termin Chmura elektronów opisuje obszar wokół jądra atomowego, w którym prawdopodobnie będą znajdować się elektrony. Opisywany jest również jako” rozmyta ” Orbita elektronu atomowego.

elektron związany z jądrem atomu jest często uważany za orbitujący jądro w taki sam sposób, jak planeta orbituje wokół Słońca, ale nie jest to poprawna wizualizacja. Elektron nie jest związany grawitacją, ale siłą Kulombową, której kierunek zależy od znaku ładunku cząstek., (Pamiętaj, przeciwieństwa przyciągają, więc ujemny elektron jest przyciągany do dodatniego protonu w jądrze.) Chociaż zarówno siły Coulomba, jak i grawitacyjne zależą odwrotnie od kwadratu odległości między przedmiotami, a obie są siłami centralnymi, istnieją istotne różnice. Na klasycznym obrazie, przyspieszająca naładowana cząstka, podobnie jak elektron (ciało krążące zmienia kierunek, więc zawsze przyspiesza) powinna promieniować i tracić energię, a zatem spiralnie w kierunku jądra atomu—ale tak nie jest.,

ponieważ mówimy o bardzo małym (mikroskopowym) układzie, elektron musi być opisany za pomocą kwantowych reguł mechanicznych, a nie klasycznych reguł rządzących ruchem planetarnym. Według mechaniki kwantowej elektron może być falą lub cząstką, w zależności od tego, jak jest mierzony. Ze względu na jego falową naturę, nigdy nie możemy przewidzieć, gdzie na jego orbicie wokół jądra znajdzie się elektron. Możemy tylko

obliczyć, czy istnieje duże prawdopodobieństwo, że będzie on zlokalizowany w określonych punktach podczas dokonywania pomiaru.,

elektron jest więc opisany pod względem rozkładu prawdopodobieństwa lub gęstości prawdopodobieństwa. Nie ma wyraźnych punktów odcięcia; jego krawędzie są nieco rozmyte. Stąd określenie ” Chmura elektronowa.”Ten” zachmurzony ” rozkład prawdopodobieństwa przyjmuje różne kształty, w zależności od stanu atomu. W temperaturze pokojowej większość atomów występuje w stanie podstawowym (najniższej energii). Jeśli energia zostanie dodana-na przykład przez wystrzelenie w nią lasera-zewnętrzne elektrony mogą „przeskoczyć” do wyższego stanu (pomyśl o większej orbicie, jeśli to pomoże)., Według mechaniki kwantowej istnieją tylko pewne określone stany, do których elektron może skoczyć. Są one oznaczone liczbami kwantowymi. Literami oznaczającymi podstawowe liczby kwantowe są n, l I m, gdzie n jest główną lub energetyczną liczbą kwantową, l odnosi się do orbitalnego momentu pędu elektronu, A m jest magnetyczną liczbą kwantową. Główna liczba kwantowa n może przyjmować wartości całkowite od 1 do nieskończoności. Dla tego samego elektronu l może być dowolną liczbą całkowitą od 0 do (n -1), A m może mieć dowolną liczbę całkowitą od– L do l. na przykład, jeśli n = 3, możemy mieć Stany Z l = 2, 1 lub 0., Dla stanu z n = 3 i l = 2, możemy mieć m = -2, -1, 0, 1 lub 2.

każdy zbiór liczb kwantowych N, l, m opisuje inny rozkład prawdopodobieństwa dla elektronu. Większe n oznacza, że elektron najprawdopodobniej znajduje się dalej od jądra. Dla n = 1, l I m muszą być równe 0, a obłok elektronów wokół jądra jest kulisty. Dla n = 2, l = 0, istnieją dwie koncentryczne kuliste powłoki prawdopodobieństwa o jądrze. Dla N = 2, l = 1 chmura jest bardziej wypukła. Możemy mieć nawet kształt stokrotki, gdy l = 3. Dystrybucje mogą stać się dość skomplikowane.,

eksperyment zweryfikował te rozkłady dla atomów jednoelektronowych, ale obliczenia funkcji falowej mogą być bardzo trudne dla atomów z więcej niż jednym elektronem w ich zewnętrznej powłoce. W rzeczywistości, gdy ruch więcej niż jednego elektronu jest brany pod uwagę, może potrwać kilka dni dla największego komputera, aby uzyskać rozkład prawdopodobieństwa nawet dla stanu niskiego, i uproszczenie przybliżenia często muszą być wykonane.,

ogólnie jednak, kwantowe mechaniczne równanie falowe, opracowane przez Schrödingera w 1926 roku, daje doskonały opis zachowania się mikroskopijnego świata i musimy przyznać, że mechanika kwantowa może nie być dokładna, ale jest dokładna.