التوزيع الإلكتروني

بناء التوزيع الإلكتروني يحتاج طاقةً وسعةً وقواعد إشغال

التوزيع الإلكتروني يصف كيف تشغل الإلكترونات المدارات الذرية. يسع المدار الواحد إلكترونين بلفين مغزليين متعاكسين وفق مبدأ باولي، وتملك تحت القشرة s مداراً واحداً وp ثلاثة وd خمسة وf سبعة. لذلك السعات القصوى هي 2 و6 و10 و14 إلكتروناً على الترتيب.

يستخدم مبدأ البناء ترتيباً تقريبياً للطاقات مثل 1s ثم 2s ثم 2p ثم 3s ثم 3p ثم 4s ثم 3d. داخل المدارات المتساوية الطاقة تطبق قاعدة هوند: تشغل الإلكترونات المدارات منفردة أولاً قبل الاقتران. هذه القواعد تعطي معظم الحالات الأرضية، لكن بعض الذرات الانتقالية مثل Cr وCu تظهر استثناءات لأن فروق طاقات 4s و3d صغيرة وتحددها البنية الفعلية متعددة الإلكترونات.

عند تكوين الكاتيونات لا يكفي عكس ترتيب الملء حرفياً. تزال الإلكترونات عادة من الغلاف ذي العدد الكمي الرئيسي الأكبر أولاً؛ لذلك يفقد الحديد إلكترونات 4s قبل 3d، فيكتب Fe²⁺ تقريباً [Ar]3d⁶. هذا مثال مهم على أن ترتيب طاقات المدارات يتغير مع الشحنة والإشغال.

التوزيع ليس مجرد سلسلة رموز؛ إنه يفسر إلكترونات التكافؤ والكتلة الدورية والمغناطيسية واتجاهات الطاقة. وجود إلكترونات منفردة يؤدي إلى مساهمة بارامغناطيسية، بينما الأغلفة المغلقة غالباً ما تكون أكثر استقراراً وأقل تفاعلاً.

تمارين محلولة