Főmenü megnyitása
Nátriumatom elektronhéjai

Az atomfizikában az elektronhéj – vagy fő energiaszint – az azonos nkvantumszámhoz tartozó elektronpályák összessége. Az elektronpályát itt nem klasszikus értelemben, mint egy bolygópályát kell érteni, hanem kvantummechanikai értelemben, a Schrödinger-egyenlet vagy a Dirac-egyenlet egy hullámfüggvény-megoldásként, azaz kiterjedt valószínűségi objektumként. Szemléletesen, de kissé helytelenül elektronfelhőként is szoktak rájuk hivatkozni. Az elektronhéjak elektron alhéjakból vagy másképpen alszintekből épülnek fel. Egy-egy alhéjhoz ugyanazon l pálya-impulzusmomentum kvantumszámmal rendelkező elektronok tartoznak. Az elektronhéjak együtt adják az atom elektronkonfigurációját. Megmutatható, hogy egy elektronhéjon legfeljebb 2n² elektron tartózkodhat.

A héj elnevezés a Bohr-atommodellből ered, ahol az elektronok az atommagtól bizonyos távolságra keringtek úgy, hogy együtt egy héjat alkottak.

Tartalomjegyzék

Az elektronhéjak jelöléseSzerkesztés

Az elektronhéjakat kísérletileg először Charles Barkla és Henry Moseley röntgenabszorpciós kísérleteiben figyelték meg. Barkla K,L,M,… betűkkel jelölte őket, alfabetikus sorrendben. Eredetileg A,B,C,… volt a jelük, de átnevezték őket, hogy helyet hagyjanak olyan hipotetikus spektrumvonalaknak, amiket később sohasem fedeztek fel. Később ezeket a vonalakat azonosították az n=1,2,3,… főkvantumszámokkal. A spektroszkópia Siegbahn-jelölésének részét alkotják.

AlhéjakSzerkesztés

Az elektron alhéjakat s,p,d,f,g,h,i,… betűkkel jelöljük, amelyek a 0,1,2,3,4,5,… pályakvantumszámnak (l érték) felelnek meg. Az alhéjakon 2(2l+1), azaz 2,6,10,14,18,22,… elektron fér el. Az alhéjak betűjele egy ma már nem használt elnevezési rendszerből ered, ahol „sharp”, „principal”, „diffuse” vagy „fundamental” volt a nevük a finomstruktúrájuk alapján. Később, amikor az első négy „alaptípuson” túl továbbiakat is felfedeztek, már nem akadt rájuk név, ezért alfabetikusan folytatták az elnevezést.

Az elektronhéjak a periódusos rendszerbenSzerkesztés

A periódusos rendszerben a periódus száma mutatja meg a héjak számát. Például a nátrium a 3. periódusban van, azaz 3 elektronhéja, a vas a 4. periódusban van, azaz 4 elektronhéja van.

VegyértékhéjSzerkesztés

Az atomok legkülső elektronhéját vegyértékhéjnak nevezzük. Az ezen található elektronok vesznek részt a kémiai reakciókban. Ezeket az elektronokat vegyértékelektronoknak nevezzük. Azon elemek kémiai tulajdonságai, amelyek azonos szerkezetű vegyértékhéjat, vagyis azonos számú vegyértékelektront tartalmaznak, hasonlóak.

A periódusos rendszer főcsoportjainak elemei maximum 8 elektronnal rendelkezhetnek a vegyértékhéjon, 2 elektron lehet az s és 6 a p orbitálon. (Kivétel ez alól az 1. periódus két eleme, a hidrogén és a hélium, amelyek csak s pályával rendelkeznek.) A 8 elektront tartalmazó vegyértékhéj (elektron oktett, vagy nemesgáz szerkezet) rendkívül stabil állapotot eredményez, az ilyen atomok (a nemesgázok) nagyon nehezen lépnek reakcióba. A többi atom is ilyen szerkezet elérésére törekszik, és kovalens kötés esetén közös elektronpárok által, míg ionos kötés esetén a fölös elektronok leadásával, illetve a hiányzók felvételével kialakuló ionok formájában érik azt el.

Kapcsolódó szócikkekSzerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Elektronhéj témájú médiaállományokat.