าอย่างไรก็ตามนี่ไม่ได้หมายความว่าเปลือกหนึ่งจะถูกเติมเต็มก่อนที่อิเล็กตรอนจะเริ่มครอบครองเปลือกต่อไปแผนภูมิการกำหนดค่าแสดงให้เห็นว่าวงโคจร 4S จะถูกครอบครองก่อน orbitals 3Dสิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะเมื่อจำนวนอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นอิเล็กตรอนจะโต้ตอบกันและสร้างเงื่อนไขที่การโคจรที่สูงขึ้นคือสถานะพลังงานต่ำที่สุดสำหรับอิเล็กตรอนถัดไปที่จะครอบครอง

การทำความเข้าใจการกำหนดค่าอิเล็กตรอนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาเคมีนี่เป็นเพราะปฏิกิริยาทางเคมีโดยทั่วไปเกิดขึ้นในวาเลนซ์หรืออิเล็กตรอนชั้นนอกการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของเชลล์วาเลนซ์ให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีที่แต่ละองค์ประกอบทำปฏิกิริยากับคนอื่น ๆ