Redigerer Elektronskall (avsnitt)

=== Bohr-Sommerfeld-kvantisering===

Bohrs opprinnelige kvantisering av dreieimpulsen for et elektron i hydrogenatomet ble i [[1916]] generalisert av den tyske fysiker [[Arnold Sommerfeld]]. Metoden er senere blitt kalt for [[Bohr-Sommerfeld-kvantisering]]. Den medfører at en elektronbane i alminnelighet er en [[ellipse]] karakterisert ved to [[kvantetall]]. Hovedkvantetallet {{nowrap|''n'' {{=}} 1,2,3,4...}}  angir angir størrelsen til hovedaksen ''a'' til ellipsen samt den kvantiserte energien til elektronet på samme måte som i den opprinnelige [[Bohrs atommodell|modellen til Bohr]]. Det tillegg kommer et asimutalt kvantetall {{nowrap|''k'' {{=}} 1,2,3,...,''n''}} som avhenger av den totale dreieimpulsen til elektronet. Det angir også ellipsebanens form idet forholdet mellom dens hovedakser er {{nowrap|''b/a {{=}} k/n''}}. Sirkulære baner har ''k = n'', og de mest eksentriske har {{nowrap|''k'' {{=}} 1}}. Til slutt kommer det magnetiske kvantetallet ''m'' som tar positive og negative, heltallige verdier |''m''&nbsp;| ≤ ''k''. Det angir ellipsens orientering i rommet, for eksempel i forhold til et ytre [[magnetisk felt|magnetfelt]] som atomet kunne befinne seg i.

Den nye kvantiseringen sa ingenting om hvor mange elektroner som kunne befinne seg på ellipsene beskrevet ved kvantetallene ''n'' og ''k''. Men det var klart at for å unngå kollisjoner mellom elektronene, kunne ikke ellipsene befinne seg i samme plan, men befinne seg i det tredimensjonale rommet rundt atomkjernen og med denne som brennpunkt hvor de sies å befinne seg i forskjellige '''elektronskall'''. Elektronene med ''n'' = 1 tilhører K-skallet, ''n'' = 2 tilhører L-skallet og så videre. Hvert slikt hovedskall består av ett eller flere underskall med forskjellige verdier for kvantetallet ''k''. Betegnes disse ved ''n<sub>k</sub>'', består for eksempel L-skallet av underskallene 2<sub>1</sub> som er en ellipse, og 2<sub>2</sub> som er en sirkel.

Rundt [[1920]] etter [[første verdenskrig]] var slutt, tok debatten seg opp igjen hvordan elektronene var fordelt over disse skallene. I sitt foredrag i [[1922]] ved mottakelsen av [[Nobelprisen i fysikk]] kunne Bohr presentere elektronkonfigurasjoner for de fleste av atomene i [[periodesystemet]].<ref>N. Bohr, [https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/bohr-lecture.pdf ''The structure of the atom''], Nobel lecture, Stockholm (1922).</ref> Helium har to elektroner i den minste banen {{nowrap|1<sub>1</sub>}} og den tilsvarende konfigurasjonen ble skrevet som {{nowrap|[He] {{=}} (1<sub>1</sub>)<sup>2</sup>}}. Med samme notasjon har da [[litium]] konfigurasjonen {{nowrap|[Li] {{=}} (1<sub>1</sub>)<sup>2</sup>(2<sub>1</sub>)<sup>1</sup>}}, mens [[beryllium]] har {{nowrap|[Be] {{=}} (1<sub>1</sub>)<sup>2</sup>(2<sub>1</sub>)<sup>2</sup>}}. Det siste elementet i denne perioden er [[neon]] med konfigurasjonen {{nowrap|[Ne] {{=}} [He](2<sub>1</sub>)<sup>4</sup>(2<sub>2</sub>)<sup>4</sup>}}. Bohr hadde ingen sterke argument for at hvert underskall i L-skallet skulle ha fire elektroner. Neste element i [[periodesystemet]] er [[natrium]] som skulle være [Na] = [Ne](3<sub>1</sub>)<sup>1</sup>, mens det siste i denne perioden er [[argon]] med konfigurasjonen {{nowrap|[Ar] {{=}} [Ne](3<sub>1</sub>)<sup>4</sup>(3<sub>2</sub>)<sup>4</sup>}}. Dermed har både neon og argon samme, ytre elektronkonfigurasjon med åtte elektroner, noe som også karakteriserer de tyngre [[edelgass]]ene. Det tyngste atomet Bohr på denne måten bygde opp, hadde [[atomnummer]] A = 118 og var på den tiden selvfølgelig ikke kjent.