Héjak, alhéjak, orbitálok
A fő kvantumszám szerinti héjakon belül s, p, d és f alhéjakat különböztetünk meg. Egy s alhéj egy orbitált, egy p három, egy d öt, egy f hét orbitált tartalmaz; egy orbitálon legfeljebb két, ellentétes spinű elektron lehet. Innen adódik az alhéjak 2, 6, 10 és 14 elektronnyi kapacitása.
Hogyan töltődnek fel?
Az alapállapotú atom elektronjai az alacsonyabb energiájú állapotokat részesítik előnyben, de a sorrend nem egyszerűen 1,2,3… héjsorrend. A szokásos építkezési séma például 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d. A Pauli-elv és a Hund-szabály azt is meghatározza, hogyan rendeződnek az elektronok egy adott alhéjon belül.
Példa: nátrium és klór
A nátrium Z=11: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. A legkülső egyetlen 3s elektron könnyen leadható, ezért gyakori a Na⁺ ion. A klór Z=17: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵; egy további elektron a 3p alhéjat lezárja, ezért a Cl⁻ képződése kémiailag természetes.
A periódusos rendszer mint térkép
Az s-, p-, d- és f-blokkok azt mutatják, melyik típusú alhéj épül fel az adott tartományban. Egy periódus végighaladása során a vegyértékhéj fokozatosan telik, ezért szabályos változások jelennek meg az atomsugárban, ionizációs energiában és kötési hajlamban.
Héjak, alhéjak, orbitálok
Az alhéjak energiái közel kerülhetnek egymáshoz, és az elektron–elektron kölcsönhatások is számítanak. Emiatt például a króm és a réz alapállapotú konfigurációja eltér az egyszerű aufbau-sémából várttól. A szabály tehát jó kiindulópont, de a tényleges, kísérletileg igazolt alapállapot az elsődleges.
Az alapállapotú atom elektronjai az alacsonyabb energiájú állapotokat részesítik előnyben, de a sorrend nem egyszerűen 1,2,3… héjsorrend. A szokásos építkezési séma például 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d. A Pauli-elv és a Hund-szabály azt is meghatározza, hogyan rendeződnek az elektronok egy adott alhéjon belül.