Elektronitila

Elektronitila on kvanttimekanisen järjestelmän elektronien tila, joka määrittää energian, momentit ja muut ominaisuudet. Jokaiselle elektronitilalle voidaan antaa kvanttilukujen kokonaisuus, kuten n (pääkvanttiluku), l (sivukvanttiluku), m_l (azimuthal kvanttiluku) sekä m_s (spiniluku). Käytännössä tilaa usein kuvataan elektronikonfiguraationa, jossa elektronit on sijoitettu tiettyihin orbitalleihin, esimerkiksi 1s^1 vetyatomin kohdalla, 1s^2 heliumilla, tai 1s^2 2s^2 2p^4, kuten hapen maadoitettu tilanne.

Tilaa voidaan kuvata myös termisymbolilla 2S+1L_J, joka yhdistää elektronien kokonaisspin-, momentti- ja energiatilan. Yleisiä tilatyyppejä ovat singlet- ja triplet-tilat, jotka kuvaavat elektronien yhdistettyä pyörimiskuvioita. Elektronitilojen erojen huomioiminen on keskeistä atomien spektrissä, kemiallisessa reaktiivisuudessa ja elektronisessa rakenteessa.

Elektronitilojen tutkimus liittyy sekä spektroskopiaan että kemialliseen rakenteeseen. Siirtymät tilasta toiseen näkyvät absorptio- tai emissionpektreissä, ja tilojen ominaisuudet vaikuttavat molekyylien sitoutumiseen, johtuvuuteen sekä muuhun fysikaaliseen käyttäytymiseen. Eri järjestelmien elektronitilat määrittävät energiarakenteen ja ovat perusta useille laskentamenetelmille, kuten Hartree–Fock -menetelmälle, tiheysfunktionaaliteoreettiselle (DFT) lähestymistavalle sekä monireferenssiotoproille.

---