Periodiskt system med elektronkonfigurationer

Så läser du en elektronkonfiguration

Varje del av en konfiguration anger ett delskal och antalet elektroner i det. I 1s² 2s² 2p⁶ är det första talet skalet (energinivån), bokstaven är typen av delskal och exponenten är antalet elektroner. Ett s-delskal rymmer upp till 2 elektroner, p rymmer 6, d rymmer 10 och f rymmer 14, och exponenterna summerar alltid till atomnumret.

Att skriva ut varje delskal blir långt, så den här tabellen använder ädelgasförkortning: symbolen för den föregående ädelgasen inom hakparentes står för alla dess elektroner. Svavel, 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴, blir [Ne] 3s² 3p⁴. Cellerna är färgade efter block och var och en visar grundämnets konfiguration.

Fyllningsordningen

Elektroner fyller delskalen med lägst energi först, en regel som kallas uppbyggnadsprincipen (aufbau). Ordningen är 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, så 4s fylls före 3d och 4f först efter 6s. Du behöver inte lära dig den utantill: om du läser varje period från vänster till höger går du genom blocken i fyllningsordning, från s-blocket via f-blocket (raderna längst ner, i period 6 och 7) och d-blocket till p-blocket.

Den här tabellen skriver delskalen i skalnummerordning snarare än i fyllningsordning, så järn visas som [Ar] 3d⁶ 4s². När en övergångsmetall bildar en jon avger den sina yttre s-elektroner först, vilket gör Fe²⁺ till [Ar] 3d⁶.

Undantag från reglerna

Ungefär tjugo grundämnen följer inte den enkla fyllningsordningen. De mest kända är krom, [Ar] 3d⁵ 4s¹, och koppar, [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, där en elektron flyttas från 4s till 3d så att d-delskalet blir exakt halvfyllt eller helt fyllt. Silver och guld följer kopparens mönster, och palladium, [Kr] 4d¹⁰, har inga elektroner alls i sitt yttersta s-delskal. Konfigurationerna för de supertunga grundämnena är beräknade förutsägelser snarare än mätningar.

Räkneexempel: klor

Ett grundämnes placering talar om dess konfiguration. Bortsett från palladium är periodnumret det yttersta skal som innehåller elektroner, och blocket talar om vilket delskal som fylls. Klor står i period 3 och är det femte grundämnet i p-blocket, så dess konfiguration slutar på 3p⁵: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵, eller [Ne] 3s² 3p⁵. Exponenterna summerar till 17, klors atomnummer, och dess yttre skal rymmer 2 + 5 = 7 valenselektroner.