Атом
Қабатҳои электронии атомҳои бисёрэлектрона
Аз қоидаи Паули бармеояд, ки дар сурати як воҳид зиёд шудани рақами тартибии атом электрони «нав» дар атоми ноангехта савияи озоди камэнергитаринро ишғол мекунад (ин ҷо низ чун дар атоми ҳидроген, дар ҳар як қабати пур 2n2 электрон меғунҷад). Дар атоми бисёрэлектрона, бар хилофи атоми ҳидроген, энергии ҳолатҳо на танҳо ба n, балки ба ℓ низ бастагӣ дорад. Электронҳое, ки вобаста ба қиматҳои n ва ℓ энергии баробар доранд, қабати электронии алоҳида ташкил медиҳанд. Ин электронҳо «электронҳои ҳамгун» ном гирифтаанд. Барои онҳо қиматҳои mℓ ва mS гуногунанд. Бинобар ин адади электронҳои ҳамгун gℓ = 2(2ℓ + 1) = 2, 6, 10, 14, …мебошад. Барои n-и додашуда электронҳо қабате ташкил мекунанд, ки он аз зерсавия (зерқабат)-ҳои ℓ = 0,1, 2, …, n-1 (мувофиқан бо ҳарфҳои лотинии s, p, d, f ва ғайра ишорат мешаванд) иборат аст ва 2n2 электрон дорад. Ин қабатҳо бо К, L, M, N, O, P ва Q ишорат шудаанд (ниг. Ҷадвали 1). Барои он ки «суроға»-и дақиқи зерсавия муайян бошад, пеш аз ҳарфҳо қимати n навишта мешавад. Масалан, рамзи ҳолати асосӣ ё худ ҷойи электрони атоми ҳидроген — 1s1, ҳелий — 1s2, литий — 1s22s1, оксиген — 1s22s22p4, неон — 1s22s22p6, натрий — 1s22s22p63s1 аст. Ин ҷо рақамҳои да­раҷаи ҳарфҳо адади электронҳоро дар зерсавияи додашуда нишон медиҳанд. Энергияи бандиши электрон дар атом бо афзоиши n ва барои n-и додашуда бо афзоиши ℓ кам мешавад. Сабаби даврӣ будани хусусиятҳои унсурҳои кимиёӣ низ шабоҳати савияҳои электронии берунӣ мебошад. Масалан, атомҳои хунсои филиззҳои ишқорӣ — литий (1s22s1) (ба истиснои аргон — Ar (Ne)3s23p6), калий — К (Аr)4s1, рубидий — Rb (Kr)5s1, сезий — Cs (Xe)6s1, франсий — Fr (Rn)7s1 низ ба монанди натрий дар савия (қабат)-и берунии худ яктоӣ s-электрон доранд, ки сабаби шабоҳати хусусияти кимиёвии онҳо маҳз ҳамин аст. Оғози пуршавии ҳар қабат ба ин ё он филиззҳои ишқорӣ рост меояду қабати пурэлектрон ба атомҳои газҳои инертӣ. Қабати ба ҳаста наздиктарин ва бо он сахталоқамандтарин К-қабат мебошад. Он аз як савия (ℓ = 0) иборат аст ва дар ҳолати пурӣ ҳамагӣ ду электрон дорад. Электронҳои қабати берунӣ бо ҳаста алоқаи нисбатан суст доранд ва бинобар ин, бо муҳити атроф, яъне бо атомҳои ҳамсоя, майдонҳои магнитию электрикии берунӣ таъсири мутақобили назаррас мекунанд. Қариб ҳама хусусиятҳои атом бо сохтори қабати берунии электронӣ, ки «қабати валентӣ» ном гирифтааст, муайян мешаванд. Асари сохтори қабатҳои электронии дарунӣ ба хусуси­ятҳои атом фақат ҳангоми таъсири мутақобили он бо зарраҳои баландэнергӣ зоҳир мегардад. Тайфи рентгении атом ва пароканиши зарраҳои баландэнергиро аз атом ҳамин таъсироти мутақобил муайян мекунад. Ҳангоми ба ҳам наздик шудани ду атом байни онҳо (ё байни электронҳои қабатҳои берунии онҳо) таъсироти мутақобили электро­ста­тикии қавӣ пайдо мешавад, ки боиси ба вуҷуд омадани бандҳои кимиёӣ мегардад. Дар натиҷаи таъсироти мутақобили ду атоми аз якдигар нисбатан дур онҳо ҳам­дигарро кутбӣ мекунанд. Атом дар майдонҳои электрикии берунӣ ё бо таъ­сири майдони электрикии мавҷи рӯшноӣ (мавҷи элек­тромагнитӣ) низ қутбнок шуда метавонад. Дар ин маврид бузургии қутбиши атом ба басомади мавҷи рӯшноӣ вобаста аст. Атомҳое, кӣ дар қабати валентии худ ба миқдори баробар электрон доранд, дорои хосиятҳои кими­ёии яксон мебошанд ва дар ҷадвали унсурҳо ба як гурӯҳ мансубанд. Бар замми ин, ин гуна атомҳо хусусиятҳои магнитии якхела доранд. Гаштовар (момент)-и магнитии атом ба гаштовари механикии он вобаста аст. Барои атомҳое, ки қабатҳои электронии берунии пур доранд (ин сохтори атомҳои газҳои инертиро мемонад), ҳам гаштовари магнитӣ ва ҳам гаштовари механикӣ баробари сифр мебошад (атомҳое, ки қабати электронии онҳо комилан пур нест, «атомҳои парамагнитӣ» ном гирифтаанд ва гаштовари магнитии онҳо доимист). Дар майдони магнитии берунӣ ҳамаи атомҳо дорои хусусиятҳои диамагнитӣ (ба сабаби ба вуҷуд омадани гаштовари магнитии илқошуда (индуксияшуда) мегарданд. Ба қадри аз қабати электро­нии берунии атом пай дар пай дур кардани электронҳо хусусиятҳои он тағйир меёбад — дар ин сурат масалан, қобилияти қутбишавандагии атом кам, вале басомади гузаришҳои оптикӣ зиёд мешавад.