Elektronskaller

Elektronskaller er regioner rundt atomkjernen der elektronene sannsynligvis befinner seg og har bestemte energinivåer. I atomet deles elektronene inn i skall som er knyttet til det primære kvantetallet n (n = 1, 2, 3, …). Hvert skall har en maksimalt mulig antall elektroner, bestemt av formelen 2n^2; for eksempel kan første skall romme opptil 2 elektroner, det andre opptil 8, og så videre.

I tillegg til hovedskallene finnes underskall og orbitaler (s-, p-, d-, f-). Hver underskall har begrenset kapasitet: s har 2, p har 6, d har 10 og f har 14 elektroner. Totalt i et skall n kan derfor antallet elektroner til sammen være 2n^2.

Elektronene fylles etter prinsippene Aufbau, Pauli-eksklusjonsprinsippet og Hunds regel. Elektroner går inn i lavest tilgjengelig energinivå; hvert orbital kan inneholde maksimalt to elektroner med motsatte spinn; og når flere orbitaler på samme nivå er tilgjengelige, fordeles de slik at flest mulig har parallel spin (Hunds regel).

Skallenes sammensetning påvirker kjemiske egenskaper og periodiske trender. For eksempel bestemmer antallet valenselektroner og deres konfigurasjon hvordan stoffer reagerer og binder seg. Elektronkonfigurasjonen noteres ofte i kortform, for eksempel H: 1s^1, He: 1s^2, Na: [Ne] 3s^1, Fe: [Ar] 3d^6 4s^2.

Historisk ble konseptet elektronskaller utviklet i lys av Bohrs atommodell (1913) og senere kvantemekaniske beskrivelser av elektronorbitaler. I modern språkbruk brukes "skall" som en nyttig måte å beskrive energinivåer på tvers av atomer, selv om elektronene i virkeligheten beskrives som del av orbitaler.