Elektronenconfiguratie berekenen

Elektronen bezetten de subschil met de laagste energie waar nog plaats is (het opbouwprincipe, ook Aufbau-principe genoemd). De regel van Madelung geeft die volgorde: subschillen worden gevuld in volgorde van oplopende n + l, en bij een gelijke som wordt eerst de subschil met de kleinste n gevuld. Hierbij staan s, p, d en f voor l = 0, 1, 2 en 3. Een subschil bevat maximaal 2(2l + 1) elektronen: 2 in s, 6 in p, 10 in d en 14 in f.

De vulvolgorde is: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p.

Verkorte notatie met edelgas

De binnenste elektronen van een atoom komen overeen met de configuratie van het voorgaande edelgas, dus je kunt ze vervangen door het symbool daarvan tussen rechte haken. IJzer wordt [Ar] 3d⁶ 4s² in plaats van 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s². Waterstof en helium hebben geen edelgas onder zich, dus daarvoor bestaat geen verkorte notatie.

Elementen die afwijken van de volgorde van Madelung

Bij ongeveer twintig elementen wijkt de gemeten grondtoestand af van de eenvoudige regel, meestal omdat een half of geheel gevulde d- of f-subschil iets stabieler is. Voor deze elementen gebruikt de rekenmachine de gemeten configuraties.

De volledige lijst die de rekenmachine verwerkt is Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, La, Ce, Gd, Pt, Au, Ac, Th, Pa, U, Np, Cm en Lr. Van de elementen 104 tot en met 118 is de grondtoestand niet gemeten, dus de rekenmachine past daarvoor de eenvoudige volgorde van Madelung toe en meldt dat op de resultaatpagina.

Valentie-elektronen

Voor het s-blok en het p-blok zijn de valentie-elektronen de buitenste s- en p-elektronen: natrium heeft er 1, zuurstof 6 en neon 8. Voor elementen in groep 3 tot en met 12 zonder buitenste p-elektronen en voor het f-blok tellen ook de d-elektronen van de schil eronder mee: ijzer heeft er 8 (3d⁶ 4s²), koper 11 en zink 12. Binnenste f-elektronen tellen niet mee. Schoolboeken verschillen over de overgangsmetalen, dus controleer welke afspraak jouw les gebruikt.

Orbitaaldiagram

Het diagram toont de laatste subschil in vulvolgorde als een rij hokjes, één per orbitaal (1 voor s, 3 voor p, 5 voor d, 7 voor f). Volgens de regel van Hund krijgt elke orbitaal eerst één pijl omhoog voordat een orbitaal een tweede pijl in tegengestelde richting krijgt.