Електронният Хотел

Може би най-трудната за разбиране част от атомната структура е сегашната представа за това как електроните са разположени извън ядрото. Това може да бъде и най-трудното за картиране или описване. Студентите идват в химия удобно с идеята за електроните, обикалящи около ядрото като планети около слънце. Въпреки че тази идея е известна като невярна за близо 100 години, тя продължава да се дължи отчасти на лекотата, с която хората могат да се отнасят към нея. За да помогне на студентите да схванат понятието електрони, движещи се в триизмерно пространство, подредено чрез увеличаване на потенциалната енергия и описано от облаците вероятност, аналогията е полезна.

Електрони с най-малко потенциална енергия се намират в близост до ядрото. Тъй като разстоянието между ядрото и електроните се увеличава, потенциалната енергия също се увеличава. Когато студентите могат да се изкушат да говорят за "пръстени" на електрони, електроните всъщност са подредени в енергийни нива и подложки. Подлепите са орбитални комплекси , облаци от пространство, които предсказват вероятността от 90% да се намери електронът . Тези вероятностни облаци се определят математически.

Макар че не е перфектна аналогия, това може да се оприличи на електронен хотел. Етажите на хотела ще представляват енергийни нива, всеки по-далече от приземния етаж или от ядрото. Всеки етаж ще има крила, които са подлези, а в крилата са стаи, или орбитални. Една стая може да съдържа 0, 1 или 2 електрона. Хотелът ще запълни помещенията, крилата и подовете в ред на нарастващата енергия, точно както принципът Aufbau описва натрупването на електрони според енергията. Създаването на визуално представяне на тази сложна идея помага на учениците да преминат от несъвършения модел на атома на слънчевата система към по-сложен (но по-точен) модел, основаващ се на вероятност.