Elektronisuus

Elektronisuus on käsite, jolla viitataan elektronien määrään, jakautumiseen ja liikkeeseen systeemissä—atomissa, molekyylissä tai materiaalissa. Se kuvaa, miten elektronit osallistuvat sidoksiin ja kemialliseen reaktiivisuuteen sekä miten ne vaikuttavat sähköisiin, magneettisiin ja optisiin ominaisuuksiin. Erilaiset kontekstit painottavat elektronisuutta hieman eri tavoin, mutta yhteistä on elektronien rooli rakennetta ja toimivuutta määrittelevänä tekijänä.

Elektronisuuteen vaikuttavat tekijät ovat oksidiaste, elektronegatiivisuus ja elektronikonfiguraatio sekä sidos- ja rakenteelliset piirteet. Esimerkiksi ligandiden elektronivarat ja keskuksen sidosten luonne voivat lisätä tai vähentää elektronisen ympäristön elektronien määrää. Lisäksi bandirakenteissa ja elektronitiheydessä ilmenevä delokalisaatio tai lokalisaatio muuttaa materiaalin ominaisuuksia kuten johtavuutta tai magnetismia.

Kokeellisesti elektronisuutta voidaan arvioida muun muassa elektronitiheysjakautumaa mittaavilla menetelmillä kuten XPS:llä ja sähköisten rakenteiden kartoituksella, sekä teoreettisesti tiheysfunktio- ja ELF-laskelmilla. Näin voidaan tulkita, missä määrin elektronit ovat sitoutuneet sidoksiin tai vapaina osana valensseja sekä miten ne vaikuttavat fotonien absorptioon.

Elektronisuudella on merkittävä rooli kemiallisissa ja fysikaalisissa ilmiöissä. Se selittää sidosten luonnetta, katalyyttisyyttä, reaktiivisuutta sekä sähköisiä ja optisia ominaisuuksia kuten johtavuutta, dipoleja ja valon absorptiota. Tämän konseptin tunteminen auttaa ymmärtämään materiaalien käytöstä esimerkiksi elektroni- ja energiatehokkaissa sovelluksissa sekä kemiallisissa reaktioissa.

Esimerkkeinä voidaan mainita metallien delokalisoidun elektroniverkon rooli johtavuudessa sekä orgaanisten yhdisteiden elektronisen puolen vaikutus reaktiivisuuteen happi- ja halogeeniyhdisteissä.