Електронска конфигурација

Elektronske atomske i molekulske orbitale

Jednostavni dijagram elektronskih nivoa litijuma

Електронска конфигурација елемента је распоред електрона који припадају атому датог елемента на његовим електронским орбиталама.

Рачуна се да у основном енергетском стању сви атоми датог елемента имају исту електронску конфигурацију уколико нису везани са другим атомима.

Електронска конфигурација се утврђује на основу спетроскопских испитивања и уз помоћ теоретских прорачуна. Код многих елемената, посебно лантаноида и прелазних метала, постоје несугласице око њихове електронске конфигурације.

Начин записа конфигурације

Електронска конфигурација се записује на одређен начин. Тај запис може да изгледа на пример овако:

неон: 1s²2s²2p⁶

или овако:

Бројеви који се јављају испред слова означавају енергетске нивое. Њихова нумеризација почиње од орбитале најближе језгру и расте са одаљавањем од њега. Мала слова ("s", "p", "d" i "f") означавају врсте орбитала, а горњи бројевни индекси означавају број електрона који се налазе на датој орбитали.

За упрошћавање електронске конфигурације често се ставља скраћени запис. На пример

угљеник: хелијум + 2s²2p²

или:

C: [He]2s²2p²

где ја [He] (хелијум) - електронска конфигурација хелијума

Општа правила успостављања конфигурације

Приликом правилног записивања електронске конфигурације поштује се следеће:

• Принцип најмањег садржаја енергије
  • Попуњавају се прво нивои и орбитале најмањег енергетског садржаја: прво се попуњава орбитала "s", затим "p", затим "d", па "f" и на крају "g"
  • Орбитале на вишим енергетским нивоима попуњавају се тек кад се попуне нижи енергетски нивои.
• Паулијев принцип искључења
  • Како два електрона у једном атому не могу имати иста сва четири квантна броја, мора се разликовати бар спински, једну подорбиталу попуњава максимално два електрона па на орбитали s могу да буду само 2 електрона, на p - 6, на d - 10, на f - 14, на g - 18.
• Хундово правило
  • По којем се орбитале једнаког садржаја енергије попуњавају тако да што више подорбитала буде делимично попуњено (једним електроном) пре него што почне потпуно испуњавање подорбитале.
• На првом енергетском нивоу постоји само орбитала s, на другом енергетском нивоу орбитале s и p, на трећем орбитале s, p и d и од четвртог орбитале s, p, d и f. Од петог енергетског нивоа треба да се појављује и орбитала g, али сви тренутно познати атоми могу се описати помоћу прве четири орбитале.

Од ових правила постоје извесна одступања, поготову када је реч о прелазним и племенитим металима, где се електронска конфигурација не покорава у потпуности овим правилностима зарад веће стабилности атома.

• Јан-Телерово правило
  • Јан-Телерова теорема тврди да се вишеатомски нелинеарни молекули код којих постоји дегенерација орбитала (више орбитала које имају исту енергију) деформишу тако да се та дегенерација отклони.

Литература

• Белић, Драгољуб (2000). Физика молекула. Београд. стр. 48.