elektronistruktuurilla

Elektronistruktuurilla tarkoitetaan atomien ja molekyylien elektronien järjestäytymistä ja jakautumista osastosarjoihin, jotka kuvaavat elektronien energia- ja spin-ominaisuuksia. Elektronien ketjujen määrittely perustuu kvanttifysiikan perusperiaatteisiin, kuten Planckin kvantisaatioon, Heisenbergin epätäydellisyyssääntöön ja Schrodingerin aaltoyhtälöön. Usein elektronistruktuuria esitellään elektronikaasuille, joissa elektronit jakautuvat kisaan ja ilmiöön mukaan.

Klassinen elektroniasema on migraatio, jossa atomien elektroneja jaetaan energiasarjoihin (sharpmole kupariparbola jismi). Näitä energiasarjoja kuvaavat kvanttitunnusluvut n, l, m ja s. Elektronien paikan todennäköisyysjakauma laajentaa kvanttilasmaa atomisummona.

Molekyyleissä elektronistruktuuri kattaa molekulaarien orbitalien muodostumisen, kuten sigma ja pi -taivut. Molekulaarinen orbitaliteoria, Hartree‑Fock ja DFT (density functional theory) ovat varsin käytössä elektronikysymysten numeerisessa laskennassa.

Elektronistruktuurin tuntemus on keskeistä monissa sovelluksissa: kvantti-tietokoneiden tukirakenteet, puolijohteiden ominaisuudet, kemiallisen reaktiokapalluksen ymmärtäminen sekä materiaalitieteessä ilmiöiden, kuten metallien ja seramiikka laidoilla, ennustaminen. Se toimii myös perustana biofyysikoin, optiikoin ja energia-innovaatioiden tutkimukselle.