Är valenselektroner alltid längst ut?

Det där med ”längst ut” fungerar inte riktigt inom orbitalteori. Man pratar om energinivåer och sannolikheten att elektronen befinner sig på en viss plats. För övergångsmetallerna är det dessutom ännu krångligare eftersom deras d-orbitaler kan delta i reaktioner även fast elektronerna där inte alltid räknas som valenselektroner. Hela modellen med valenselektroner på bestämda avstånd från kärnan fungerar dåligt för dessa ämnen. Kanske inte så konstigt egentligen eftersom varken valenselektroner, skal eller banor existerar i verkligheten. Det är bara en modell av verkligheten som inte alltid stämmer.

Förr i världen använde man Niels Bohrs atommodell från 1913 eller när det var.
Den var ett stort genombrott på sin tid. Nu hängde fysik och kemi ihop!

I Bohrs modell ligger elektronerna i prydliga nivåer,
i bestämda cirkulära banor, som satelliter runt atomkärnan.
Här är det bara det yttersta lagret som innehåller valenselektroner
(eller valenshål? luckor att kunna,  fyllas med elektroner utifrån tills skalet är fyllt).
Grovt talat.

Så här drygt ett sekel senare har man mer förfinade modeller.
Vilken atommodell använder man i gymnasiet i dag?

Hur förklarade man Cu²⁺ i gymnasiet vid mitten av 1900-talet?

Arktos skrev:

Vilken atommodell använder man i gymnasiet i dag?

Man använder Bohrs atommodell än idag med förbehållet att "den inte alltid stämmer". Bohrs modell används inte minst när man ska förklara kemisk bindning då man pratar om elektronskal, valenselektroner, ädelgasstruktur, oktettregeln o.s.v. Sen går man även igenom den kvantmekaniska atommodellen med orbitaler men använder den inte i så många tillämpningar. I vissa fall stöter man dock på problem även inom gymnasiekemin där Bohrs modell fungerar dåligt och där elever ofta har frågor, t.ex.:

• Varför har övergångsmetallernas joner de laddningar de har?
• Varför har svavelatomen 12 valenselektroner i sulfatjonen när det bara finns plats för åtta?
• Varför innehåller M-skalet bara åtta elektroner när det finns plats för 18 st?
• Hur fungerar metallbindning?

Ingen av dessa frågor går att besvara genom att använda Bohrs atommodell, varför svaret ofta blir "det bara är så, ni får veta mer om ni läser kemi på universitetet". Tyvärr tror jag det gör att en del gymnasieelever uppfattar kemi som svårt och kanske delvis tappar intresset när de får det svaret. Det är dock svårt att ge tillfredsställande svar på dessa frågor även när man läser universitetskemi. Kvantkemi är väldigt beräkningstungt och svårt att visualisera/greppa så man tittar främst på enklare exempel, t.ex. väteatomen.