Konfiguracja elektronowa pierwiastków

Jak zapisać konfigurację elektronową krok po kroku

Zacznij od odczytania liczby atomowej — ona mówi, ile elektronów masz rozmieścić. Potem wypełniaj podpowłoki w kolejności wzrastającej energii: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p. Do każdej wkładasz tyle elektronów, ile się mieści, aż skończą Ci się elektrony do rozdania. Dla chloru o liczbie atomowej 17 daje to zapis 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵, a suma indeksów wynosi dokładnie 17 — to najprostszy sposób sprawdzenia, czy nigdzie się nie pomyliłeś. W wersji powłokowej ten sam chlor zapisujemy jako K₂ L8 M7. Powłoki oznacza się literami K, L, M, N i mieszczą kolejno 2, 8, 18 i 32 elektrony, przy czym powłoka zewnętrzna nigdy nie ma więcej niż osiem elektronów. Elektrony na ostatniej powłoce to elektrony walencyjne i to one odpowiadają za właściwości chemiczne pierwiastka. Jeśli suma indeksów nie zgadza się z liczbą atomową, gdzieś przekroczyłeś limit podpowłoki albo jedną z nich pominąłeś — to najczęstszy błąd w tego typu zadaniach.

Zapis skrócony z gazem szlachetnym — co znaczy [Ne] 3s¹

Przy cięższych pierwiastkach pełny zapis robi się długi i mało czytelny, dlatego stosuje się wersję skróconą. Symbol gazu szlachetnego w nawiasie kwadratowym zastępuje całą konfigurację tego gazu, czyli komplet elektronów rdzenia. Zapis [Ne] 3s¹ dla sodu znaczy dokładnie to samo co 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹: neon ma dziesięć elektronów, więc nawias zastępuje pierwsze dziesięć, a po nim dopisujemy tylko to, co sód ma ponadto. Wapń zapisujemy jako [Ar] 4s², a żelazo jako [Ar] 3d⁶ 4s². Skrót wybiera się zawsze według gazu szlachetnego stojącego bezpośrednio przed danym pierwiastkiem w układzie okresowym, czyli tego, który kończy poprzedni okres. Zaletą tego zapisu jest to, że od razu widać elektrony walencyjne, a to one decydują o reaktywności. Warto pamiętać o wyjątkach: chrom i miedź mają konfiguracje odbiegające od prostej reguły wypełniania. Chrom i miedź przenoszą jeden elektron z podpowłoki 4s na 3d, bo taki układ jest dla nich korzystniejszy energetycznie. Takich wyjątków jest w tablicy niewiele i zwykle podaje się je gotowe.

Bloki s, p, d i f w układzie okresowym

Układ okresowy dzieli się na cztery bloki, a podział wynika wprost z tego, która podpowłoka jest zapełniana jako ostatnia. Blok s to dwie pierwsze grupy plus hel, blok p to sześć ostatnich grup, czyli prawa część tablicy, blok d to metale przejściowe w środku, a blok f to lantanowce i aktynowce wydzielone w dolnym pasie. Ten podział bardzo ułatwia pracę, bo z położenia pierwiastka w tablicy da się odczytać końcówkę jego konfiguracji, bez wypisywania wszystkiego od początku. Numer okresu odpowiada numerowi ostatniej zapełnianej powłoki dla bloków s i p, a numer grupy w tych blokach mówi, ile jest elektronów walencyjnych. Dlatego wszystkie litowce kończą konfigurację na s1, a wszystkie fluorowce na p5 — i dlatego pierwiastki jednej grupy zachowują się podobnie w reakcjach chemicznych. Bloki tłumaczą też kształt tablicy: dwie kolumny bloku s z lewej, sześć kolumn bloku p z prawej, dziesięć kolumn bloku d w środku i czternaście kolumn bloku f na dole — dokładnie tyle, ile elektronów mieści każda z tych podpowłok.

Najczęstsze pytania