پیکربندی الکترونیکی یک اتم جدول ساختار اتم اکسیژن سلول های کوانتومی عناصر شیمیایی

نماد لوئیس: نمودار الکترونی: یک الکترون منفرد از یک اتم هیدروژن می تواند تنها در تشکیل یک پیوند شیمیایی با اتم های دیگر شرکت کند: تعداد پیوندهای کووالانسی ، که یک اتم در یک ترکیب معین تشکیل می دهد، آن را مشخص می کند ظرفیت . در تمام ترکیبات، اتم هیدروژن تک ظرفیتی است. هلیوم هلیم مانند هیدروژن عنصری از دوره اول است. در تنها لایه کوانتومی خود یکی دارد س-اوربیتالی حاوی دو الکترون با اسپین های ضد موازی (جفت الکترون تنها). نماد لوئیس: نه:. پیکربندی الکترونیکی 1 س 2، نمایش گرافیکی آن: هیچ الکترون جفت نشده در اتم هلیوم وجود ندارد، هیچ اوربیتال آزاد وجود ندارد. سطح انرژی او کامل است. اتم هایی با یک لایه کوانتومی کامل نمی توانند با اتم های دیگر پیوند شیمیایی ایجاد کنند. آنها نامیده می شوند نجیب یا گازهای بی اثر. هلیوم اولین نماینده آنهاست. دوره دوم لیتیوم اتم های همه عناصر دومیندوره دارند دوسطوح انرژی لایه کوانتومی داخلی سطح انرژی کامل اتم هلیوم است. همانطور که در بالا نشان داده شده است، پیکربندی آن مانند 1 است س 2، اما از نماد اختصاری نیز می توان برای نشان دادن آن استفاده کرد: . در برخی منابع ادبی [K] (با نام اولین پوسته الکترونی) تعیین شده است. دومین لایه کوانتومی لیتیوم شامل چهار اوربیتال (22 = 4): یکی سو سه آر.پیکربندی الکترونیکی اتم لیتیوم: 1 س 22س 1 یا 2 س 1. با استفاده از آخرین ورودی، فقط الکترون های لایه کوانتومی خارجی (الکترون های ظرفیت) جدا می شوند. نماد لوئیس برای لیتیوم است لی. نمایش گرافیکی پیکربندی الکترونیکی:
بریلیم پیکربندی الکترونیکی - 2s2. نمودار الکترونیکی لایه کوانتومی بیرونی:
بور پیکربندی الکترونیکی - 2s22р1. اتم بور می تواند به حالت برانگیخته برود. نمودار الکترونیکی لایه کوانتومی بیرونی:

در حالت برانگیخته، یک اتم بور دارای سه الکترون جفت نشده است و می تواند سه پیوند شیمیایی تشکیل دهد: ВF3، B2O3. در این حالت، اتم بور با یک اوربیتال آزاد باقی می ماند که می تواند بر اساس مکانیسم دهنده-گیرنده در تشکیل پیوند شرکت کند. کربن پیکربندی الکترونیکی - 2s22р2. نمودارهای الکترونیکی لایه کوانتومی بیرونی اتم کربن در زمین و حالت های برانگیخته:

یک اتم کربن تحریک نشده می تواند دو پیوند کووالانسی را به دلیل جفت شدن الکترون و یکی از طریق مکانیسم دهنده-گیرنده تشکیل دهد. نمونه ای از این ترکیبات مونوکسید کربن (II) است که دارای فرمول CO است و مونوکسید کربن نامیده می شود. ساختار آن در بخش 2.1.2 با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت. یک اتم کربن برانگیخته منحصربه‌فرد است: تمام اوربیتال‌های لایه کوانتومی بیرونی آن با الکترون‌های جفت نشده پر شده‌اند، یعنی. تعداد اوربیتال های ظرفیتی و الکترون های ظرفیتی یکسان است. شریک ایده آل آن اتم هیدروژن است که یک الکترون در تنها مدار خود دارد. این توانایی آنها را برای تشکیل هیدروکربن توضیح می دهد. اتم کربن با داشتن چهار الکترون جفت نشده، چهار پیوند شیمیایی تشکیل می دهد: CH4، CF4، CO2. در مولکول های ترکیبات آلی، اتم کربن همیشه در حالت برانگیخته است:
اتم نیتروژن نمی تواند برانگیخته شود زیرا هیچ اوربیتال آزاد در لایه کوانتومی بیرونی آن وجود ندارد. به دلیل جفت شدن الکترون، سه پیوند کووالانسی تشکیل می دهد:
با داشتن دو الکترون جفت نشده در لایه بیرونی، اتم اکسیژن دو پیوند کووالانسی را تشکیل می دهد:
نئون پیکربندی الکترونیکی - 2s22р6. نماد لوئیس: نمودار الکترونی لایه کوانتومی بیرونی:

اتم نئون دارای سطح انرژی خارجی کامل است و با هیچ اتمی پیوند شیمیایی ایجاد نمی کند. این دومین گاز نجیب است. دوره سوماتم های تمام عناصر دوره سوم دارای سه لایه کوانتومی هستند. پیکربندی الکترونیکی دو سطح انرژی داخلی را می توان به صورت . لایه الکترونیکی بیرونی شامل 9 اوربیتال است که با رعایت قوانین کلی توسط الکترون ها پر شده اند. بنابراین، برای اتم سدیم، پیکربندی الکترونیکی این است: 3s1، برای کلسیم - 3s2 (در حالت برانگیخته - 3s13р1)، برای آلومینیوم - 3s23р1 (در حالت برانگیخته - 3s13р2). بر خلاف عناصر دوره دوم، اتم های عناصر گروه های V - VII دوره سوم می توانند هم در زمین و هم در حالت های برانگیخته وجود داشته باشند. فسفر فسفر از عناصر گروه 5 است. پیکربندی الکترونیکی آن 3s23р3 است. مانند نیتروژن، سه الکترون جفت نشده در بیرونی ترین سطح انرژی خود دارد و سه پیوند کووالانسی را تشکیل می دهد. یک مثال فسفین است که دارای فرمول PH3 است (مقایسه با آمونیاک). اما فسفر، بر خلاف نیتروژن، حاوی d-اوربیتال های آزاد در لایه کوانتومی بیرونی است و می تواند به حالت برانگیخته برود - 3s13р3d1:

این به آن فرصت ایجاد پنج پیوند کووالانسی در ترکیباتی مانند P2O5 و H3PO4 می دهد.

گوگرد پیکربندی الکترونیکی حالت پایه 3s23p4 است. نمودار الکترونیکی:
با این حال، می توان با انتقال یک الکترون ابتدا از آن برانگیخت آر- بر د-اوربیتال (اول حالت برانگیخته)، و سپس با س- بر د-اوربیتال (دومین حالت برانگیخته):
در اولین حالت برانگیخته، اتم گوگرد چهار پیوند شیمیایی در ترکیباتی مانند SO2 و H2SO3 ایجاد می کند. دومین حالت برانگیخته اتم گوگرد را می توان با استفاده از نمودار الکترونی نشان داد:

این اتم گوگرد شش پیوند شیمیایی در ترکیبات SO3 و H2SO4 ایجاد می کند.

1.3.3. پیکربندی الکترونیکی اتم های عناصر بزرگ دوره ها دوره چهارم

دوره با پیکربندی الکترون پتاسیم (19K) آغاز می شود: 1s22s22p63s23p64s1 یا 4s1 و کلسیم (20Ca): 1s22s22p63s23p64s2 یا 4s2. بنابراین، مطابق با قانون کلچکوفسکی، پس از اوربیتال های p Ar، سطح فرعی 4s خارجی پر می شود که انرژی کمتری دارد، زیرا اوربیتال 4s نزدیکتر به هسته نفوذ می کند. سطح فرعی 3d خالی می ماند (3d0). با شروع از اسکاندیم، اوربیتال های سطح فرعی 3 بعدی در 10 عنصر پر شده اند. آنها نامیده می شوند عناصر d

مطابق با اصل پر کردن متوالی اوربیتال ها، اتم کروم باید دارای پیکربندی الکترونیکی 4s23d4 باشد، اما یک الکترون "جهش" را نشان می دهد، که شامل انتقال یک الکترون 4s به یک اوربیتال 3 بعدی است که از نظر انرژی نزدیک است ( شکل 11).

به طور تجربی ثابت شده است که حالت‌های اتمی که در آن اوربیتال‌های p-، d-، f نیمه پر (p3، d5، f7)، کاملاً (p6، d10، f14) یا آزاد (p0، d0، f0) هستند افزایش یافته‌اند. ثبات. بنابراین، اگر یک اتم قبل از نیمه تکمیل یا تکمیل یک سطح فرعی فاقد یک الکترون باشد، "جهش" آن از یک اوربیتال قبلا پر شده (در این مورد، 4s) مشاهده می شود.

به استثنای کروم و مس، همه عناصر از کلسیم تا روی دارای تعداد یکسانی الکترون در لایه بیرونی خود هستند - دو. این تغییر نسبتاً کوچک در خواص در سری فلزات واسطه را توضیح می دهد. با این حال، برای عناصر ذکر شده، هر دو الکترون 4s بیرونی و الکترون های 3d سطح فرعی پیش خارجی، الکترون های ظرفیتی هستند (به استثنای اتم روی، که در آن سطح انرژی سوم به طور کامل تکمیل شده است).

	31Ga 4s23d104p1 32Ge 4s23d104p2 33 به عنوان 4s23d104p3 34 Se 4s23d104p4 35 بر 4s23d104p5 36 کرون 4s23d104p6

مدارهای 4d و 4f آزاد باقی ماندند، اگرچه دوره چهارم تکمیل شد.

دوره پنجم

ترتیب پر کردن اوربیتال ها مانند دوره قبل است: ابتدا اوربیتال 5s پر می شود ( 37 Rb 5s1)، سپس 4d و 5p ( 54Xe 5s24d105p6). اوربیتال‌های 5s و 4d از نظر انرژی حتی نزدیک‌تر هستند، بنابراین بیشتر عناصر 4d (Mo، Tc، Ru، Rh، Pd، Ag) یک انتقال الکترونی از 5s به سطح فرعی 4d را تجربه می‌کنند.

دوره ششم و هفتم

برخلاف دوره قبلی، دوره ششم شامل 32 عنصر است. سزیم و باریم عناصر 6s هستند. حالت های انرژی مطلوب بعدی 6p، 4f و 5d هستند. برخلاف قاعده کلچکوفسکی، در لانتانیم اوربیتال 4f نیست، بلکه اوربیتال 5d است که پر می شود. 57 لا 6s25d1)، با این حال، برای عناصر بعدی، زیرسطح 4f پر شده است ( سال 58 6s24f2)، که در آن چهارده حالت الکترونیکی ممکن وجود دارد. اتم های سریم (Ce) تا لوتتیوم (Lu) لانتانید نامیده می شوند - اینها عناصر f هستند. در سری لانتانیدها، گاهی اوقات یک "نشت" الکترون رخ می دهد، درست مانند سری عناصر d. هنگامی که زیرسطح 4f تکمیل شد، زیرسطح 5d (نه عنصر) همچنان پر می شود و دوره ششم، مانند هر زیرسطحی به جز اول، با شش عنصر p تکمیل می شود.

دو عنصر اول در دوره هفتم فرانسیم و رادیوم و به دنبال آن یک عنصر 6 بعدی به نام اکتینیم هستند. 89 Ac 7s26d1). اکتینیم توسط چهارده عنصر 5f - اکتینیدها دنبال می شود. اکتینیدها باید با نه عنصر 6d دنبال شوند و شش عنصر p باید دوره را کامل کنند. دوره هفتم ناتمام است.

الگوی در نظر گرفته شده از تشکیل دوره های یک سیستم توسط عناصر و پر شدن اوربیتال های اتمی با الکترون، وابستگی دوره ای ساختارهای الکترونیکی اتم ها را به بار هسته نشان می دهد.

دوره زمانی مجموعه‌ای از عناصر است که به ترتیب بارهای فزاینده هسته‌های اتمی مرتب شده‌اند و با همان مقدار عدد کوانتومی اصلی الکترون‌های بیرونی مشخص می‌شوند. در ابتدای دوره پر می شوند ns -، و در پایان - n.p. -اوربیتال ها (به جز دوره اول). این عناصر هشت زیر گروه اصلی (A) سیستم تناوبی D.I را تشکیل می دهند. مندلیف.

زیر گروه اصلی مجموعه ای از عناصر شیمیایی است که به صورت عمودی مرتب شده اند و دارای تعداد یکسانی الکترون در سطح انرژی بیرونی هستند.

در بازه زمانی، با افزایش بار هسته و افزایش نیروی جاذبه الکترون های خارجی به سمت آن از چپ به راست، شعاع اتم ها کاهش می یابد که به نوبه خود باعث تضعیف خواص فلزی و افزایش غیرمستقیم می شود. خواص فلزی پشت شعاع اتمیفاصله محاسبه شده نظری از هسته تا حداکثر چگالی الکترونی لایه کوانتومی بیرونی را بگیرید. در گروه ها، از بالا به پایین، تعداد سطوح انرژی و در نتیجه شعاع اتمی افزایش می یابد. در عین حال، خواص فلزی افزایش می یابد. خواص مهم اتم ها که به صورت دوره ای بسته به بارهای هسته اتم تغییر می کنند نیز شامل انرژی یونیزاسیون و میل الکترونی است که در بخش 2.2 مورد بحث قرار خواهد گرفت.

پر شدن اوربیتال ها در یک اتم غیر برانگیخته به گونه ای انجام می شود که انرژی اتم حداقل باشد (اصل حداقل انرژی). ابتدا اوربیتال های اولین سطح انرژی پر می شود، سپس دوم، و اوربیتال سطح s ابتدا پر می شود و تنها سپس اوربیتال های تراز فرعی p پر می شود. در سال 1925، فیزیکدان سوئیسی، دبلیو پاولی، اصل بنیادی مکانیک کوانتومی علوم طبیعی (اصل پائولی، که اصل طرد یا اصل طرد نیز نامیده می شود) را پایه گذاری کرد. طبق اصل پائولی:

یک اتم نمی تواند دو الکترون داشته باشد که دارای مجموعه یکسانی از هر چهار عدد کوانتومی باشند.

پیکربندی الکترونیکی یک اتم با فرمولی بیان می‌شود که در آن اوربیتال‌های پر شده با ترکیبی از عددی برابر با عدد کوانتومی اصلی و یک حرف مربوط به عدد کوانتومی مداری نشان داده می‌شوند. بالانویس تعداد الکترون های این اوربیتال ها را نشان می دهد.

هیدروژن و هلیوم

پیکربندی الکترونیکی اتم هیدروژن 1s 1 و اتم هلیوم 1s 2 است. یک اتم هیدروژن دارای یک الکترون جفت نشده و یک اتم هلیوم دارای دو الکترون جفتی است. الکترون های جفت شده دارای مقادیر یکسانی برای همه اعداد کوانتومی به جز اسپین یک هستند. یک اتم هیدروژن می تواند الکترون خود را رها کند و به یک یون با بار مثبت تبدیل شود - کاتیون H + (پروتون)، که الکترونی ندارد (پیکربندی الکترونیکی 1s 0). یک اتم هیدروژن می تواند یک الکترون اضافه کند و به یک یون H - (یون هیدرید) با بار منفی با پیکربندی الکترونی 1s 2 تبدیل شود.

لیتیوم

سه الکترون در یک اتم لیتیوم به صورت زیر توزیع می شوند: 1s 2 1s 1. فقط الکترون های سطح انرژی بیرونی که الکترون های ظرفیتی نامیده می شوند در تشکیل پیوند شیمیایی شرکت می کنند. در اتم لیتیوم، الکترون ظرفیت الکترون زیرسطح 2s و دو الکترون سطح فرعی 1s الکترون های داخلی هستند. اتم لیتیوم به راحتی الکترون ظرفیت خود را از دست می دهد و به یون Li + تبدیل می شود که دارای پیکربندی 1s 2 2s 0 است. توجه داشته باشید که یون هیدرید، اتم هلیوم و کاتیون لیتیوم دارای تعداد یکسانی الکترون هستند. به چنین ذرات ایزوالکترونیک می گویند. آنها پیکربندی های الکترونیکی مشابهی دارند اما بارهای هسته ای متفاوتی دارند. اتم هلیوم از نظر شیمیایی بسیار خنثی است که به دلیل پایداری ویژه پیکربندی الکترونیکی 1s 2 است. اوربیتال هایی که با الکترون پر نمی شوند خالی نامیده می شوند. در اتم لیتیوم، سه اوربیتال از سطح فرعی 2p خالی هستند.

بریلیم

پیکربندی الکترونیکی اتم بریلیم 1s 2 2s 2 است. هنگامی که یک اتم برانگیخته می شود، الکترون ها از یک زیرسطح انرژی پایین تر به اوربیتال های خالی سطح فرعی انرژی بالاتر حرکت می کنند. فرآیند تحریک یک اتم بریلیم را می توان با نمودار زیر نشان داد:

1s 2 2s 2 (حالت پایه) + hν→ 1s 2 2s 1 2p 1 (حالت برانگیخته).

مقایسه حالت های پایه و برانگیخته اتم بریلیم نشان می دهد که آنها در تعداد الکترون های جفت نشده متفاوت هستند. در حالت پایه اتم بریلیم هیچ الکترون جفت نشده ای وجود ندارد، در حالت برانگیخته دو الکترون وجود دارد. علیرغم این واقعیت که وقتی یک اتم برانگیخته می‌شود، در اصل، هر الکترونی از اوربیتال‌های انرژی پایین‌تر می‌تواند به اوربیتال‌های بالاتر حرکت کند، برای در نظر گرفتن فرآیندهای شیمیایی تنها انتقال بین سطوح فرعی انرژی با انرژی‌های مشابه قابل توجه است.

توضیحات به شرح ذیل می باشد. هنگامی که یک پیوند شیمیایی تشکیل می شود، انرژی همیشه آزاد می شود، یعنی ترکیب دو اتم به حالت انرژی مطلوب تری می رسد. فرآیند تحریک نیاز به مصرف انرژی دارد. هنگام جفت شدن الکترون ها در یک سطح انرژی، هزینه های تحریک با تشکیل یک پیوند شیمیایی جبران می شود. هنگام جفت شدن الکترون ها در سطوح مختلف، هزینه های تحریک آنقدر زیاد است که با تشکیل یک پیوند شیمیایی نمی توان آنها را جبران کرد. در غیاب شریک در یک واکنش شیمیایی احتمالی، اتم برانگیخته شده، کوانتومی انرژی آزاد می کند و به حالت پایه باز می گردد - این فرآیند آرامش نامیده می شود.

بور

پیکربندی الکترونیکی اتم‌های عناصر دوره سوم جدول تناوبی عناصر تا حدی مشابه مواردی است که در بالا ارائه شده است (نسخه نشانگر عدد اتمی است):

11 Na 3s 1
12 میلی گرم 3s 2
13 Al 3s 2 3p 1
14 Si 2s 2 2p2
15P 2s 2 3p 3

با این حال، این قیاس کامل نیست، زیرا سطح انرژی سوم به سه سطح فرعی تقسیم می‌شود و همه عناصر فهرست شده دارای اوربیتال‌های خالی d هستند که الکترون‌ها می‌توانند در هنگام تحریک به آن‌ها منتقل شوند و تعدد افزایش یابد. این امر به ویژه برای عناصری مانند فسفر، گوگرد و کلر بسیار مهم است.

حداکثر تعداد الکترون های جفت نشده در یک اتم فسفر می تواند به پنج برسد:

این امکان وجود ترکیباتی را توضیح می دهد که در آنها ظرفیت فسفر 5 است. اتم نیتروژن که در حالت پایه دارای پیکربندی یکسانی از الکترون های ظرفیتی با اتم فسفر است، نمی تواند پنج پیوند کووالانسی ایجاد کند.

وضعیت مشابهی هنگام مقایسه قابلیت های ظرفیت اکسیژن و گوگرد، فلوئور و کلر ایجاد می شود. جفت شدن الکترون ها در یک اتم گوگرد منجر به ظهور شش الکترون جفت نشده می شود:

3s 2 3p 4 (حالت پایه) → 3s 1 3p 3 3d 2 (حالت هیجان زده).

این مربوط به حالت شش ظرفیتی است که برای اکسیژن دست نیافتنی است. حداکثر ظرفیت نیتروژن (4) و اکسیژن (3) نیاز به توضیح دقیق تری دارد که بعداً ارائه خواهد شد.

حداکثر ظرفیت کلر 7 است که مربوط به پیکربندی حالت برانگیخته اتم 3s 1 3p 3 d 3 است.

وجود اوربیتال‌های سه بعدی خالی در تمام عناصر دوره سوم با این واقعیت توضیح داده می‌شود که با شروع از سطح انرژی سوم، همپوشانی جزئی سطوح فرعی سطوح مختلف هنگام پر شدن با الکترون‌ها رخ می‌دهد. بنابراین، سطح فرعی 3d تنها پس از پر شدن سطح فرعی 4s شروع به پر شدن می کند. ذخیره انرژی الکترون ها در اوربیتال های اتمی سطوح فرعی مختلف و در نتیجه ترتیب پر شدن آنها به ترتیب زیر افزایش می یابد:

اوربیتال هایی که مجموع دو عدد کوانتومی اول (n + l) کوچکتر است، زودتر پر می شوند. اگر این مجموع مساوی باشند، ابتدا اوربیتال هایی با عدد کوانتومی اصلی پایین پر می شوند.

این الگو توسط V. M. Klechkovsky در سال 1951 فرموله شد.

عناصری که در اتم‌های آنها زیرسطح s با الکترون پر شده است، عناصر s نامیده می‌شوند. اینها شامل دو عنصر اول هر دوره است: هیدروژن. با این حال، در عنصر d بعدی - کروم - مقداری "انحراف" در آرایش الکترونها در سطوح انرژی در حالت پایه وجود دارد: به جای چهار الکترون جفت نشده مورد انتظار در سطح فرعی 3d، اتم کروم دارای پنج الکترون جفت نشده در سطح فرعی 3d و یک الکترون جفت نشده در سطح فرعی s است: 24 Cr 4s 1 3d 5 .

پدیده انتقال یک الکترون s به سطح فرعی d اغلب "نشت" یک الکترون نامیده می شود. این را می توان با این واقعیت توضیح داد که اوربیتال های زیرسطح d که توسط الکترون ها پر شده است به دلیل افزایش جاذبه الکترواستاتیکی بین الکترون ها و هسته به هسته نزدیک تر می شوند. در نتیجه، حالت 4s 1 3d 5 از نظر انرژی مطلوب تر از 4s 2 3d 4 می شود. بنابراین، نیمه پر d-sublevel (d5) پایداری را در مقایسه با سایر گزینه های توزیع الکترون ممکن افزایش داده است. پیکربندی الکترونیکی مربوط به وجود حداکثر تعداد ممکن الکترون های جفت شده، که در عناصر d قبلی فقط در نتیجه تحریک قابل دستیابی است، مشخصه حالت پایه اتم کروم است. پیکربندی الکترونیکی d 5 نیز مشخصه اتم منگنز است: 4s 2 3d 5. برای عناصر d زیر، هر سلول انرژی از زیرسطح d با الکترون دوم پر می شود: 26 Fe 4s 2 3d 6 ; 27 Co 4s 2 3d 7 ; 28 Ni 4s 2 3d 8 .

در اتم مس، حالت یک زیرسطح d کاملاً پر (d 10) به دلیل انتقال یک الکترون از سطح فرعی 4s به سطح فرعی 3d قابل دستیابی می شود: 29 Cu 4s 1 3d 10. آخرین عنصر از ردیف اول عناصر d دارای پیکربندی الکترونیکی 30 Zn 4s 23 d 10 است.

روند کلی، که در پایداری پیکربندی‌های d 5 و d 10 آشکار می‌شود، در عناصر دوره‌های پایین‌تر نیز مشاهده می‌شود. مولیبدن دارای پیکربندی الکترونیکی مشابه کروم است: 42 Mo 5s 1 4d 5 و نقره به مس: 47 Ag5s 0 d 10. علاوه بر این، پیکربندی d 10 در پالادیوم به دلیل انتقال هر دو الکترون از اوربیتال 5s به اوربیتال 4d به دست آمده است: 46Pd 5s 0 d 10. انحرافات دیگری از پر شدن یکنواخت اوربیتال های d و f وجود دارد.

پیکربندی الکترونیکی یک عنصر، رکوردی از توزیع الکترون ها در اتم های آن در میان پوسته ها، زیر پوسته ها و اوربیتال ها است. پیکربندی الکترونیکی معمولاً برای اتم ها در حالت پایه نوشته می شود. پیکربندی الکترونیکی یک اتم که در آن یک یا چند الکترون در حالت برانگیخته قرار دارند، پیکربندی برانگیخته نامیده می شود. برای تعیین پیکربندی الکترونیکی خاص یک عنصر در حالت پایه، سه قانون زیر وجود دارد: قانون 1: اصل پر کردن. بر اساس اصل پر شدن، الکترون‌ها در حالت پایه یک اتم، اوربیتال‌ها را به ترتیب افزایش سطوح انرژی مداری پر می‌کنند. اوربیتال های کم انرژی همیشه ابتدا پر می شوند.

هیدروژن؛ عدد اتمی = 1; تعداد الکترون = 1

این تک الکترون در اتم هیدروژن باید اوربیتال s پوسته K را اشغال کند، زیرا دارای کمترین انرژی در بین تمام اوربیتال های ممکن است (شکل 1.21 را ببینید). الکترون موجود در این اوربیتال را الکترون ls می نامند. هیدروژن در حالت پایه خود دارای پیکربندی الکترونیکی Is1 است.

قانون 2: اصل طرد پائولی. طبق این اصل، هر اوربیتال نمی تواند بیش از دو الکترون داشته باشد، و تنها در صورتی که اسپین های مخالف داشته باشند (اعداد اسپین نابرابر).

لیتیوم؛ عدد اتمی = 3; تعداد الکترون ها = 3

اوربیتال کم انرژی اوربیتال 1s است. فقط می تواند دو الکترون را بپذیرد. این الکترون ها باید اسپین های نابرابر داشته باشند. اگر اسپین +1/2 را با یک فلش رو به بالا نشان دهیم، و اسپین -1/2 را با فلش رو به پایین نشان دهیم، آنگاه دو الکترون با اسپین های مخالف (ضد موازی) در یک مدار مشابه را می توان به صورت شماتیک با نماد نشان داد (شکل 1.27). )

دو الکترون با اسپین های یکسان (موازی) نمی توانند در یک اوربیتال وجود داشته باشند:

الکترون سوم در اتم لیتیوم باید اوربیتال بعدی از نظر انرژی تا پایین ترین اوربیتال را اشغال کند، یعنی. 2b-اوربیتال. بنابراین، لیتیوم دارای پیکربندی الکترونیکی Is22s1 است.

قانون 3: قانون هوند. بر اساس این قانون، پر شدن اوربیتال های یک زیر پوسته با تک الکترون ها با اسپین های موازی (علامت مساوی) آغاز می شود و تنها پس از اشغال تک تک الکترون ها همه اوربیتال ها می تواند پر شدن نهایی اوربیتال ها با جفت الکترون با اسپین مخالف اتفاق بیفتد.

نیتروژن؛ عدد اتمی = 7; تعداد الکترون = 7 نیتروژن دارای پیکربندی الکترونی ls22s22p3 است. سه الکترون واقع در لایه فرعی 2p باید به تنهایی در هر یک از سه اوربیتال 2p قرار گیرند. در این حالت، هر سه الکترون باید دارای اسپین های موازی باشند (شکل 1.22).

روی میز شکل 1.6 پیکربندی الکترونیکی عناصر با اعداد اتمی از 1 تا 20 را نشان می دهد.

جدول 1.6. تنظیمات الکترونیکی حالت زمین برای عناصر با عدد اتمی 1 تا 20

در ابتدا عناصر موجود در جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط D.I. اتم های مندلیف مطابق با جرم اتمی و خواص شیمیایی آنها مرتب شده اند، اما در واقع مشخص شد که نقش تعیین کننده را نه جرم اتم، بلکه بار هسته و بر این اساس، تعداد الکترون های موجود در آن ایفا می کند. یک اتم خنثی

پایدارترین حالت یک الکترون در اتم یک عنصر شیمیایی مربوط به حداقل انرژی آن است و هر حالت دیگری را برانگیخته می گویند که در آن الکترون می تواند خود به خود به سطحی با انرژی کمتر حرکت کند.

بیایید در نظر بگیریم که الکترون‌های یک اتم چگونه بین اوربیتال‌ها توزیع می‌شوند، یعنی. پیکربندی الکترونیکی یک اتم چند الکترون در حالت پایه برای ساخت پیکربندی الکترونیکی، از اصول زیر برای پر کردن اوربیتال ها با الکترون استفاده می شود:

- اصل پائولی (ممنوعیت) - در یک اتم نمی توان دو الکترون با مجموعه یکسان از هر 4 عدد کوانتومی وجود داشته باشد.

- اصل حداقل انرژی (قوانین کلچکوفسکی) - اوربیتال ها به ترتیب افزایش انرژی اوربیتال ها با الکترون ها پر می شوند (شکل 1).

برنج. 1. توزیع انرژی اوربیتال های یک اتم هیدروژن مانند. n عدد کوانتومی اصلی است.

انرژی اوربیتال به مجموع (n + l) بستگی دارد. اوربیتال ها با الکترون ها به ترتیب افزایش جمع (n + l) برای این اوربیتال ها پر می شوند. بنابراین، برای سطوح فرعی 3d و 4s، مجموع (n + l) به ترتیب برابر با 5 و 4 خواهد بود که در نتیجه ابتدا اوربیتال 4s پر می شود. اگر مجموع (n + l) برای دو اوربیتال یکسان باشد، ابتدا اوربیتالی با مقدار n کوچکتر پر می شود. بنابراین، برای اوربیتال های 3d و 4p، مجموع (n + l) برای هر اوربیتال برابر با 5 خواهد بود، اما ابتدا اوربیتال 3d پر می شود. با توجه به این قوانین، ترتیب پر کردن اوربیتال ها به صورت زیر خواهد بود:

1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<5d<4f<6p<7s<6d<5f<7p

خانواده یک عنصر با توجه به انرژی توسط آخرین اوربیتالی که توسط الکترون ها پر می شود تعیین می شود. با این حال، نوشتن فرمول های الکترونیکی مطابق با سری انرژی غیرممکن است.

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 نماد صحیح پیکربندی الکترونیکی

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 3 ورودی پیکربندی الکترونیکی نادرست

برای پنج عنصر d اول، ظرفیت (یعنی الکترون‌هایی که مسئول تشکیل یک پیوند شیمیایی هستند) مجموع الکترون‌های d و s است که آخرین آنها با الکترون‌ها پر شده‌اند. برای عناصر p، ظرفیت مجموع الکترون های واقع در سطوح فرعی s و p است. برای عناصر s، الکترون های ظرفیت الکترون هایی هستند که در سطح فرعی s سطح انرژی بیرونی قرار دارند.

- قانون هوند - در یک مقدار l، الکترون ها اوربیتال ها را به گونه ای پر می کنند که اسپین کل حداکثر باشد (شکل 2).

برنج. 2. تغییر انرژی در اوربیتالهای 1s -، 2s - 2p اتمهای دوره دوم جدول تناوبی.

نمونه هایی از ساخت پیکربندی های الکترونیکی اتم ها

نمونه هایی از ساخت پیکربندی های الکترونیکی اتم ها در جدول 1 آورده شده است.

جدول 1. نمونه هایی از ساخت پیکربندی های الکترونیکی اتم ها

	پیکربندی الکترونیکی	قوانین قابل اجرا
		اصل پائولی، قوانین کلچکوفسکی
		قانون هوند
	1s 2 2s 2 2p 6 4s 1	قوانین کلچکوفسکی

پیکربندی الکترونیکییک اتم نمایش عددی اوربیتال های الکترونی آن است. اوربیتال های الکترونی نواحی با اشکال مختلف هستند که در اطراف هسته اتم قرار دارند و از نظر ریاضی احتمال یافتن الکترون در آنها وجود دارد. پیکربندی الکترونیکی به خواننده کمک می کند تا به سرعت و به راحتی به خواننده بگوید که یک اتم چند اوربیتال الکترونی دارد و همچنین تعداد الکترون های هر اوربیتال را تعیین می کند. پس از خواندن این مقاله، بر روش ترسیم تنظیمات الکترونیکی مسلط خواهید شد.

مراحل

توزیع الکترون ها با استفاده از سیستم تناوبی D.I. مندلیف

عدد اتمی اتم خود را پیدا کنید.هر اتم دارای تعداد معینی الکترون مرتبط با خود است. نماد اتم خود را در جدول تناوبی پیدا کنید. عدد اتمی یک عدد صحیح مثبت است که از 1 (برای هیدروژن) شروع می شود و برای هر اتم بعدی یک عدد افزایش می یابد. عدد اتمی تعداد پروتون های یک اتم است و بنابراین تعداد الکترون های یک اتم با بار صفر نیز می باشد.

بار یک اتم را تعیین کنید.اتم های خنثی دارای همان تعداد الکترون هستند که در جدول تناوبی نشان داده شده است. با این حال، اتم های باردار بسته به میزان بار خود، الکترون های کمتر یا بیشتری خواهند داشت. اگر با یک اتم باردار کار می کنید، الکترون ها را به صورت زیر اضافه یا کم کنید: برای هر بار منفی یک الکترون اضافه کنید و برای هر بار مثبت یک الکترون کم کنید.

• به عنوان مثال، یک اتم سدیم با بار -1 یک الکترون اضافی خواهد داشت علاوه بر اینبه عدد اتمی پایه خود 11. به عبارت دیگر، اتم در مجموع 12 الکترون خواهد داشت.
• اگر در مورد اتم سدیم با بار 1+ صحبت می کنیم، یک الکترون باید از عدد اتمی پایه 11 کم شود. بنابراین، اتم 10 الکترون خواهد داشت.

1. لیست اصلی اوربیتال ها را به خاطر بسپارید.با افزایش تعداد الکترون‌ها در یک اتم، آنها طبق یک توالی خاص، سطوح مختلف لایه‌ی الکترونی اتم را پر می‌کنند. هر سطح فرعی از پوسته الکترونی، هنگامی که پر شود، حاوی تعداد زوج الکترون است. سطوح فرعی زیر در دسترس هستند:

   نماد پیکربندی الکترونیکی را درک کنید.پیکربندی های الکترون برای نشان دادن واضح تعداد الکترون ها در هر اوربیتال نوشته شده است. اوربیتال ها به صورت متوالی نوشته می شوند و تعداد اتم های هر اوربیتال در سمت راست نام اوربیتال به صورت رونوشت نوشته می شود. پیکربندی الکترونیکی تکمیل‌شده به‌شکل دنباله‌ای از نام‌گذاری‌ها و زیرنویس‌های سطح فرعی است.

   • برای مثال، در اینجا ساده ترین پیکربندی الکترونیکی وجود دارد: 1s 2 2s 2 2p 6 .این پیکربندی نشان می‌دهد که دو الکترون در زیرسطح 1s، دو الکترون در سطح فرعی 2s و شش الکترون در سطح فرعی 2p وجود دارد. 2 + 2 + 6 = 10 الکترون در کل. این پیکربندی الکترونیکی یک اتم نئون خنثی است (عدد اتمی نئون 10 است).

2. ترتیب اوربیتال ها را به خاطر بسپارید.به خاطر داشته باشید که اوربیتال های الکترونی به ترتیب افزایش تعداد پوسته الکترونی شماره گذاری می شوند، اما به ترتیب افزایش انرژی مرتب شده اند. به عنوان مثال، یک اوربیتال 4s 2 پر انرژی کمتر (یا تحرک کمتر) نسبت به یک اوربیتال 3d 10 نیمه پر یا پر شده دارد، بنابراین اوربیتال 4s ابتدا نوشته می شود. هنگامی که ترتیب اوربیتال ها را بدانید، می توانید به راحتی آنها را با توجه به تعداد الکترون های اتم پر کنید. ترتیب پر کردن اوربیتال ها به شرح زیر است: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

   • پیکربندی الکترونیکی یک اتم که در آن همه اوربیتال ها پر شده اند به صورت زیر خواهد بود: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 6 5 d . 14 6d 10 7p 6
   • توجه داشته باشید که ورودی بالا، زمانی که همه اوربیتال ها پر می شوند، پیکربندی الکترونی عنصر Uuo (ununoctium) 118 است، که بالاترین عدد اتم در جدول تناوبی است. بنابراین، این پیکربندی الکترونیکی شامل تمام سطوح فرعی الکترونیکی شناخته شده فعلی یک اتم با بار خنثی است.

3. اوربیتال ها را با توجه به تعداد الکترون های اتم خود پر کنید.برای مثال، اگر بخواهیم پیکربندی الکترونی یک اتم کلسیم خنثی را بنویسیم، باید با جستجوی عدد اتمی آن در جدول تناوبی شروع کنیم. عدد اتمی آن 20 است، بنابراین پیکربندی یک اتم با 20 الکترون را طبق ترتیب بالا می نویسیم.

   • اوربیتال ها را طبق ترتیب بالا پر کنید تا به الکترون بیستم برسید. اوربیتال 1s اول دو الکترون، اوربیتال 2s نیز دو الکترون، 2p شش، 3s دو، 3p 6 و 4s 2 خواهد داشت (2 + 2 + 6 +2 + 6 + 2 = 20.) به عبارت دیگر، پیکربندی الکترونیکی کلسیم به شکل زیر است: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .
   • توجه داشته باشید که اوربیتال ها به ترتیب افزایش انرژی مرتب شده اند. به عنوان مثال، هنگامی که برای حرکت به سطح انرژی 4 آماده هستید، ابتدا اوربیتال 4s را یادداشت کنید و سپس 3 بعدی بعد از چهارمین سطح انرژی، به مرحله پنجم می روید که همان ترتیب تکرار می شود. این فقط پس از سومین سطح انرژی اتفاق می افتد.

4. از جدول تناوبی به عنوان یک نشانه بصری استفاده کنید.احتمالاً قبلاً متوجه شده اید که شکل جدول تناوبی با ترتیب سطوح فرعی الکترون در پیکربندی الکترونی مطابقت دارد. به عنوان مثال، اتم های ستون دوم از سمت چپ همیشه به "s 2" ختم می شوند و اتم های لبه سمت راست قسمت میانی نازک همیشه به "d 10" ختم می شوند. از جدول تناوبی به عنوان راهنمای تصویری برای نوشتن پیکربندی استفاده کنید - ترتیبی که به اوربیتال ها اضافه می کنید چگونه با موقعیت شما در جدول مطابقت دارد. زیر را ببینید:

   • به طور خاص، دو ستون سمت چپ شامل اتم هایی است که تنظیمات الکترونیکی آنها به اوربیتال s ختم می شود، بلوک سمت راست جدول حاوی اتم هایی است که پیکربندی آنها به اوربیتال p ختم می شود، و نیمه پایینی حاوی اتم هایی است که به اوربیتال f ختم می شود.
   • به عنوان مثال، هنگامی که پیکربندی الکترونیکی کلر را یادداشت می کنید، اینگونه فکر کنید: "این اتم در ردیف سوم (یا "دوره") جدول تناوبی قرار دارد. همچنین در گروه پنجم بلوک مداری p قرار دارد. از جدول تناوبی.بنابراین پیکربندی الکترونیکی آن با ..3p 5 به پایان می رسد
   • توجه داشته باشید که عناصر در ناحیه مداری d و f جدول با سطوح انرژی مشخص می شوند که با دوره ای که در آن قرار دارند مطابقت ندارد. به عنوان مثال، ردیف اول یک بلوک از عناصر با اوربیتال d با اوربیتال های سه بعدی مطابقت دارد، اگرچه در دوره چهارم قرار دارد، و ردیف اول عناصر با اوربیتال f با وجود اینکه در اوربیتال ششم قرار دارند، با یک اوربیتال 4f مطابقت دارد. دوره زمانی.

5. اختصارات را برای نوشتن تنظیمات الکترون طولانی بیاموزید.اتم های لبه سمت راست جدول تناوبی نامیده می شوند گازهای نجیب.این عناصر از نظر شیمیایی بسیار پایدار هستند. برای کوتاه کردن فرآیند نوشتن پیکربندی‌های طولانی الکترون، به سادگی نماد شیمیایی نزدیک‌ترین گاز نجیب با الکترون‌های کمتر از اتم خود را در پرانتز بنویسید و سپس به نوشتن پیکربندی الکترونی سطوح مداری بعدی ادامه دهید. زیر را ببینید:

   • برای درک این مفهوم، نوشتن یک پیکربندی مثال مفید خواهد بود. بیایید پیکربندی روی (عدد اتمی 30) را با استفاده از مخفف گاز نجیب بنویسیم. پیکربندی کامل روی به این صورت است: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10. با این حال، می بینیم که 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 پیکربندی الکترونی آرگون، یک گاز نجیب است. به سادگی بخشی از پیکربندی الکترونیکی روی را با نماد شیمیایی آرگون در براکت های مربع (.) جایگزین کنید.
   • بنابراین، پیکربندی الکترونیکی روی، که به صورت اختصاری نوشته شده است، به شکل زیر است: 4s 2 3d 10.
   • لطفاً توجه داشته باشید که اگر پیکربندی الکترونیکی یک گاز نجیب را می نویسید، مثلاً آرگون، نمی توانید آن را بنویسید! باید از مخفف گاز نجیب قبل از این عنصر استفاده کرد. برای آرگون نئون ().

   با استفاده از جدول تناوبی ADOMAH

   1. بر جدول تناوبی ADOMAH مسلط شوید.این روش ثبت پیکربندی الکترونیکی نیازی به به خاطر سپردن ندارد، بلکه به یک جدول تناوبی اصلاح شده نیاز دارد، زیرا در جدول تناوبی سنتی که از دوره چهارم شروع می شود، عدد دوره با پوسته الکترونی مطابقت ندارد. جدول تناوبی ADOMAH را پیدا کنید - نوع خاصی از جدول تناوبی که توسط دانشمند والری زیمرمن ساخته شده است. با یک جستجوی کوتاه در اینترنت پیدا کردن آن آسان است.

      • در جدول تناوبی ADOMAH، ردیف های افقی نشان دهنده گروه هایی از عناصر مانند هالوژن، گازهای نجیب، فلزات قلیایی، فلزات قلیایی خاکی و غیره است. ستون‌های عمودی با سطوح الکترونیکی مطابقت دارند و به اصطلاح «آبشار» (خطوط مورب که بلوک‌های s، p، d و f را به هم متصل می‌کنند) مربوط به دوره‌ها هستند.
      • هلیم به سمت هیدروژن حرکت می کند زیرا هر دوی این عناصر با یک مدار 1s مشخص می شوند. بلوک های نقطه (s،p،d و f) در سمت راست نشان داده شده اند و اعداد سطح در پایین آورده شده اند. عناصر در جعبه های شماره 1 تا 120 نشان داده شده اند. این اعداد اعداد اتمی معمولی هستند که نشان دهنده تعداد کل الکترون های یک اتم خنثی هستند.

   2. اتم خود را در جدول ADOMAH پیدا کنید.برای نوشتن پیکربندی الکترونیکی یک عنصر، نماد آن را در جدول تناوبی ADOMAH جستجو کنید و تمام عناصر با عدد اتمی بالاتر را خط بزنید. به عنوان مثال، اگر شما نیاز به نوشتن پیکربندی الکترونی اربیوم (68) دارید، تمام عناصر را از 69 تا 120 خط بزنید.

      • به اعداد 1 تا 8 در پایین جدول توجه کنید. اینها تعداد سطوح الکترونیکی یا تعداد ستون ها هستند. ستون هایی که فقط حاوی موارد خط خورده هستند را نادیده بگیرید. برای اربیوم، ستون های شماره 1،2،3،4،5 و 6 باقی مانده است.

   3. سطوح فرعی مداری را تا عنصر خود بشمارید.با نگاه کردن به نمادهای بلوک نشان داده شده در سمت راست جدول (s، p، d، و f) و شماره ستون های نشان داده شده در پایه، خطوط مورب بین بلوک ها را نادیده بگیرید و ستون ها را به بلوک های ستونی تقسیم کنید و آنها را به ترتیب فهرست کنید. از پایین به بالا باز هم، بلوک هایی را که تمام عناصر خط خورده هستند نادیده بگیرید. بلوک های ستون را از شماره ستون و سپس نماد بلوک بنویسید، به این ترتیب: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (برای اربیوم).

      • لطفاً توجه داشته باشید: پیکربندی الکترونی بالا Er به ترتیب صعودی عدد زیرسطح الکترون نوشته شده است. همچنین می توان آن را به ترتیب پر کردن اوربیتال ها نوشت. برای انجام این کار، به جای ستون ها، هنگام نوشتن بلوک های ستون، آبشارها را از پایین به بالا دنبال کنید: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12 .

   4. الکترون ها را برای هر زیرسطح الکترون بشمارید.عناصر هر بلوک ستون را که خط کشیده نشده اند بشمارید، به هر عنصر یک الکترون متصل کنید، و تعداد آنها را در کنار نماد بلوک برای هر بلوک ستون بنویسید به این ترتیب: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2 . در مثال ما، این پیکربندی الکترونیکی اربیوم است.

   5. مراقب تنظیمات الکترونیکی نادرست باشید.هجده استثنای معمولی وجود دارد که مربوط به پیکربندی الکترونیکی اتم‌ها در پایین‌ترین حالت انرژی است که به آن حالت انرژی زمین نیز می‌گویند. آنها فقط برای دو یا سه موقعیت آخر اشغال شده توسط الکترون ها از قانون کلی پیروی نمی کنند. در این حالت، پیکربندی الکترونیکی واقعی فرض می‌کند که الکترون‌ها در حالتی با انرژی کمتر در مقایسه با پیکربندی استاندارد اتم هستند. اتم های استثنا عبارتند از:

      • Cr(..., 3d5, 4s1); مس(..., 3d10, 4s1); Nb(..., 4d4, 5s1); مو(..., 4d5, 5s1); Ru(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); Pd(..., 4d10, 5s0); Ag(..., 4d10, 5s1); لا(..., 5d1, 6s2); CE(..., 4f1, 5d1, 6s2); Gd(..., 4f7, 5d1, 6s2); طلا(..., 5d10, 6s1); Ac(..., 6d1, 7s2); Th(..., 6d2, 7s2); پا(..., 5f2, 6d1, 7s2); U(..., 5f3, 6d1, 7s2); Np(...، 5f4، 6d1، 7s2) و سانتی متر(...، 5f7، 6d1، 7s2).
   • برای یافتن عدد اتمی یک اتم زمانی که به شکل پیکربندی الکترونی نوشته می شود، کافی است تمام اعدادی که به دنبال حروف (s، p، d، و f) هستند را جمع کنید. این فقط برای اتم های خنثی کار می کند، اگر با یک یون سر و کار دارید کار نمی کند - باید تعداد الکترون های اضافی یا از دست رفته را اضافه یا کم کنید.
   • عدد بعد از حرف بالا خط است، در آزمون اشتباه نکنید.
   • هیچ ثبات در سطح فرعی "نیمه پر" وجود ندارد. این یک ساده سازی است. هر گونه ثباتی که به سطوح فرعی "نیمه پر" نسبت داده می شود به این دلیل است که هر اوربیتال توسط یک الکترون اشغال شده است، بنابراین دافعه بین الکترون ها به حداقل می رسد.
   • هر اتم به یک حالت پایدار تمایل دارد و پایدارترین پیکربندی ها دارای سطوح فرعی s و p هستند (s2 و p6). گازهای نجیب این پیکربندی را دارند، بنابراین به ندرت واکنش نشان می دهند و در سمت راست جدول تناوبی قرار دارند. بنابراین، اگر یک پیکربندی به 3p 4 ختم شود، برای رسیدن به حالت پایدار به دو الکترون نیاز دارد (از دست دادن شش الکترون، از جمله الکترون‌های زیرسطح s، به انرژی بیشتری نیاز دارد، بنابراین از دست دادن چهار الکترون آسان‌تر است). و اگر پیکربندی به 4d 3 ختم شود، برای رسیدن به یک حالت پایدار باید سه الکترون از دست بدهد. علاوه بر این، سطوح فرعی نیمه پر (s1، p3، d5..) پایدارتر از p4 یا p2 هستند. با این حال، s2 و p6 حتی پایدارتر خواهند بود.
   • وقتی با یک یون سر و کار دارید، به این معنی است که تعداد پروتون ها با تعداد الکترون ها برابر نیست. بار اتم در این مورد در سمت راست بالا (معمولا) نماد شیمیایی نشان داده می شود. بنابراین، یک اتم آنتیموان با بار +2 دارای پیکربندی الکترونیکی 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1 است. توجه داشته باشید که 5p 3 به 5p 1 تغییر کرده است. وقتی پیکربندی اتم خنثی به سطوح فرعی غیر از s و p ختم می شود، مراقب باشید.وقتی الکترون ها را می گیرید، فقط می توانید آنها را از اوربیتال های ظرفیت (اوربیتال های s و p) بگیرید. بنابراین، اگر پیکربندی با 4s 2 3d 7 به پایان برسد و اتم بار 2+ دریافت کند، پیکربندی با 4s 0 3d 7 به پایان می رسد. لطفا توجه داشته باشید که 3d 7 نهدر عوض، الکترون های اوربیتال s از بین می روند.
   • شرایطی وجود دارد که یک الکترون مجبور به "حرکت به سطح انرژی بالاتر" می شود. هنگامی که یک تراز فرعی یک الکترون کمتر از نیم یا پر بودن دارد، یک الکترون را از نزدیکترین تراز فرعی s یا p بردارید و آن را به سطح فرعی منتقل کنید که به الکترون نیاز دارد.
   • دو گزینه برای ضبط پیکربندی الکترونیکی وجود دارد. همانطور که در بالا برای اربیوم نشان داده شد، می توان آنها را به ترتیب افزایش اعداد سطح انرژی یا به ترتیب پر کردن اوربیتال های الکترونی نوشت.
   • شما همچنین می توانید پیکربندی الکترونیکی یک عنصر را فقط با نوشتن پیکربندی ظرفیت، که نشان دهنده آخرین سطح فرعی s و p است، بنویسید. بنابراین، پیکربندی ظرفیت آنتیموان 5s 2 5p 3 خواهد بود.
   • یون ها یکسان نیستند. با آنها خیلی سخت تر است. بسته به اینکه از کجا شروع کرده اید و تعداد الکترون ها چقدر است از دو سطح بگذرید و از همان الگو پیروی کنید.