Czym Jest Konfiguracja Elektronowa?
Konfiguracja elektronowa opisuje, jak elektrony są rozmieszczone w orbitalach atomu. Określa właściwości chemiczne, reaktywność i zachowanie wiązania pierwiastka. Na przykład konfiguracja węgla to $1s^2\, 2s^2\, 2p^2$, co oznacza, że ma 2 elektrony w orbitalu 1s, 2 w 2s i 2 w 2p.
Jak Obliczyć Konfigurację Elektronową
Postępuj według tych kroków, aby określić konfigurację elektronową dowolnego pierwiastka:
Liczba atomowa (Z) mówi, ile elektronów znajduje się w obojętnym atomie. Na przykład żelazo ma Z = 26, więc ma 26 elektronów.
Elektrony zapełniają orbitale od najniższego do najwyższego poziomu energii. Użyj poniższego diagramu, aby zapamiętać kolejność:
Postępuj według ukośnych strzałek od góry-prawej do dołu-lewej
Sekwencja zapełniania to: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p
Każda podpowłoka ma maksymalną pojemność:
| Podpowłoka | Liczba Orbitali | Maksymalna Liczba Elektronów |
|---|---|---|
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
| f | 7 | 14 |
Napisz każdą podpowłokę z liczbą elektronów jako indeks górny. Na przykład tlen (Z = 8) ma konfigurację $1s^2\, 2s^2\, 2p^4$.
Ręczne obliczenia działają dla prostych pierwiastków, ale stają się złożone dla metali przejściowych i jonów. Użyj naszego kalkulatora powyżej, aby uzyskać natychmiastowe, dokładne wyniki dla dowolnego pierwiastka lub jonu, w tym wszystkich wyjątków!
Szczegółowe Przykłady
Przykład 1: Węgiel (Z = 6)
Węgiel ma 6 elektronów. Postępując według kroków:
- Liczba atomowa: Z = 6, więc 6 elektronów
- Zapełnij w kolejności: 1s (2 elektrony) → 2s (2 elektrony) → 2p (2 elektrony)
- Napisz konfigurację: $1s^2\, 2s^2\, 2p^2$
Przykład 2: Żelazo (Z = 26)
Żelazo ma 26 elektronów:
- Zapełnij orbitale: 1s² (2) → 2s² (4) → 2p⁶ (10) → 3s² (12) → 3p⁶ (18) → 4s² (20) → 3d⁶ (26)
- Pełna konfiguracja: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^6$
- Notacja gazu szlachetnego: $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^6$
Jak Działa Ten Kalkulator Konfiguracji Elektronowej
Kalkulator automatyzuje cały proces:
- Wybierz dowolny pierwiastek z menu rozwijanego lub kliknij interaktywny układ okresowy
- Wybierz ładunek dla obojętnych atomów lub jonów (kationy i aniony od -5 do +5)
- Uzyskaj natychmiastowe wyniki w tym pełną konfigurację elektronową, notację gazu szlachetnego, rozmieszczenie powłok i właściwości magnetyczne
- Automatyczna obsługa wyjątków dla pierwiastków takich jak chrom, miedź, molibden, srebro, złoto i palad
Idealny dla studentów sprawdzających prace domowe, nauczycieli przygotowujących lekcje lub chemików potrzebujących szybkich danych referencyjnych.
Notacja Gazu Szlachetnego: Metoda Skrócona
Notacja gazu szlachetnego używa symbolu poprzedniego gazu szlachetnego w nawiasach kwadratowych do reprezentacji elektronów rdzenia. Ta skrócona forma wyróżnia tylko elektrony walencyjne zaangażowane w wiązanie chemiczne.
Przykład: Żelazo (Fe)
Pełna konfiguracja: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^6$
Poprzedni gaz szlachetny: Argon (Ar) ma konfigurację $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6$
Notacja gazu szlachetnego: $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^6$
Przykład: Złoto (Au)
Pełna konfiguracja: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^6\, 5s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6s^1$
Poprzedni gaz szlachetny: Ksenon (Xe)
Notacja gazu szlachetnego: $[\text{Xe}]\, 6s^1\, 4f^{14}\, 5d^{10}$
Konfiguracja Elektronowa Jonów (Kationy i Aniony)
Kiedy atomy zyskują lub tracą elektrony, tworząc jony, ich konfiguracje elektronowe się zmieniają. Kluczowa zasada: dla metali przejściowych usuń elektrony 4s przed elektronami 3d przy tworzeniu kationów.
Studenci często usuwają elektrony z 3d przed 4s przy tworzeniu kationów. To jest nieprawidłowe! Chociaż 4s zapełnia się jako pierwszy, ma wyższą energię, gdy 3d zaczyna się zapełniać, więc elektrony 4s są usuwane jako pierwsze.
Przykład 1: Jon Żelaza(II) (Fe²⁺)
Obojętne Fe: $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^6$
Usuń 2 elektrony: Usuń z 4s najpierw (nie z 3d!)
Konfiguracja Fe²⁺: $[\text{Ar}]\, 3d^6$
Przykład 2: Jon Chlorkowy (Cl⁻)
Obojętne Cl: $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^5$
Dodaj 1 elektron: Dodaj do orbitalu 3p
Konfiguracja Cl⁻: $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^6$ (identyczna z argonem)
Wyjątki od Zasady Aufbau
Wiele pierwiastków ma konfiguracje elektronowe, które odbiegają od przewidywanej kolejności Aufbau. Te wyjątki występują, ponieważ podpowłoki na wpół zapełnione ($d^5$, $f^7$) i całkowicie zapełnione ($d^{10}$, $f^{14}$) mają dodatkową stabilność dzięki energii wymiany i symetrycznemu rozmieszczeniu elektronów.
| Pierwiastek | Z | Przewidywana Konfiguracja | Rzeczywista Konfiguracja |
|---|---|---|---|
| Chrom | 24 | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^4$ | $[\text{Ar}]\, 4s^1\, 3d^5$ |
| Miedź | 29 | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^9$ | $[\text{Ar}]\, 4s^1\, 3d^{10}$ |
| Molibden | 42 | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^4$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^5$ |
| Srebro | 47 | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^9$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^{10}$ |
| Złoto | 79 | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^9$ | $[\text{Xe}]\, 6s^1\, 4f^{14}\, 5d^{10}$ |
| Palad | 46 | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^8$ | $[\text{Kr}]\, 4d^{10}$ |
Dlaczego Chrom to $4s^1\, 3d^5$ Zamiast $4s^2\, 3d^4$
Chrom promuje jeden elektron 4s do 3d, aby osiągnąć na wpół zapełnioną podpowłokę 3d ($3d^5$). Ta konfiguracja ma maksymalną energię wymiany i symetryczne rozmieszczenie elektronów, czyniąc ją bardziej stabilną niż przewidywana konfiguracja $4s^2\, 3d^4$.
Jak Konfiguracja Elektronowa Łączy się z Układem Okresowym
Układ okresowy jest zorganizowany zgodnie z konfiguracją elektronową. Każdy blok odpowiada podpowłoce, która jest zapełniana elektronami.
| Blok | Zapełniana Podpowłoka | Grupy | Pierwiastki |
|---|---|---|---|
| Blok s | ns | 1-2 (i He) | Metale alkaliczne, ziem alkalicznych, H, He |
| Blok p | np | 13-18 | Grupa boru do gazów szlachetnych |
| Blok d | (n-1)d | 3-12 | Metale przejściowe |
| Blok f | (n-2)f | — | Lantanowce i aktynowce |
Pierwiastki w tej samej grupie mają podobne konfiguracje elektronów walencyjnych, co wyjaśnia, dlaczego mają podobne właściwości chemiczne. Na przykład wszystkie pierwiastki Grupy 1 (metale alkaliczne) mają jeden elektron walencyjny w orbitalu s.
Zrozumienie Powłok: K, L, M, N
Elektrony są zorganizowane w powłoki oznaczone K, L, M, N, O, P i Q, odpowiadające głównym liczbom kwantowym $n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7$. Każda powłoka może pomieścić maksymalnie $2n^2$ elektronów.
| Powłoka | Główna Liczba Kwantowa (n) | Maksymalna Liczba Elektronów ($2n^2$) |
|---|---|---|
| K | 1 | 2 |
| L | 2 | 8 |
| M | 3 | 18 |
| N | 4 | 32 |
| O | 5 | 50 |
| P | 6 | 72 |
| Q | 7 | 98 |
Rozmieszczenie Powłok dla Żelaza (Fe)
Konfiguracja: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^6$
Grupuj według powłoki:
- Powłoka K (n=1): 1s² = 2 elektrony
- Powłoka L (n=2): 2s² + 2p⁶ = 8 elektronów
- Powłoka M (n=3): 3s² + 3p⁶ + 3d⁶ = 14 elektronów
- Powłoka N (n=4): 4s² = 2 elektrony
Rozmieszczenie powłok: K=2, L=8, M=14, N=2
Pierwiastki Paramagnetyczne vs Diamagnetyczne
Właściwości magnetyczne pierwiastka zależą od tego, czy ma niesparowane elektrony. Możesz to określić bezpośrednio z konfiguracji elektronowej, używając Reguły Hunda.
| Właściwość | Niesparowane Elektrony | Zachowanie w Polu Magnetycznym | Przykłady |
|---|---|---|---|
| Paramagnetyczny | Jeden lub więcej | Przyciągany przez pole magnetyczne | Fe, O, Cu²⁺, Mn²⁺ |
| Diamagnetyczny | Zero (wszystkie sparowane) | Słabo odpychany przez pole magnetyczne | Zn, Ne, Na⁺, Cl⁻ |
Przykład: Żelazo (Fe) jest Paramagnetyczne
Konfiguracja: $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^6$
Podpowłoka 3d ma 5 orbitali i 6 elektronów. Według Reguły Hunda, 4 elektrony zajmują oddzielne orbitale z równoległymi spinami, a 1 orbital ma parę. To pozostawia 4 niesparowane elektrony, czyniąc żelazo silnie paramagnetycznym.
Przykład: Cynk (Zn) jest Diamagnetyczny
Konfiguracja: $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}$
Zarówno podpowłoka 4s, jak i 3d są całkowicie zapełnione, co oznacza, że wszystkie elektrony są sparowane. Cynk ma zero niesparowanych elektronów i jest diamagnetyczny.
Kompletna Tabela Konfiguracji Elektronowej
Poniżej znajduje się kompletna tabela konfiguracji elektronowych dla wszystkich 118 znanych pierwiastków. Użyj kalkulatora powyżej, aby zbadać jony i uzyskać dodatkowe właściwości, takie jak rozmieszczenie powłok i zachowanie magnetyczne.
| Z | Symbol | Nazwa | Pełna Konfiguracja | Notacja Gazu Szlachetnego |
|---|---|---|---|---|
| 1 | H | Wodór | $1s^1$ | $1s^1$ |
| 2 | He | Hel | $1s^2$ | $1s^2$ |
| 3 | Li | Lit | $1s^2\, 2s^1$ | $[\text{He}]\, 2s^1$ |
| 4 | Be | Beryl | $1s^2\, 2s^2$ | $[\text{He}]\, 2s^2$ |
| 5 | B | Bor | $1s^2\, 2s^2\, 2p^1$ | $[\text{He}]\, 2s^2\, 2p^1$ |
| 6 | C | Węgiel | $1s^2\, 2s^2\, 2p^2$ | $[\text{He}]\, 2s^2\, 2p^2$ |
| 7 | N | Azot | $1s^2\, 2s^2\, 2p^3$ | $[\text{He}]\, 2s^2\, 2p^3$ |
| 8 | O | Tlen | $1s^2\, 2s^2\, 2p^4$ | $[\text{He}]\, 2s^2\, 2p^4$ |
| 9 | F | Fluor | $1s^2\, 2s^2\, 2p^5$ | $[\text{He}]\, 2s^2\, 2p^5$ |
| 10 | Ne | Neon | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6$ | $[\text{He}]\, 2s^2\, 2p^6$ |
| 11 | Na | Sód | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^1$ | $[\text{Ne}]\, 3s^1$ |
| 12 | Mg | Magnez | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2$ | $[\text{Ne}]\, 3s^2$ |
| 13 | Al | Glin | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^1$ | $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^1$ |
| 14 | Si | Krzem | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^2$ | $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^2$ |
| 15 | P | Fosfor | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^3$ | $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^3$ |
| 16 | S | Siarka | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^4$ | $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^4$ |
| 17 | Cl | Chlor | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^5$ | $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^5$ |
| 18 | Ar | Argon | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6$ | $[\text{Ne}]\, 3s^2\, 3p^6$ |
| 19 | K | Potas | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^1$ | $[\text{Ar}]\, 4s^1$ |
| 20 | Ca | Wapń | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2$ |
| 21 | Sc | Skand | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^1$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^1$ |
| 22 | Ti | Tytan | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^2$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^2$ |
| 23 | V | Wanad | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^3$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^3$ |
| 24 | Cr | Chrom | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^1\, 3d^5$ | $[\text{Ar}]\, 4s^1\, 3d^5$ |
| 25 | Mn | Mangan | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^5$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^5$ |
| 26 | Fe | Żelazo | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^6$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^6$ |
| 27 | Co | Kobalt | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^7$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^7$ |
| 28 | Ni | Nikiel | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^8$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^8$ |
| 29 | Cu | Miedź | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^1\, 3d^{10}$ | $[\text{Ar}]\, 4s^1\, 3d^{10}$ |
| 30 | Zn | Cynk | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}$ |
| 31 | Ga | Gal | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^1$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^1$ |
| 32 | Ge | German | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^2$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^2$ |
| 33 | As | Arsen | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^3$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^3$ |
| 34 | Se | Selen | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^4$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^4$ |
| 35 | Br | Brom | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^5$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^5$ |
| 36 | Kr | Krypton | $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^6$ | $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^6$ |
| 37 | Rb | Rubid | $[\text{Kr}]\, 5s^1$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1$ |
| 38 | Sr | Stront | $[\text{Kr}]\, 5s^2$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2$ |
| 39 | Y | Itr | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^1$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^1$ |
| 40 | Zr | Cyrkon | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^2$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^2$ |
| 41 | Nb | Niob | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^4$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^4$ |
| 42 | Mo | Molibden | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^5$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^5$ |
| 43 | Tc | Technet | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^5$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^5$ |
| 44 | Ru | Rut | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^7$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^7$ |
| 45 | Rh | Rod | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^8$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^8$ |
| 46 | Pd | Palad | $[\text{Kr}]\, 4d^{10}$ | $[\text{Kr}]\, 4d^{10}$ |
| 47 | Ag | Srebro | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^{10}$ | $[\text{Kr}]\, 5s^1\, 4d^{10}$ |
| 48 | Cd | Kadm | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}$ |
| 49 | In | Ind | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^1$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^1$ |
| 50 | Sn | Cyna | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^2$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^2$ |
| 51 | Sb | Antymon | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^3$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^3$ |
| 52 | Te | Tellur | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^4$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^4$ |
| 53 | I | Jod | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^5$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^5$ |
| 54 | Xe | Ksenon | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^6$ | $[\text{Kr}]\, 5s^2\, 4d^{10}\, 5p^6$ |
| 55 | Cs | Cez | $[\text{Xe}]\, 6s^1$ | $[\text{Xe}]\, 6s^1$ |
| 56 | Ba | Bar | $[\text{Xe}]\, 6s^2$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2$ |
| 57 | La | Lantan | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 5d^1$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 5d^1$ |
| 58 | Ce | Cer | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^1\, 5d^1$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^1\, 5d^1$ |
| 59 | Pr | Prazeodym | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^3$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^3$ |
| 60 | Nd | Neodym | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^4$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^4$ |
| 61 | Pm | Promet | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^5$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^5$ |
| 62 | Sm | Samar | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^6$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^6$ |
| 63 | Eu | Europ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^7$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^7$ |
| 64 | Gd | Gadolin | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^7\, 5d^1$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^7\, 5d^1$ |
| 65 | Tb | Terb | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^9$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^9$ |
| 66 | Dy | Dysproz | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{10}$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{10}$ |
| 67 | Ho | Holm | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{11}$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{11}$ |
| 68 | Er | Erb | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{12}$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{12}$ |
| 69 | Tm | Tul | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{13}$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{13}$ |
| 70 | Yb | Iterb | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}$ |
| 71 | Lu | Lutet | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^1$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^1$ |
| 72 | Hf | Hafn | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^2$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^2$ |
| 73 | Ta | Tantal | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^3$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^3$ |
| 74 | W | Wolfram | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^4$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^4$ |
| 75 | Re | Ren | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^5$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^5$ |
| 76 | Os | Osm | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^6$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^6$ |
| 77 | Ir | Iryd | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^7$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^7$ |
| 78 | Pt | Platyna | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^8$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^8$ |
| 79 | Au | Złoto | $[\text{Xe}]\, 6s^1\, 4f^{14}\, 5d^{10}$ | $[\text{Xe}]\, 6s^1\, 4f^{14}\, 5d^{10}$ |
| 80 | Hg | Rtęć | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}$ |
| 81 | Tl | Tal | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^1$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^1$ |
| 82 | Pb | Ołów | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^2$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^2$ |
| 83 | Bi | Bizmut | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^3$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^3$ |
| 84 | Po | Polon | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^4$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^4$ |
| 85 | At | Astat | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^5$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^5$ |
| 86 | Rn | Radon | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^6$ | $[\text{Xe}]\, 6s^2\, 4f^{14}\, 5d^{10}\, 6p^6$ |
| 87 | Fr | Frans | $[\text{Rn}]\, 7s^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^1$ |
| 88 | Ra | Rad | $[\text{Rn}]\, 7s^2$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2$ |
| 89 | Ac | Aktyn | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 6d^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 6d^1$ |
| 90 | Th | Tor | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 6d^2$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 6d^2$ |
| 91 | Pa | Protaktyn | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^2\, 6d^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^2\, 6d^1$ |
| 92 | U | Uran | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^3\, 6d^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^3\, 6d^1$ |
| 93 | Np | Neptun | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^4\, 6d^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^4\, 6d^1$ |
| 94 | Pu | Pluton | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^6$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^6$ |
| 95 | Am | Ameryk | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^7$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^7$ |
| 96 | Cm | Kiur | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^7\, 6d^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^7\, 6d^1$ |
| 97 | Bk | Berkel | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^9$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^9$ |
| 98 | Cf | Kaliforn | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{10}$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{10}$ |
| 99 | Es | Einstein | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{11}$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{11}$ |
| 100 | Fm | Ferm | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{12}$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{12}$ |
| 101 | Md | Mendelew | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{13}$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{13}$ |
| 102 | No | Nobel | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}$ |
| 103 | Lr | Larens | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 7p^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 7p^1$ |
| 104 | Rf | Rutherford | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^2$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^2$ |
| 105 | Db | Dubn | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^3$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^3$ |
| 106 | Sg | Seaborg | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^4$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^4$ |
| 107 | Bh | Bohr | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^5$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^5$ |
| 108 | Hs | Has | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^6$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^6$ |
| 109 | Mt | Meitner | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^7$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^7$ |
| 110 | Ds | Darmstadt | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^8$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^8$ |
| 111 | Rg | Roentgen | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^9$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^9$ |
| 112 | Cn | Kopernik | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}$ |
| 113 | Nh | Nihon | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^1$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^1$ |
| 114 | Fl | Flerow | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^2$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^2$ |
| 115 | Mc | Moskw | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^3$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^3$ |
| 116 | Lv | Livermor | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^4$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^4$ |
| 117 | Ts | Tenes | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^5$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^5$ |
| 118 | Og | Oganeson | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^6$ | $[\text{Rn}]\, 7s^2\, 5f^{14}\, 6d^{10}\, 7p^6$ |
Najczęściej Zadawane Pytania
Jak znaleźć konfigurację elektronową pierwiastka?
Znajdź liczbę atomową pierwiastka, która jest równa liczbie elektronów w obojętnym atomie. Następnie zapełnij orbitale w kolejności Aufbau (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, itd.), aż wszystkie elektrony zostaną umieszczone, przestrzegając pojemności każdej podpowłoki (s=2, p=6, d=10, f=14). Powyższy kalkulator automatyzuje ten proces dla wszystkich 118 pierwiastków.
Dlaczego chrom ma 4s¹ 3d⁵ zamiast 4s² 3d⁴?
Chrom jest wyjątkiem od Zasady Aufbau, ponieważ na wpół zapełniona podpowłoka 3d ($3d^5$) ma dodatkową stabilność dzięki energii wymiany i symetrycznemu rozmieszczeniu elektronów. Energia zyskana z tej stabilności przewyższa koszt energetyczny promowania jednego elektronu z 4s do 3d. Podobne wyjątki występują dla miedzi, molibdenu, srebra i złota.
Jak napisać konfigurację elektronową dla jonów?
Dla kationów (jonów dodatnich) usuń elektrony z konfiguracji obojętnego atomu, zaczynając od najwyższej głównej liczby kwantowej $n$ jako pierwszej. Dla metali przejściowych oznacza to usunięcie elektronów 4s przed elektronami 3d. Dla anionów (jonów ujemnych) dodaj elektrony do następnego dostępnego orbitalu, postępując zgodnie z kolejnością Aufbau. Powyższy kalkulator automatycznie obsługuje zarówno kationy, jak i aniony.
Czym jest notacja gazu szlachetnego?
Notacja gazu szlachetnego (nazywana również skondensowaną lub skróconą konfiguracją elektronową) używa symbolu poprzedniego gazu szlachetnego w nawiasach kwadratowych do reprezentacji elektronów rdzenia. Na przykład pełna konfiguracja żelaza to $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^6$, ale w notacji gazu szlachetnego jest zapisana jako $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^6$. Ta notacja jest krótsza i wyróżnia tylko elektrony walencyjne zaangażowane w wiązanie.
Czym są elektrony walencyjne?
Elektrony walencyjne to elektrony w najbardziej zewnętrznej powłoce (najwyższa główna liczba kwantowa $n$) atomu. Te elektrony są zaangażowane w wiązanie chemiczne i określają właściwości chemiczne pierwiastka. Dla pierwiastków grupy głównej liczba elektronów walencyjnych jest równa numerowi grupy (dla Grup 1-2) lub numerowi grupy minus 10 (dla Grup 13-18).
Co sprawia, że pierwiastek jest paramagnetyczny vs diamagnetyczny?
Pierwiastek jest paramagnetyczny, jeśli ma jeden lub więcej niesparowanych elektronów, powodując, że jest przyciągany przez pole magnetyczne. Pierwiastek jest diamagnetyczny, jeśli wszystkie jego elektrony są sparowane, powodując, że jest słabo odpychany przez pole magnetyczne. Możesz to określić z konfiguracji elektronowej, używając Reguły Hunda: jeśli jakakolwiek podpowłoka ma niesparowane elektrony, pierwiastek jest paramagnetyczny.
Dlaczego elektrony 4s są usuwane przed 3d w kationach?
Chociaż 4s zapełnia się przed 3d podczas budowania atomu (ponieważ 4s ma niższą energię, gdy jest pusty), gdy 3d zaczyna się zapełniać, elektrony 3d faktycznie mają niższą energię niż 4s. Podczas tworzenia kationów elektrony są usuwane z najwyższego poziomu energii jako pierwsze, którym jest 4s. Dlatego Fe²⁺ to $[\text{Ar}]\, 3d^6$, nie $[\text{Ar}]\, 4s^2\, 3d^4$.
Ile elektronów może pomieścić każdy orbital?
Każdy pojedynczy orbital może pomieścić maksymalnie 2 elektrony o przeciwnych spinach (Zasada Wykluczenia Pauliego). Każda podpowłoka zawiera określoną liczbę orbitali: s ma 1 orbital (mieści 2 elektrony), p ma 3 orbitale (mieści 6 elektronów), d ma 5 orbitali (mieści 10 elektronów), a f ma 7 orbitali (mieści 14 elektronów).
Referencje
Wzory, przykłady i dane przedstawione w tym kalkulatorze opierają się na ustalonych zasadach chemii kwantowej z następujących źródeł: