elektronipilvi

Elektronipilvi on termi, jolla kuvataan elektronien todennäköisyysjakaumaa atomin ytimen ympärillä kvanttimekaniikan näkökulmasta. Sen toteuttaa elektronin aaltifunktio ψ(r); todennäköisyys löytää elektroni tietynltä alueelta on tiheys rho(r)=|ψ(r)|^2. Elektronin sijaintia ei voida määrittää tarkasti samanaikaisesti sen momentin kanssa, vaan elektronin olemassaolo on tilastollisesti laaja, hahmotettavissa todennäköisyyksinä.

Elektronipilvi syntyy ratkaisemalla Schrödingerin yhtälö atomille; ratkaisut tuottavat orbitaaleja, joilla on kvanttiluvut n, l ja m_l. S-orkbitaali on pallonmuotoinen, P-orkbitaali kahden lobin kaltainen, D- ja F-orkbitaalit monimutkaisempia. Monielektrisissä atomeissa elektronit asettuvat kerroksiin ja alikerroksiin (s, p, d, f), joissa elektronien vuorovaikutukset, Pauli-sääntö ja Hundin sääntö määräävät täyttymyksen.

Elektronipilviä käytetään laajasti kuvaamaan atomin ja molekyylin rakennetta sekä kemiallisia sidoksia. Kun elektronipilvet tai niiden tiheydet ylittävät toistensa raja-alueet, tapahtuu atomi- tai molekyylitasoinen atomi-hybridisaatio ja elektronien pilvet osallistuvat sidoksiin sekä laskelmoitaviin geometrioihin. X-ray-diffraktio ja elektronisäteilyn mittaukset antavat elektronitiheyden karttoja, joita käytetään rakenteiden tulkinnassa.

Elektronipilvi on metaforinen malli: se ei ole fyysinen sumu, vaan todennäköisyyksien ja densiteetin matemaattinen kuva, jonka avulla kvanttimekaniikka ja kemia voivat selittää atomien ja molekyylien käyttäytymistä.

---