1. จำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงาน

อิเล็กตรอนเคลื่อนที่อยู่รอบนิวเคลียสมีลักษณะเป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นเรียกว่า ระดับพลังงาน และในแต่ละระดับพลังงานมีจำนวนอิเล็กตรอนไม่เท่ากัน

• ระดับพลังงานที่ 1 มีอิเล็กตรอนมากสุด 2 อิเล็กตรอน
• ระดับพลังงานที่ 2 มีอิเล็กตรอนมากสุด 8 อิเล็กตรอน
• ระดับพลังงานที่ 3 มีอิเล็กตรอนมากสุด 18 อิเล็กตรอน

2. ระดับพลังงานหลักและระดับพลังงานย่อย

นอกจากจะเกิดจากการคายพลังงานในระดับพลังงานหลัก (Principle Energy Level หรือ Shell) ซึ่ง แทนด้วย n แล้ว

ยังมีการคายพลังงานของอิเล็กตรอนในระดับพลังงานย่อย (Energy Sublevel หรือ Subshell) ของแต่ละระดับพลังงานหลักด้วย

• ระดับพลังงานหลักที่ 1 (n = 1) มี 1 ระดับพลังงานย่อย คือ s
• ระดับพลังงานหลักที่ 2 (n = 2) มี 2 ระดับพลังงานย่อย คือ s p
• ระดับพลังงานหลักที่ 3 (n = 3) มี 3 ระดับพลังงานย่อย คือ s p d
• ระดับพลังงานหลักที่ 4 (n = 4) มี 4 ระดับพลังงานย่อย คือ s p d f

3. ออร์บิทัล

• ระดับพลังงานย่อย s มี 1 ออร์บิทัล
• ระดับพลังงานย่อย p มี 3 ออร์บิทัล
• ระดับพลังงานย่อย d มี 5 ออร์บิทัล
• ระดับพลังงานย่อย f มี 7 ออร์บิทัล

จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในแต่ละระดับพลังงานย่อย s p d และ f มีค่าเท่ากับ 2 6 10 และ 14 ตามลำดับ

เนื่องจาก พลังงานย่อย s p d และ f มี 1 3 5 และ 7 ออร์บิทัล ตามลำดับ

แสดงว่า

4. หลักการจัดเรียงอิเล็กตรอน

หลักอาฟบาว (Aufbau Principle) กล่าวว่า

ดังรูป

สามารถเรียงระดับพลังงานได้ ดังนี้

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p …

ไฮโดรเจนมี 1 อิเล็กตรอน สามารถเขียนสัญลักษณ์แสดงการจัดอิเล็กตรอนได้ ดังนี้

ตัวอย่าง การจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุบางธาตุ

หมายเหตุ       [He] แทนการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุฮีเลียม คือ 1s²

                   [Ne] แทนการจัดเรียงอิเล็กตรอนของธาตุนีออน คือ 1s² 2s² 2p⁶

เช่น

Be มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน 1s² 2s² มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 (2s²)

F มีการจัดเรียงอิเล็กตรอน 1s² 2s² 2p⁵  มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 7 (2s² 2p⁵)

การจัดเรียงอิเล็กตรอนบางธาตุไม่เป็นไปตามหลักการข้างต้น

เช่น

Cr มีเลขอะตอม 24 การจัดเรียงอิเล็กตรอนคือ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵ (ไม่ใช่ 4s² 3d⁴)

Cu มีเลขอะตอม 29 การจัดเรียงอิเล็กตรอนคือ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ (ไม่ใช่ 4s² 3d⁹)

ธาตุที่ได้รับหรือเสียอิเล็กตรอนสามารถเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอนได้

ดังนี้

1. กรณีรับอิเล็กตรอน ให้บรรจุอิเล็กตรอนตามหลักอาฟบาว

2. กรณีเสียอิเล็กตรอน ให้บรรจุตามปกติก่อน จากนั้นจึงนำอิเล็กตรอนที่อยู่ชั้นนอกสุดออก

เอกสารอ้างอิง

1. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ, 2562, เคมี เล่ม 1, ศูนย์หนังสือแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, กรุงเทพฯ.