Periodiek systeem met elektronenconfiguraties

Hoe je een elektronenconfiguratie leest

Elk deel van een configuratie noemt een subschil en het aantal elektronen daarin. In 1s² 2s² 2p⁶ is het eerste getal de schil (energieniveau), de letter het type subschil en de superscript het aantal elektronen. Een s-subschil bevat maximaal 2 elektronen, p bevat er 6, d bevat er 10 en f bevat er 14, en de superscripts tellen altijd op tot het atoomnummer.

Elke subschil uitschrijven wordt lang, dus deze tabel gebruikt edelgasnotatie: het symbool van het voorgaande edelgas tussen rechte haken staat voor al zijn elektronen. Zwavel, 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴, wordt [Ne] 3s² 3p⁴. De cellen zijn gekleurd per blok en elke cel toont de configuratie van het element.

De vulvolgorde

Elektronen vullen eerst de subschillen met de laagste energie, een regel die het aufbauprincipe heet. De volgorde is 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, dus 4s wordt eerder gevuld dan 3d en 4f pas na 6s. Je hoeft haar niet uit je hoofd te leren: als je elke periode van links naar rechts leest, loop je de blokken in vulvolgorde door, van het s-blok via het f-blok (de rijen onderaan, in periode 6 en 7) en het d-blok naar het p-blok.

Deze tabel schrijft subschillen op volgorde van schilnummer en niet op vulvolgorde, dus ijzer verschijnt als [Ar] 3d⁶ 4s². Wanneer een overgangsmetaal een ion vormt, staat het eerst zijn buitenste s-elektronen af, waardoor Fe²⁺ [Ar] 3d⁶ is.

Uitzonderingen op de regels

Ongeveer twintig elementen volgen de eenvoudige vulvolgorde niet. De bekendste zijn chroom, [Ar] 3d⁵ 4s¹, en koper, [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, waarbij één elektron van 4s naar 3d gaat, zodat de d-subschil precies half of helemaal vol is. Zilver en goud volgen het patroon van koper, en palladium, [Kr] 4d¹⁰, heeft helemaal geen elektronen in de buitenste s-subschil. Configuraties voor de superzware elementen zijn berekende voorspellingen en geen metingen.

Uitgewerkt voorbeeld: chloor

De positie van een element vertelt je zijn configuratie. Op palladium na is het periodenummer de buitenste schil die elektronen bevat, en het blok vertelt je welke subschil wordt gevuld. Chloor staat in periode 3 en is het vijfde element van het p-blok, dus de configuratie eindigt op 3p⁵: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵, oftewel [Ne] 3s² 3p⁵. De superscripts tellen op tot 17, het atoomnummer van chloor, en de buitenste schil bevat 2 + 5 = 7 valentie-elektronen.