Elektronenschale

Elektronenschale bezeichnet im Atommodell die räumliche Region um den Atomkern, in der Elektronen mit diskreten Energieniveaus wahrscheinlich anzutreffen sind. Jede Schale wird durch die Hauptquantenzahl n bestimmt. Die Schale n=1 wird als K-Schale, n=2 als L-Schale, n=3 als M-Schale usw. bezeichnet. Die maximale Elektronenanzahl in einer Schale beträgt 2 n^2.

Eine Schale enthält Subschalen (s, p, d, f), deren Orbitale die Elektronen aufnehmen. Die Kapazitäten einer Subschale ergeben sich aus 2(2l+1), etwa 2 für s, 6 für p, 10 für d und 14 für f. Die Elektronen verteilen sich gemäß dem Aufbauprinzip von unten nach oben in die Energieniveaus, wobei Orbitale mit ähnlicher Energie zuerst gefüllt werden.

In Ein- und Mehrelektronenatomen hängt die Energie der Orbitale von n und l ab; Abschirmung durch innerere Elektronen beeinflusst die effektive Kernladung. Deshalb folgt die Besetzungsreihenfolge oft: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, … mit gelegentlichen Abweichungen. Das Elektron in der äußersten Schale, die Valenzelektronen, bestimmt chemische Eigenschaften.

Regeln wie das Pauli-Ausschlussprinzip (max zwei Elektronen pro Orbital mit entgegengesetzten Spins) und Hundsche Regel steuern die exakte Verteilung. Das Aufbauprinzip dient der Kurzbeschreibung der Elektronenkonfiguration eines Elements, die in der Periodensystemreihe seine Stellung widerspiegelt. Beispiel: Helium 1s^2; Neon 1s^2 2s^2 2p^6; Natrium 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1.