elektronipilviä

Elektronipilviä ovat kvanttimekaniikan mukaan atomin ytimien ympärillä sijaitsevia todennäköisyysjakaumia, joissa elektroni todennäköisimmin sijaitsee. Pilvet kuvaavat elektronin sijainnin epävarmuutta, eivät fyysisiä kiinteitä reittejä; niiden tiheys määritellään elektronin tiheysfunktiolla |ψ(r)|^2, joka saadaan ratkaisemalla Schrödingerin yhtälö monielektronijärjestelmän osalta. Pilvien muoto ja laajuus määräytyvät elektronin kvanttilukujen mukaan.

Elektronipilviä määrittävät kvanttiluvut n (pääkuori), l (alikuori) ja m_l (magnetinen kvanttiluku), sekä elektronin spini. Tiheysjakaumaa kuvaa wave functionin neliö, ja pilven kokonaiskäyttäytymisen ymmärtämistä helpottavat alikuoret s-, p-, d- ja f-nimistön. Yleisesti ottaen s-orbitaalit ovat pallomaisia, p-orbitaalit ovat kahden lobin kaltaisia, ja d- sekä f-orbitaalit ovat monimutkaisempia muotoja; monien elektronien vuorovaikutukset aiheuttavat entistä monimutkaisempia tiheysjakaumia.

Elektronipilvet ovat keskeisiä kemian ymmärtämisessä: ne määrittävät atomien elektronikonfiguraatiot, kemiallisen sitoutumisen sekä molekyylien geometrian ja reaktiivisuuden. Pilvet myös selittävät sitoutumisessa tapahtuvaa elektronien uudelleenjakautumista ja molekyylin havainnollistamisen suurissa sekä pienissä järjestelmissä.

Elektronipilviä ei ole suoraan havaittavissa; niiden olemassaolo ja tiheydet tukevat kokeelliset menetelmät kuten spektroskopia, elektronitiheyskartoitus X-ray-diinamikan kautta sekä sähkömagneettiset mittaukset ja kuvantamismenetelmät.