Електронна конфігурація

	Електронна конфігурація
Зображує	електронна оболонка
	Електронна конфігурація у Вікісховищі

Схематичне зображення електронної конфігурації барію.

Електро́нна конфігура́ція — формула розташування електронів на різних електронних оболонках атома хімічного елемента.

З погляду квантової механіки, електронна конфігурація — це повний перелік одноелектронних хвильових функцій, із яких з достатнім рівнем точності можна скласти повну хвильову функцію атома (у наближенні самоузгодженого поля).

Електронна конфігурація атома значною мірою визначає його хімічні властивості.

Розрізняють:

Для молекулярної частинки — розподіл електронів, згідно з принципом Паулі, між одноелектронними хвильовими функціями (молекулярними орбіталями). Хвильова функція для даної електронної конфігурації, що є власною функцією спінових операторів S² та S_z представляє електронний стан молекули. При цьому можуть виникнути декілька електронних станів із різними мультиплетностями, наприклад, для молекули кисню характерними є синглетний та триплетний стани.
Для атома — стан, що відповідає певному заселенню атомних орбіталей атома згідно з принципом побудови, правилом Гунда та принципом Паулі. Записується як послідовність чисел електронів на кожній орбіталі або підоболонці атома. Є декілька способів такого запису. Звичайно запис підоболонок (англ. subshell notation) реєструє підоболонки в порядку збільшення енергії та числа електронів у кожній підоболонці, що зазначається суперскриптом.

Нотація

Для позначення електронної конфігурації хімічного елементу використовують назви орбіталей: s, p, d, f, g. Перед назвою орбіталі стоїть основне квантове число, а верхній індекс після позначення орбіталі вказує на те, скільки електронів є на орбіталях даного сорту.

Наприклад, для неону електронна конфігурація записується 1s²2s²2p⁶. Цей запис означає, що неон має два електрони на внутрішній s-орбіталі, 2 електрони на зовнішній s-орбіталі й 6 електронів на зовнішній p-орбіталі.

Для заліза електронну конфігурацію можна записати таким чином [Ar]3d⁶4s². Це означає, що внутрішні оболонки заліза заповнені так само, як у аргону, а решту 8 електронів розподілені так: d-оболонка заповнена не повністю, два електрони перебувають на зовнішній 4s-оболонці. На d-оболонці — 6 електронів (із можливих 10).

Розподіл електронів в атомі

Заповнення електронами атомних орбіталей підкоряється певним правилам:

Правило Паулі (заборона Паулі). В атомі не може бути двох електронів з тотожними значеннями всіх чотирьох квантових чисел.
Правило Хунда. При заповненні електронних підрівнів сумарне спінове число повинне бути максимальним. Тобто не може бути одночасно незаповненою хоча б одна комірка в підрівнях і два електрони в одній з них.
Принцип Ауфбау. Базис періодичної системи хімічних елементів, який полягає в тому, що в основному стані атома, або іона, електрон спочатку займає енергетичний рівень з найменшою доступною енергією^[1], яка визначається повним квантовим числом $w=n+3l/4$ , де $n$ — головне квантове число, яке визначає період, $l$ — азимутальне квантове число, яке визначає блок (s, p, d, f block) в структурі періодичної системи^[2].

	K	L	M	N	O		K	L	M	N	O	P		K	L	M	N	O	P	Q
₁H	1					₄₁Nb	2	8	18	12	1		₈₁Tl	2	8	18	32	18	3
₂He	2					₄₂Mo	2	8	18	13	1		₈₂Pb	2	8	18	32	18	4
₃Li	2	1				₄₃Tc	2	8	18	13	2		₈₃Bi	2	8	18	32	18	5
₄Be	2	2				₄₄Ru	2	8	18	15	1		₈₄Po	2	8	18	32	18	6
₅B	2	3				₄₅Rh	2	8	18	16	1		₈₅At	2	8	18	32	18	7
₆C	2	4				₄₆Pd	2	8	18	18	0		₈₆Rn	2	8	18	32	18	8
₇N	2	5				₄₇Ag	2	8	18	18	1		₈₇Fr	2	8	18	32	18	8	1
₈O	2	6				₄₈Cd	2	8	18	18	2		₈₈Ra	2	8	18	32	18	8	2
₉F	2	7				₄₉In	2	8	18	18	3		₈₉Ac	2	8	18	32	18	9	2
₁₀Ne	2	8				₅₀Sn	2	8	18	18	4		₉₀Th	2	8	18	32	18	10	2
₁₁Na	2	8	1			₅₁Sb	2	8	18	18	5		₉₁Pa	2	8	18	32	20	9	2
₁₂Mg	2	8	2			₅₂Te	2	8	18	18	6		₉₂U	2	8	18	32	21	9	2
₁₃Al	2	8	3			₅₃I	2	8	18	18	7		₉₃Np	2	8	18	32	22	9	2
₁₄Si	2	8	4			₅₄Xe	2	8	18	18	8		₉₄Pu	2	8	18	32	24	8	2
₁₅P	2	8	5			₅₅Cs	2	8	18	18	8	1	₉₅Am	2	8	18	32	25	8	2
₁₆S	2	8	6			₅₆Ba	2	8	18	18	8	2	₉₆Cm	2	8	18	32	25	9	2
₁₇Cl	2	8	7			₅₇La	2	8	18	18	9	2	₉₇Bk	2	8	18	32	26	9	2
₁₈Ar	2	8	8			₅₈Ce	2	8	18	19	9	2	₉₈Cf	2	8	18	32	28	8	2
₁₉K	2	8	8	1		₅₉Pr	2	8	18	21	8	2	₉₉Es	2	8	18	32	29	8	2
₂₀Ca	2	8	8	2		₆₀Nd	2	8	18	22	8	2	₁₀₀Fm	2	8	18	32	30	8	2
₂₁Sc	2	8	9	2		₆₁Pm	2	8	18	23	8	2	₁₀₁Md	2	8	18	32	31	8	2
₂₂Ti	2	8	10	2		₆₂Sm	2	8	18	24	8	2	₁₀₂No	2	8	18	32	32	8	2
₂₃V	2	8	11	2		₆₃Eu	2	8	18	25	8	2	₁₀₃Lr	2	8	18	32	32	9	2
₂₄Cr	2	8	13	1		₆₄Gd	2	8	18	25	9	2	₁₀₄Rf	2	8	18	32	32	10	2
₂₅Mn	2	8	13	2		₆₅Tb	2	8	18	27	8	2	₁₀₅Db	2	8	18	32	32	11	2
₂₆Fe	2	8	14	2		₆₆Dy	2	8	18	28	8	2	₁₀₆Sg	2	8	18	32	32	12	2
₂₇Co	2	8	15	2		₆₇Ho	2	8	18	29	8	2	₁₀₇Bh	2	8	18	32	32	13	2
₂₈Ni	2	8	16	2		₆₈Er	2	8	18	30	8	2	₁₀₈Hs	2	8	18	32	32	14	2
₂₉Cu	2	8	18	1		₆₉Tm	2	8	18	31	8	2	₁₀₉Mt	2	8	18	32	32	15	2
₃₀Zn	2	8	18	2		₇₀Yb	2	8	18	32	8	2	₁₁₀Ds	2	8	18	32	32	16	2
₃₁Ga	2	8	18	3		₇₁Lu	2	8	18	32	9	2	₁₁₁Rg	2	8	18	32	32	18	1
₃₂Ge	2	8	18	4		₇₂Hf	2	8	18	32	10	2	₁₁₂Cn	2	8	18	32	32	18	2
₃₃As	2	8	18	5		₇₃Ta	2	8	18	32	11	2	₁₁₃Nh	2	8	18	32	32	18	3
₃₄Se	2	8	18	6		₇₄W	2	8	18	32	12	2	₁₁₄Fl	2	8	18	32	32	18	4
₃₅Br	2	8	18	7		₇₅Re	2	8	18	32	13	2	₁₁₅Mc	2	8	18	32	32	18	5
₃₆Kr	2	8	18	8		₇₆Os	2	8	18	32	14	2	₁₁₆Lv	2	8	18	32	32	18	6
₃₇Rb	2	8	18	8	1	₇₇Ir	2	8	18	32	15	2	₁₁₇Ts	2	8	18	32	32	18	7
₃₈Sr	2	8	18	8	2	₇₈Pt	2	8	18	32	17	1	₁₁₈Og	2	8	18	32	32	18	8
₃₉Y	2	8	18	9	2	₇₉Au	2	8	18	32	18	1
₄₀Zr	2	8	18	10	2	₈₀Hg	2	8	18	32	18	2


Легенда
₃₅Br	d-елементи	₃₇Rb	s-елементи
₁₁₈Uuo	f-елементи	₃₉Y	p-елементи

Див. також

Примітки

↑ Kragh, Helge, '7 A Theory of the Chemical Elements', Niels Bohr and the Quantum Atom: The Bohr Model of Atomic Structure 1913—1925 (Oxford, 2012; online edn, Oxford Academic, 24 May 2012) https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780199654987.003.0007, accessed 23 Feb. 2024
↑ Kucherov, Olexandr; Mudryk, Andrey (2023). Picoscopy Discoveries of the Binary Atomic Structure. Applied Functional Materials AFM. 3 (2): 1—7.