|
[[Kemiallinen reaktio|Kemiallisissa reaktioissa]] osa atomien elektroneista voi siirtyä myös kahden atomin yhteisille orbitaaleille. Tällä tavoin atomien välille syntyy [[kovalenttinen sidos]], joka yhdistää atomit [[molekyyli]]ksi. [[Kemiallinen yhdiste|Kemialliset yhdisteet]] koostuvat yleensä joko tällä tavoin muodostuneista molekyyleistä tai positiivisista ja negatiivisista ioneista. Useat alkuaineetkin esiintyvät kahden tai useamman samanlaisen atomin muodostamina molekyyleinä.
==== Elektronipilven tarkempi rakenne ====
[[Kuva:HAtomOrbitals.png|250px|thumb|Orbitaalien muotoja. Ylälaidassa olevat kirjaimet symboloivat orbitaalin kirjainsymbolia ja reunassa olevat numerot pääkvanttilukua.]]
Eri atomien elektronipilvet vaihtelevat elektronien määrästä riippuen, niitä voidaan kuvailla erilaisina atomin ympärillä olevina tilvauusmalleina, joissa elektronit todennäköisimmiten ovat. Kvanttimekaaninen [[atomimalli]] kuitenkin antaa tarkemman kuvauksen elektronien paikasta elektronipilvessä. Kvanttimekaaninen atomimalli lähtee ajatuksesta, että elektronin sijainnin määrää neljä tekijää: pääkvanttiluku ''n'', sivukvanttiluku ''l'', magneettinen kvanttiluku ''m<sub>l</sub> ja [[spin]] ''s''.<ref>{{cite book|first1=Milton|last1=Orchin|first2=Roger S.|last2=Macomber|first3=Allan|last3=Pinhas|first4=R. Marshall|last4=Wilson|year=2005|url=http://media.wiley.com/product_data/excerpt/81/04716802/0471680281.pdf|title=Atomic Orbital Theory}}</ref>''
Jokainen elektronitaso eli pääkvanttiluku jakaantuu useisiin sivukvanttilukuihin eli [[orbitaali|orbitaaleihin]]. Jokaista pääkvanttilukua kohti on sivukvanttilukuja yksi vähemmän kuin pääkvanttiluvun järjestysnumero on eli tottelee kaavaa ''l'' = ''n'' − 1. Näin ollen se voi saada arvon nolla. Jokaista arvoa kohti on annettu oma kirjainsymboli, jotka näkyvät taulukosta:
{| class="wikitable" style="text-align:center"
! Sivukvanttiluku !! 0 !! 1 !! 2 !! 3
|-
! Kirjainsymboli
| s || p || d || f
|}
Huomaa, että jokaista pääkvanttilukua kohden ovat mahdollisia kaikki sivukvanttilukuarvot, jotka ovat itseään vähintään yhtä pienempiä. Toisin sanoen toinen energiataso saa sivukvanttiluvut 1 ja 0 eli toisella energiatasolla on sekä s-orbitaali ja p-orbitaali (p-orbitaaleja on kolme, josta myöhemmin). Jokaisella orbitaalilla on omanlaisensa muoto – S-orbitaalit on pallomaisia ja p-orbitaalit ovat muodoltaan kahdeksikkoja. P-orbitaaleja on aina kolme kullakin energiatasolla; jokaiselle ulottuvuudelle yksi. Eri p-orbitaaleja merkitään p<sub>x</sub>-, p<sub>y</sub>- ja p<sub>z</sub>-orbitaaleiksi. Yleensä erikseen merkitseminen on turhaa ja kaikki orbitaalit ilmoitetaan kuin yhtenä orbitaalina. Kaikki samalla energiatasolla olevat p-orbitaalit ovat samanenergisiä. Magneettinen kvanttiluku saa samat arvot kuin sivukvanttiluku, mutta se saa vastaavat arvot myös negatiivisina.
[[Spin]] on yksi tärkeimmistä elektronin ominaisuuksista, kun mietitään atomin elektronikonfiguraatiota eli elektronien sijoittumista elektronipilveen. Spinin voidaan ajatella olevan tietynlaista elektronin pyörimistä. Elektronin pyörimistä ei pidä sekoittaa pyörimiseen, jonka ihminen havaitsee vaan se on jotakin muuta. Jos elektronin pyöriminen akselinsa ympäri olisi vastaavaa kuin klassisen fysiikan ymmärtämä pyöriminen, elektroni pyörisi lähes kymmenkertaisella valonnopeudella akselinsa ympäri. Elektronin spin voi olla joko ½ tai −½. Spin ilmoittaa ”pyörimissuunnan”.
Elektroneja sijoitetaan orbitaaleille kolmen säännön avulla: [[Minimienergiaperiaate|minimienergiaperiaatteen]], [[Paulin kieltosääntö|Paulin kieltosäännön]] ja [[Hundin sääntö|Hundin säännön]] avulla. Alkuaineen järjestysluvun ja samalla elektronien lukumäärän kasvaessa eri orbitaalit täyttyvät seuraavassa järjestyksessä:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.
Näissä merkinnöissä numerot tarkoittavat pääkvanttilukua, jäljessä olevat kirjaimet sivukvanttiluvun mukaan määräytyviä orbitaaleja. Huomattava on, että ylemmän kuoren s-orbitaalit täyttyvät ennen alemman kuoren d- ja f-orbitaaleja. Alkuaineet, joilla viimeksi tulleet elektronit ovat d-orbitaaleilla, ovat [[siirtymämetallit|siirtymämetalleja]]. Alkuaineet, joilla ne ovat f-orbitaalilla, ovat [[lantanoidit|lantanoideja]] tai [[aktinoidit|aktinoideja]].
== Atomiteorian historia ==
| 