Powłoki elektronowe

Jak w rzeczywistości wygląda atom? Jak piłka? Czy może tak, z elektronami krążącymi wokół jądra? A może tak? Z jądrem w środku i elektronami krążącymi wokół niego jak chmara much?

Tak, ten obrazek jest bliski rzeczywistości. Elektrony mogą być zarówno blisko jądra, jak i bardzo daleko od niego. Latają wokół z niesamowitą prędkością, prawie taką, jak prędkość światła. Jeśli jednak spróbujemy złapać elektron, zauważymy coś dziwnego. Nie da się dokładnie określić, gdzie on jest.

Elektrony są tak małe, że ich nie widać, nawet pod najsilniejszym mikroskopem. Można jednak oszacować, w którym obszarze zwykle się znajdują. Wtedy możemy zauważyć, że tak naprawdę zbierają się one w grupy w różnych odległościach od jądra atomu. Dlatego właśnie atom często rysuje się tak, jako jądro z elektronami w różnych powłokach. Prawie jak planety wokół gwiazdy.

Nie jest to dokładne przedstawienie rzeczywistości. Raczej model, dzięki któremu łatwiej jest zrozumieć, jak działa atom. Ten konkretny atom to argon, pierwiastek chemiczny mający osiemnaście elektronów. W swojej wewnętrznej powłoce argon ma dwa elektrony. Więcej ich się tam nie zmieści.

Następnie, w kolejnej powłoce atomu jest osiem elektronów. Tam też więcej się nie zmieści. Potem mamy kolejnych osiem elektronów w zewnętrznej powłoce. Elektrony w zewnętrznej powłoce nazywamy elektronami walencyjnymi. Decydują one o tym, które związki chemiczne może stworzyć atom.

Argon to gaz obojętny: nie chce łączyć się z innymi pierwiastkami. To dlatego, że atom argonu ma osiem elektronów w swojej zewnętrznej powłoce elektronowej. Przez to jest zadowolony... i stabilny. Im większy jest atom, tym więcej powłok elektronowych może mieć.

Bardzo duże atomy mają nawet siedem powłok. Aby zrobić miejsce dla wszystkich elektronów, w niektórych swoich powłokach atom umieszcza więcej niż osiem elektronów. W zewnętrznej powłoce nigdy jednak nie ma ich więcej, niż osiem. Najmniejsze atomy - wodoru i helu - mają tylko jedną powłokę elektronową. Wszystkie atomy, poza tymi najmniejszymi, chcą jednak mieć osiem elektronów w swojej zewnętrznej powłoce.

Nazywamy to „regułą oktetu”: atomy usiłują mieć dokładnie osiem elektronów walencyjnych. Oktet! Czy to nie jest przypadkiem grupa ośmiu muzyków? Tak, a to słowo pochodzi od łacińskiego słowa „octo”, które znaczy „osiem”.