Vad är ett underskal?

Ett underskal är ett område inuti en atoms elektronskal som innehåller en typ av elektronbanor. Varje atom består av en central kärna av en eller flera positiva protoner och noll eller flera laddningsfria neutroner, med elektroner som rör sig omkring den. En atoms elektroner är inte fria att resa slumpmässigt utan är till viss del bundna. Precis som böcker är organiserade enligt formatet på kapitel, sidor och linjer, är en atoms elektroner organiserade i skal, underskal, orbitaler. Såvida inte elektroner är energiskt upphetsade, förblir de i dessa orbitaler.

Tilldelningar till skal- och underskalbeteckningar är beroende av en bunden elektrons kvantmekaniska egenskaper. Det finns fyra sådana kvantantal: "n," "l," "m" och "s." Dessa är det energirelaterade primära kvantantalet (n) - förknippat med Bohr-modellen för atomen, vinkelmomentkvanttalet (l), vinkelmomentkomponentvektorn (m) och spinnkvantantalet (er). N-värdet definierar skalet och måste vara ett heltal inte mindre än ett. Om det primära kvanttalet n = 1 är skalnumret 1, även kallad K-skalet; om n = 2 är skalnumret 2, L-skalet; om n = 3, M-skalet; n = 4, N-skalet; n = 5, O-skalet; och så vidare.

Omedelbart förbikopplar beskrivningen av nästa ordningsnivå - underskal - elektronorbitaler beror på värdet på och elektronens vinkelmoment. Värdena på vinkelmomentkvanttalet, l, kan vara noll eller hela siffror större än noll; om l = 0, är ​​orbitalen en s-orbital; om l = 1 är det en p-; om l = 2, en d-; l = 3, en f- och om kretsloppet har ett värde l = 4, är kretsloppet ett g-kretslopp. Det är l-värdet som bestämmer sannolikheten för att en elektron kommer att hittas inom ett visst rymdområde, där regionen har en bestämd form. En s-orbital är sfärisk, medan en p-orbital har två platta sfärer med de platta ytorna mot varandra. D-orbitalens form kan ha fyra nära förbundna orbs, eller två orbs över och under en ring - högre värden på l leder till andra orbital sannolikhetsformer.

Varje skal har en eller flera underskal, som var och en kan innehålla orbitaler. Bokstäver som identifierar underskalarna matchar de orbitaltyper som de innehåller: ett d-underskal innehåller d-orbitaler, ett f-underskal, f-orbitaler. Antalet möjliga vinkelmomentkomponenter eller m-värden, multiplicerat gånger antalet möjliga spinnkvantum eller s-värden, bestämmer det maximala antalet orbitaler som kan existera inom ett visst underskal. Värden för m kan vara valfritt heltal mellan -1 och +1, inklusive 0, medan s måste vara antingen +1/2 eller -1/2. Beräkningen ger oss, i fallet med ett f-underskal (l = 3), sju m-värden och två s-värden, vilket resulterar i maximalt 7 × 2 = 14 möjliga orbitaler.

Att lägga till subshell-orbitalerna ger oss antalet möjliga orbitaler i varje typ av skal. I ett K-skal finns det bara ett s-underskal, som i sig innehåller maximalt två s-orbitaler. Två underskal, s- och p-, finns i L-skalet, och varje underskal innehåller upp till 2 + 6 = 8 orbitaler. De tre underskalarna i ett M-skal, s-, p- och d-, kan innehålla 2 + 6 + 10 = 18 orbitaler, medan ett N-skals s-, p-, d- och f-underskal håller upp till 2 + 6 + 10 + 14 = 32 orbitaler. G-skal inkluderar s-, p-, d-, f- och g-sub-skal och kan innehålla så många som 2 + 6 + 10 + 14 + 18 = 50 orbitaler.