Konfiguracja elektronowa

Konfiguracja elektronowa (struktura elektronowa) pierwiastka – uproszczony opis atomu polegający na rozmieszczeniu elektronów należących do atomów danego pierwiastka na poszczególnych powłokach, podpowłokach i orbitalach. Każdy elektron znajdujący się w atomie opisywany jest przy pomocy zbioru liczb kwantowych.

Przyjmuje się, że w podstawowym stanie energetycznym wszystkie atomy danego pierwiastka posiadają jednakową konfigurację elektronową, o ile nie są związane z innymi atomami.

Konfigurację tę, a ściślej – energie poszczególnych elektronów i rozkład przestrzenny ich funkcji falowych, można ustalić na podstawie obliczeń kwantowo-mechanicznych. Dla pierwiastków zawierających niewiele elektronów jest to stosunkowo proste. Obliczenia stają się skomplikowane w miarę wzrostu ilości elektronów, dlatego też najczęściej do wyznaczania energii elektronów stosuje się metody spektroskopowe. W przypadku wielu pierwiastków, zwłaszcza lantanowców, metali przejściowych i metali ziem rzadkich, istnieją wciąż liczne kontrowersje na temat ich konfiguracji elektronowej i dlatego w różnych tabelach i opracowaniach można często znaleźć sprzeczne dane na ten temat. Wynika to w znacznej mierze z faktu, że konfiguracja elektronowa ma ścisły sens tylko w spinowo ograniczonym przybliżeniu Hartree-Focka – a metoda ta dla wielu układów zupełnie zawodzi. Innymi słowy, konfiguracja elektronowa jest parametrem modelu RHF, a nie jakąś obserwowalną strukturą.

Konwencja zapisu konfiguracji

Konfigurację zapisuje się wg pewnej konwencji. Zapis ten może wyglądać na przykład tak:

neon: 1s22s22p6

lub w zapisie "klatkowym":

Neon-konfiguracja-elektronowa-zapis-klatkowy.svg

Liczby występujące przed literami oznaczają numery kolejnych powłok elektronowych. Ich numeracja zaczyna się od powłoki najbliższej jądra i rośnie wraz z oddalaniem się od niego. Małe litery ("s", "p", "d" i "f") oznaczają rodzaje typów orbitali, zaś górne indeksy liczbowe oznaczają liczbę elektronów znajdujących się na danym poziomie orbitalnym, w danym typie orbitalu.

Dla uproszczenia podaje się często zapis skrócony. Np.

węgiel: hel + 2s22p2

lub upraszczając:

C: [He]2s22p2

gdzie hel [He] to konfiguracja elektronowa helu (tzw. rdzeń helowy), do której dodane są kolejne elektrony. Zapis "klatkowy" przybiera teraz postać

Wegiel-konfiguracja-elektronowa-zapis-klatkowy.svg
Inne języki
한국어: 전자 배치
Bahasa Indonesia: Konfigurasi elektron
íslenska: Rafeindahýsing
Bahasa Melayu: Konfigurasi elektron
日本語: 電子配置
oʻzbekcha/ўзбекча: Elektron konfiguratsiyasi
саха тыла: Электрон былыт
Simple English: Electron configuration
srpskohrvatski / српскохрватски: Elektronska konfiguracija
Tiếng Việt: Cấu hình electron
中文: 电子排布