termín elektronový mrak popisuje oblast kolem atomového jádra,kde budou pravděpodobně elektrony. To je také popisováno jako“ fuzzy “ oběžná dráha atomového elektronu.

elektron vázaný na jádro atomu je často považován za obíhající jádro stejným způsobem, jakým planeta obíhá kolem Slunce, ale to není platná vizualizace. Elektron není vázán gravitací, ale Coulombforce, jejíž směr závisí na znamení náboje částic., (Pamatujte, protiklady přitahují, takže negativní elektron je přitahován k pozitivnímu protonu v jádru.) Ačkoli Coulombovy i gravitační síly závisí nepřímo na čtverci vzdálenosti mezi objekty zájmu a obě jsou centrálními silami, existují důležité rozdíly. V klasickém obraz, urychluje nabité částice, jako je elektron (kroužící tělo mění směr, takže je vždy zrychluje) by měl vyzařovat a ztrácet energii, a proto se spirála směrem k atomu jádro—ale to není.,

vzhledem k tomu, že diskutujeme o velmi malém (mikroskopickém) systému, musí být elektron popsán spíše pomocí kvantových mechanických pravidel než klasických pravidel, která řídí planetární pohyb. Podle kvantové mechaniky může být elektron vlnou nebo částicí, v závislosti na tom, jak se měří. Vzhledem k jeho vlnové povaze nemůžeme nikdy předpovědět, kde na jeho oběžné dráze kolem jádra bude nalezen elektron. Můžeme pouze

vypočítat, zda je vysoká pravděpodobnost, že bude umístěna v určitých bodech při měření.,

elektron je proto popsán z hlediska rozdělení pravděpodobnosti nebo hustoty pravděpodobnosti. To nemá jednoznačné mezní body; jeho okraje jsou poněkud nejasné. Proto termín “ elektronový mrak.“Toto“ zakalené “ rozdělení pravděpodobnosti má různé tvary, v závislosti na stavu atomu. Při pokojové teplotě existuje většina atomů ve svém zemním (nejnižším energetickém) stavu. Pokud se přidá energie-například střelbou laseru na něj-vnější elektrony mohou „skákat“ do vyššího stavu (přemýšlejte o větší oběžné dráze, pokud to pomůže)., Podle kvantové mechaniky existují pouze určité specifické stavy, ke kterým může elektron skákat. Ty jsou označeny kvantovými čísly. Písmena, která určí základní kvantová čísla n, l, a m, kde n je hlavní nebo energie, kvantové číslo l souvisí s elektronovou orbitální moment hybnosti, a m je magnetické kvantové číslo. Hlavní kvantové číslo n může mít celočíselné hodnoty od 1 do nekonečna. Za stejné elektronu l může být libovolné celé číslo od 0 do (n -1), a m může mít libovolné celočíselné hodnoty od– l do l. Například, je-li n = 3, můžeme mít státy s l = 2, 1, nebo 0., Pro stav s n = 3 a l = 2 bychom mohli mít m = -2, -1, 0, 1 nebo 2.

každá množina n, l, m kvantových čísel popisuje odlišné rozdělení pravděpodobnosti pro elektron. Větší n znamená, že elektron se s největší pravděpodobností nachází dále od jádra. Pro n = 1 musí být l A m 0 a elektronový oblak kolem jádra je sférický. Pro N = 2, l = 0 existují dvě soustředné sférické skořápky pravděpodobnosti o jádru. Pro N = 2, l = 1 je oblak více ve tvaru činky. Můžeme mít dokonce tvar sedmikrásky, když l = 3. Distribuce se mohou stát poměrně komplikovanými.,

Experiment ověřil tyto distribuce pro atomy jednoho elektronu, ale výpočty vlnové funkce mohou být velmi obtížné pro atomy s více než jedním elektronem ve vnějším plášti. Ve skutečnosti, když se vezme v úvahu pohyb více než jednoho elektronu, může trvat dny, než největší počítač vydá rozdělení pravděpodobnosti i pro nízko položený stav, a často se musí zjednodušit aproximace.,

Celkově však kvantově mechanické vlnové rovnice, jako je vyvinut Schrödingerova v roce 1926, poskytuje vynikající popis toho, jak mikroskopický svět je pozorován chovat, a musíme přiznat, že zatímco kvantová mechanika nemusí být přesný, to je přesný.