Elektronska lupina

Elektronska lupina (tudi elektronska obla) je v atomu področje, kjer je največja verjetnost, da najdemo elektrone, ki imajo enako glavno kvantno število ($n\,\!$ ali n).

Lastnosti elektronskih lupin

Vsaka elektronska lupina lahko sprejme samo določeno največje število elektronov, ki je odvisno od glavnega kvantnega števila n. Posamezne elektronske lupine v atomu se polnijo tako, da se najprej zapolni z elektroni lupina z nižjim glavnim kvantnim številom (n = 1 oziroma največ dva elektrona). Nato sledi polnjenje naslednje lupine do največjega dovoljenega števila elektronov v lupini in tako dalje.

Kemijske lastnosti elementa določa zasedenost zunanje lupine, ki jo imenujemo tudi valenčna lupina (zasedajo jo valenčni elektroni).

Posamezne elektronske lupine v atomu označujemo s črkovnimi oznakami

• prva je lupina K ($n\,\!$ = 1)
• druga je lupina L ($n\,\!$ = 2)
• tretja je lupina M ($n\,\!$ = 3)
• četrta je lupina N ($n\,\!$ = 4)
• peta je lupina O ($n\,\!$ = 5)
• šesta je lupina P ($n\,\!$ = 6)
• sedma je lupina Q ($n\,\!$ = 7)

V vsaki lupini je teoretično lahko največ 2n² elektronov, kar pomeni, da je (sta) v lupini

• K ($n\,\!$ = 1) največ dva elektrona,
• L ($n\,\!$ = 2) največ osem elektronov,
• M ($n\,\!$ = 3) največ 18 elektronov
• N ($n\,\!$ = 4) največ 32 elektronov
• O ($n\,\!$ = 5) največ 50 elektronov (teoretično, v resnici ni nikoli doseženo)
• P ($n\,\!$ = 6) največ 72 elektronov (teoretično)
• Q ($n\,\!$ = 7) največ 98 elektronov (teoretično)

Zgornji obrazec za izračun največjega števila elektronov v lupini je samo teoretičen. V resnici se največje število doseže samo za prve štiri lupine (K, L, M, in N). Noben atom nima več kot 32 elektronov v eni lupini. Takšno izpopoplnjevanje lupin določa pravilo Klečkovskega.

To tudi pomeni, da je število lupin odvisno od števila elektronov, ki jih vsebuje atom. Primeri:

• atom vodika ima samo en elektron, ki je na lupini z $n\,\!$ = 1 (kar zapišemo kot (K)¹)
• atom helija ima dva elektrona, ki se nahajata na lupini z $n\,\!$ = 1 (kar zapišemo kot (K)²)
• atom litija ima tri elektrone, dva se nahajata na lupini $n\,\!$ = 1, eden pa v lupini ($n\,\!$ = 2 (kar zapišemo kot (K)²(L)¹)
• atom berilija ima štiri elektrone, dva sta v lupini z $n\,\!$ = 1, dva pa v lupini ($n\,\!$ = 2 (kar lahko zapišemo kot (K)²(L)²)
• itd.

Na naslednjih slikah je za nekatere elemente prikazano polnjenje elektronskih lupin v poenostevljeni obliki

• 
  vodik
• 
  helij
  (lupina je polna, žlahtni plin)
• 
  litij
• 
  berilij
• 
  bor
• 
  ogljik
• 
  dušik
• 
  kisik
• 
  fluor
• 
  neon
  (lupini sta polni, žahtni plin)
• 
  natrij
• 
  magnezij

Na podoben način se polnjenje nadaljuje tudi za ostale elemente iz periodnega sistema.

Za vse elemente iz periodnega sistema je polnjenje posameznih elektronskih lupin v različnih atomih prikazano v naslednji tabeli:

Podlupina

Vsaka elektronska lupina je sestavljena iz ene ali več podlupin.

oznaka podlupine	ℓ	max štev. elektronov	lupina, ki jo vsebuje	izvor imena
s	0	2	vsaka lupina	sharp
p	1	6	2. lupina in višje	principal
d	2	10	3. lupina in višje	diffuse
f	3	14	4. lupina in višje	fundamental
g	4	18	5. lupina in višje

Število elektronov v podlupini

	podlupina s	podlupina p	podlupina d	podlupina f	skupaj
K	2				2
L	2	6			8
M	2	6	10		18
N	2	6	10	14	32

Podlupina lahko vsebuje samo določeno maksimalno število elektronov.

• s lahko vsebuje največ 2 elektrona
• p lahko vsebuje največ 6 elektronov
• d lahko vsebuje največ 10 elektronov
• f lahko vsebuje največ 14 elektronov

Valenčna lupine

Valenčne lupine so zunanje lupine.

Pregled zasedenosti posameznih elektronskih lupin

V naslednji preglednici so prikazane zasedenosti posameznih lupin in podlupin v atomih elementov iz periodnega sistema.

atomsko število (Z)	element	število elektronov v lupinah	skupina periodnega sistema
1	vodik	1	1
2	helij	2	18
3	litij	2, 1	1
4	berilij	2, 2	2
5	bor	2, 3	13
6	ogljik	2, 4	14
7	dušik	2, 5	15
8	kisik	2, 6	16
9	fluor	2, 7	17
10	neon	2, 8	18
11	natrij	2, 8, 1	1
12	magnezij	2, 8, 2	2
13	aluminij	2, 8, 3	13
14	silicij	2, 8, 4	14
15	fosfor	2, 8, 5	15
16	žveplo	2, 8, 6	16
17	klor	2, 8, 7	17
18	argon	2, 8, 8	18
19	kalij	2, 8, 8, 1	1
20	kalcij	2, 8, 8, 2	2
21	skandij	2, 8, 9, 2	3
22	titan	2, 8, 10, 2	4
23	vanadij	2, 8, 11, 2	5
24	krom	2, 8, 13, 1	6
25	mangan	2, 8, 13, 2	7
26	železo	2, 8, 14, 2	8
27	kobalt	2, 8, 15, 2	9
28	nikelj	2, 8, 16, 2	10
29	baker	2, 8, 18, 1	11
30	cink	2, 8, 18, 2	12
31	galij	2, 8, 18, 3	13
32	germanij	2, 8, 18, 4	14
33	arzen	2, 8, 18, 5	15
34	selen	2, 8, 18, 6	16
35	brom	2, 8, 18, 7	17
36	kripton	2, 8, 18, 8	18
37	rubidij	2, 8, 18, 8, 1	1
38	stroncij	2, 8, 18, 8, 2	2
39	itrij	2, 8, 18, 9, 2	3
40	cirkonij	2, 8, 18, 10, 2	4
41	niobij	2, 8, 18, 12, 1	5
42	molibden	2, 8, 18, 13, 1	6
43	tehnecij	2, 8, 18, 13, 2	7
44	rutenij	2, 8, 18, 15, 1	8
45	rodij	2, 8, 18, 16, 1	9
46	paladij	2, 8, 18, 18	10
47	srebro	2, 8, 18, 18, 1	11
48	kadmij	2, 8, 18, 18, 2	12
49	indij	2, 8, 18, 18, 3	13
50	kositer	2, 8, 18, 18, 4	14
51	antimon	2, 8, 18, 18, 5	15
52	telur	2, 8, 18, 18, 6	16
53	jod	2, 8, 18, 18, 7	17
54	ksenon	2, 8, 18, 18, 8	18
55	cezij	2, 8, 18, 18, 8, 1	1
56	barij	2, 8, 18, 18, 8, 2	2
57	lantan	2, 8, 18, 18, 9, 2
58	cer	2, 8, 18, 19, 9, 2
59	prazeodim	2, 8, 18, 21, 8, 2
60	neodim	2, 8, 18, 22, 8, 2
61	prometij	2, 8, 18, 23, 8, 2
62	samarij	2, 8, 18, 24, 8, 2
63	evropij	2, 8, 18, 25, 8, 2
64	gadolinij	2, 8, 18, 25, 9, 2
65	terbij	2, 8, 18, 27, 8, 2
66	disprozij	2, 8, 18, 28, 8, 2
67	holmij	2, 8, 18, 29, 8, 2
68	erbij	2, 8, 18, 30, 8, 2
69	tulij	2, 8, 18, 31, 8, 2
70	iterbij	2, 8, 18, 32, 8, 2
71	lutecij	2, 8, 18, 32, 9, 2	3
72	hafnij	2, 8, 18, 32, 10, 2	4
73	tantal	2, 8, 18, 32, 11, 2	5
74	volfram	2, 8, 18, 32, 12, 2	6
75	renij	2, 8, 18, 32, 13, 2	7
76	osmij	2, 8, 18, 32, 14, 2	8
77	iridij	2, 8, 18, 32, 15, 2	9
78	platina	2, 8, 18, 32, 17, 1	10
79	zlato	2, 8, 18, 32, 18, 1	11
80	živo srebro	2, 8, 18, 32, 18, 2	12
81	talij	2, 8, 18, 32, 18, 3	13
82	svinec	2, 8, 18, 32, 18, 4	14
83	bizmut	2, 8, 18, 32, 18, 5	15
84	polonij	2, 8, 18, 32, 18, 6	16
85	astat	2, 8, 18, 32, 18, 7	17
86	radon	2, 8, 18, 32, 18, 8	18
87	francij	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1	1
88	radij	2, 8, 18, 32, 18, 8, 2	2
89	aktinij	2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
90	torij	2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
91	protaktinij	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
92	uran	2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
93	neptunij	2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
94	plutonij	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
95	americij	2, 8, 18, 32, 25, 8, 2
96	kirij	2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
97	berkelij	2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
98	kalifornij	2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
99	ajnštajnij	2, 8, 18, 32, 29, 8, 2
100	fermij	2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
101	mendelevij	2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
102	nobelij	2, 8, 18, 32, 32, 8, 2
103	lavrencij	2, 8, 18, 32, 32, 8, 3 (?)	3
104	rutherfordij	2, 8, 18, 32, 32, 10, 2	4
105	dubnij	2, 8, 18, 32, 32, 11, 2	5
106	siborgij	2, 8, 18, 32, 32, 12, 2	6
107	borij	2, 8, 18, 32, 32, 13, 2	7
108	hasij	2, 8, 18, 32, 32, 14, 2	8
109	majtnerij	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2	9
110	darmstatij	2, 8, 18, 32, 32, 17, 1	10
111	rentgenij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 1	11
112	kopernicij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 2	12
113	ununtrij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 3	13
114	ununkvadij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 4	14
115	moskovij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 5	15
116	ununheksij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 6	16
117	ununseptij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 (?)	17
118	ununoktij	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8	18