Co to jest podpowłoka?
Podkładka to obszar wewnątrz powłoki elektronowej atomu, który zawiera rodzaj orbity elektronowej. Każdy atom składa się z centralnego jądra jednego lub więcej dodatnich protonów i zero lub więcej neutronów bez ładunku, z elektronami podróżującymi wokół niego. Elektrony atomu nie mogą swobodnie podróżować losowo, ale do pewnego stopnia są związane. Podobnie jak książki są zorganizowane zgodnie z formatem rozdziałów, stron i linii, elektrony atomu są zorganizowane w skorupy, podpowłoki, orbitale. O ile elektrony nie są wzbudzone energetycznie, pozostają na tych orbitach.
Przypisania do oznaczenia powłoki i podpowłoki zależą od kwantowych właściwości związanych elektronów. Istnieją cztery takie liczby kwantowe: „n”, „l”, „m” i „s”. Są to związana z energią pierwotna liczba kwantowa (n) - związana z modelem Bohra atomu, liczba kwantowa momentu pędu (l), wektor składowej momentu pędu (m) i liczba (liczby) spinowe. Wartość n określa powłokę i musi być liczbą całkowitą nie mniejszą niż jeden. Jeśli pierwotna liczba kwantowa n = 1, liczba powłokowa wynosi 1, zwana również powłoką K; jeśli n = 2, liczba powłok wynosi 2, powłoka L; jeśli n = 3, powłoka M; n = 4, powłoka N; n = 5, powłoka O; i tak dalej.
Ominięcie chwilowo opisu następnego poziomu rzędu - podpowłoki - orbitali elektronowych zależy od wartości i momentu pędu elektronu. Wartości liczby kwantowej momentu pędu, l, mogą wynosić zero lub liczby całkowite większe od zera; jeśli l = 0, orbital jest orbitalem s; jeśli l = 1, jest to p-; jeśli l = 2, d-; l = 3, f-, a jeśli orbital ma wartość l = 4, orbital jest orbitalem g. Jest to wartość l, która określa prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w określonym obszarze przestrzeni, który ma określony kształt. S-orbital jest kulisty, podczas gdy p-orbital ma dwie spłaszczone kule o płaskich powierzchniach skierowanych do siebie. Kształt d-orbity może mieć cztery ściśle związane kule lub dwie kule powyżej i poniżej pierścienia - wyższe wartości l prowadzą do innych kształtów prawdopodobieństwa orbity.
Każda powłoka ma jedną lub więcej podpowłok, z których każda może zawierać orbitale. Litery identyfikujące podpowłoki pasują do zawartych w nich typów orbit: d-podpowłoka zawiera d-orbitale, f-podpowłoka, f-orbitale. Liczba możliwego komponentu pędu kątowego lub wartości m, pomnożona przez liczbę możliwych kwantów spinowych lub wartości s, określa maksymalną liczbę orbitali, które mogą istnieć w danej podpowłoce. Wartości m mogą być dowolnymi liczbami całkowitymi od -1 do +1, w tym 0, natomiast s musi wynosić +1/2 lub -1/2. Obliczenia dają nam, w przypadku podpowłoki f (l = 3), siedem wartości m i dwie wartości s, co daje maksymalnie 7 × 2 = 14 możliwych orbitali.
Dodanie orbitali podpowłoki daje nam liczbę możliwych orbitali w każdym rodzaju powłoki. W powłoce K jest tylko jedna s-podpowłoka, która sama zawiera maksymalnie dwie s-orbitale. Dwie podpowłoki, s- i p-, są zawarte w powłoce L, a każda podpowłoka zawiera do 2 + 6 = 8 orbitali. Trzy podpowłoki skorupy M, s-, p- i d-, mogą pomieścić 2 + 6 + 10 = 18 orbitali, podczas gdy skorupy N, s-, p-, d- i f-powłoki mogą pomieścić do 2 + 6 + 10 + 14 = 32 orbitale. Powłoki G obejmują podpowłoki s-, p-, d-, f- i g, i mogą zawierać aż 2 + 6 + 10 + 14 + 18 = 50 orbitali.