In chimica e fisica atomica , un guscio elettronico di un atomo è l'insieme di orbitali atomici che condividono lo stesso numero quantico principale n ; gli orbitali che condividono anche lo stesso numero quantico azimutale ℓ formano una subshell elettronica . I termini strato e sottopelo sono ereditati dalla teoria quantistica dell'inizio del XX ° secolo, in particolare gli sviluppi teorici introdotti da Arnold Sommerfeld attorno al modello di Bohr , che spiega la struttura fine delle righe spettrali degli atomi di idrogeno e ioni idrogenoidi quantificando i livelli di energia degli elettroni attorno ai nuclei in funzione dei numeri quantici .
I livelli elettronici sono identificati dal loro numero quantico n , uguale a 1, 2, 3, ecc. o, storicamente, dalle lettere K, L, M, ecc. usato in spettroscopia a raggi X . Corrispondono a un'energia crescente, che si traduce in una distanza crescente dal nucleo atomico. Lo strato K, per cui n = 1 , è il più vicino al nucleo, e gli strati L, M, N, O, P e Q, corrispondenti a n = 2, 3, 4, 5, 6 e 7 , s 'disposti aumentando la distanza dal nucleo in modo concentrico. Ciascun guscio elettronico può contenere un numero massimo di elettroni pari a 2 n 2 : il guscio K può quindi contenere fino a 2 elettroni, il guscio L fino a 8 elettroni, il guscio M fino a 18 elettroni, il guscio N fino a 32 elettroni , il guscio O fino a 50 elettroni, il guscio P fino a 72 elettroni e il guscio Q fino a 98 elettroni.
Se il numero n non può superare 7 per gli atomi nello stato fondamentale, può assumere valori molto più alti nel caso degli atomi eccitati , come è in particolare il caso degli atomi di Rydberg . Ad eccezione degli elementi di transizione , il guscio elettronico più esterno di un atomo è chiamato guscio di valenza ; il numero di elettroni che lo occupano determina le proprietà chimiche dell'atomo: gli elementi chimici il cui guscio di valenza è occupato da un solo elettrone - idrogeno e metalli alcalini - sono i più reattivi, mentre quelli il cui guscio di valenza è saturo di elettroni - gas nobili - tendono ad essere chimicamente inerti.
Gli strati elettronici, definiti dal numero n , da soli non consentono di rendere conto delle osservazioni spettroscopiche . Oltre al numero azimutale ℓ , che permette di distinguere i sottolivelli elettronici , gli elettroni sono definiti anche dal numero quantico magnetico m ℓ e dal numero quantico magnetico di spin m s . Questi quattro numeri quantici ( n , ℓ , m ℓ , m s ) consentono di modellare la configurazione elettronica di atomi elettricamente neutri nello stato fondamentale mediante la regola di Klechkowski , la prima regola di Hund e il principio di esclusione di Pauli ; la distribuzione degli elettroni da parte di strati elettronici di elementi chimici allo stato fondamentale è la seguente:
Elemento chimico | Famiglia di elementi | Elettroni per strato | Linea | Colonna (gruppo) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
1 | H | Idrogeno | Metalloide | 1 | 1 | AI |
2 | Hey | Elio | gas nobile | 2 | 1 | O |
3 | Li | Litio | Metallo alcalino | 2, 1 | 2 | AI |
4 | Essere | Berillio | Metallo alcalino terroso | 2, 2 | 2 | II A |
5 | B | Boro | Metalloide | 2, 3 | 2 | III B |
6 | VS | Carbonio | Metalloide | 2, 4 | 2 | IV B |
7 | NON | Azoto | Metalloide | 2, 5 | 2 | VB |
8 | O | Ossigeno | Metalloide | 2, 6 | 2 | VI B |
9 | F | Fluoro | Alogena | 2, 7 | 2 | VII B |
10 | Nato | Neon | gas nobile | 2, 8 | 2 | O |
11 | N / A | Sodio | Metallo alcalino | 2, 8, 1 | 3 | AI |
12 | Mg | Magnesio | Metallo alcalino terroso | 2, 8, 2 | 3 | II A |
13 | Al | Alluminio | Povero metallo | 2, 8, 3 | 3 | III B |
14 | sì | Silicio | Metalloide | 2, 8, 4 | 3 | IV B |
15 | P | Fosforo | Metalloide | 2, 8, 5 | 3 | VB |
16 | S | Zolfo | Metalloide | 2, 8, 6 | 3 | VI B |
17 | Cl | Cloro | Alogena | 2, 8, 7 | 3 | VII B |
18 | Ar | Argon | gas nobile | 2, 8, 8 | 3 | O |
19 | K | Potassio | Metallo alcalino | 2, 8, 8, 1 | 4 | AI |
20 | It | Calcio | Metallo alcalino terroso | 2, 8, 8, 2 | 4 | II A |
21 | Sc | Scandio | Metallo di transizione | 2, 8, 9, 2 | 4 | III A |
22 | Ti | Titanio | Metallo di transizione | 2, 8, 10, 2 | 4 | IV A |
23 | V | Vanadio | Metallo di transizione | 2, 8, 11, 2 | 4 | PARTIRE |
24 | Cr | Cromo | Metallo di transizione | 2, 8, 13, 1 | 4 | ATTRAVERSO |
25 | Mn | Manganese | Metallo di transizione | 2, 8, 13, 2 | 4 | VII A |
26 | Fe | Ferro | Metallo di transizione | 2, 8, 14, 2 | 4 | VII |
27 | Co | Cobalto | Metallo di transizione | 2, 8, 15, 2 | 4 | VII |
28 | O | Nichel | Metallo di transizione | 2, 8, 16, 2 o 2, 8, 17, 1 | 4 | VII |
29 | Cu | Rame | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 1 | 4 | IB |
30 | Zn | Zinco | Povero metallo | 2, 8, 18, 2 | 4 | II B |
31 | Ga | Gallio | Povero metallo | 2, 8, 18, 3 | 4 | III B |
32 | Ge | Germanio | Metalloide | 2, 8, 18, 4 | 4 | IV B |
33 | Asso | Arsenico | Metalloide | 2, 8, 18, 5 | 4 | VB |
34 | Se | Selenio | Metalloide | 2, 8, 18, 6 | 4 | VI B |
35 | Br | Bromo | Alogena | 2, 8, 18, 7 | 4 | VII B |
36 | Kr | Krypton | gas nobile | 2, 8, 18, 8 | 4 | O |
37 | Rb | Rubidio | Metallo alcalino | 2, 8, 18, 8, 1 | 5 | AI |
38 | Sr | Stronzio | Metallo alcalino terroso | 2, 8, 18, 8, 2 | ||
39 | Y | Ittrio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 9, 2 | ||
40 | Zr | Zirconio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 10, 2 | ||
41 | Nb | Niobio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 12, 1 | ||
42 | Mo | Molibdeno | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 13, 1 | ||
43 | Tc | Tecnezio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 13, 2 | ||
44 | Ru | Rutenio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 15, 1 | ||
45 | Rh | Rodio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 16, 1 | ||
46 | Pd | Palladio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 18 | ||
47 | Ag | Argento | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 18, 1 | ||
48 | CD | Cadmio | Povero metallo | 2, 8, 18, 18, 2 | ||
49 | Nel | Indio | Povero metallo | 2, 8, 18, 18, 3 | ||
50 | Sn | Stagno | Povero metallo | 2, 8, 18, 18, 4 | ||
51 | Sb | Antimonio | Metalloide | 2, 8, 18, 18, 5 | ||
52 | voi | Tellurio | Metalloide | 2, 8, 18, 18, 6 | ||
53 | io | Iodio | Alogena | 2, 8, 18, 18, 7 | ||
54 | Xe | Xeno | gas nobile | 2, 8, 18, 18, 8 | ||
55 | Cs | Cesio | Metallo alcalino | 2, 8, 18, 18, 8, 1 | ||
56 | Ba | Bario | Metallo alcalino terroso | 2, 8, 18, 18, 8, 2 | ||
57 | Il | Lantanio | Lantanide | 2, 8, 18, 18, 9, 2 | ||
58 | Questo | Cerio | Lantanide | 2, 8, 18, 19, 9, 2 | ||
59 | Pr | Praseodimio | Lantanide | 2, 8, 18, 21, 8, 2 | ||
60 | Nd | Neodimio | Lantanide | 2, 8, 18, 22, 8, 2 | ||
61 | Pm | Promezio | Lantanide | 2, 8, 18, 23, 8, 2 | ||
62 | Sm | Samario | Lantanide | 2, 8, 18, 24, 8, 2 | ||
63 | Aveva | Europium | Lantanide | 2, 8, 18, 25, 8, 2 | ||
64 | Gd | Gadolinio | Lantanide | 2, 8, 18, 25, 9, 2 | ||
65 | Tb | Terbio | Lantanide | 2, 8, 18, 27, 8, 2 | ||
66 | Dy | Disprosio | Lantanide | 2, 8, 18, 28, 8, 2 | ||
67 | Ho | Olmio | Lantanide | 2, 8, 18, 29, 8, 2 | ||
68 | Er | Erbio | Lantanide | 2, 8, 18, 30, 8, 2 | ||
69 | Tm | Tulio | Lantanide | 2, 8, 18, 31, 8, 2 | ||
70 | Yb | Itterbio | Lantanide | 2, 8, 18, 32, 8, 2 | ||
71 | Leggere | Lutezio | Lantanide | 2, 8, 18, 32, 9, 2 | ||
72 | HF | Afnio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 10, 2 | ||
73 | Il tuo | Tantalio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 11, 2 | ||
74 | W | Tungsteno | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 12, 2 | ||
75 | Ri | Renio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 13, 2 | ||
76 | Osso | Osmio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 14, 2 | ||
77 | Ir | Iridio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 15, 2 | ||
78 | Pt | Platino | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 17, 1 | ||
79 | A | Oro | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 18, 1 | ||
80 | Hg | Mercurio | Povero metallo | 2, 8, 18, 32, 18, 2 | ||
81 | Tl | Tallio | Povero metallo | 2, 8, 18, 32, 18, 3 | ||
82 | Pb | Condurre | Povero metallo | 2, 8, 18, 32, 18, 4 | ||
83 | Bi | Bismuto | Povero metallo | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | ||
84 | Po | Polonio | Povero metallo | 2, 8, 18, 32, 18, 6 | ||
85 | A | Uno stato | Metalloide | 2, 8, 18, 32, 18, 7 | ||
86 | Rn | Radon | gas nobile | 2, 8, 18, 32, 18, 8 | ||
87 | P | Francium | Metallo alcalino | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 | ||
88 | RA | Radio | Metallo alcalino terroso | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 | ||
89 | AC | Attinio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 | ||
90 | Th | Torio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2 | ||
91 | papà | Protoattinio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 20, 9, 2 | ||
92 | U | Uranio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 | ||
93 | Np | Nettunio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2 | ||
94 | Poteva | Plutonio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2 | ||
95 | Am | Americio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2 | ||
96 | Cm | Curio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2 | ||
97 | Bk | Berkelium | Actinide | 2, 8, 18, 32, 27, 8, 2 | ||
98 | Cfr | Californio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 | ||
99 | È | Einsteinio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 29, 8, 2 | ||
100 | Fm | Fermio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 30, 8, 2 | ||
101 | Md | Mendelevio | Actinide | 2, 8, 18, 32, 31, 8, 2 | ||
102 | No | Nobelium | Actinide | 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2 | ||
103 | Lr | Lawrencium | Actinide | 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3 | ||
104 | Rf | Ruterfordio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 32, 10, 2 | ||
105 | Db | Dubnio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2 | ||
106 | Sg | Seaborgio | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 | ||
107 | Bh | Bohrium | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 | ||
108 | Hs | Hassium | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 32, 14, 2 | ||
109 | Mt | Meitnerio | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2 | ||
110 | Ds | Darmstadtium | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2 | ||
111 | Rg | Roentgenio | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 17, 2 | ||
112 | Cn | Copernicium | Metallo di transizione | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2 | ||
113 | Nh | Nihonium | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3 | ||
114 | Fl | Flerovium | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 | ||
115 | Mc | Moscovium | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5 | ||
116 | Lv | Livermorium | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6 | ||
117 | Ts | Tennesse | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 | ||
118 | Og | Oganesson | Indeterminato | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8 |