תצורת אלקטרונים

קונפיגורציה אלקטרונית משלבת סדרי אנרגיה, קיבולת וכללי אכלוס

קונפיגורציה אלקטרונית מתארת כיצד האלקטרונים מאכלסים אורביטלים אטומיים. לפי עקרון פאולי אורביטל יחיד יכול להכיל לכל היותר שני אלקטרונים בעלי ספינים מנוגדים. בתת-קליפה s יש אורביטל אחד, ב-p שלושה, ב-d חמישה וב-f שבעה, ולכן הקיבולות המרביות הן 2, 6, 10 ו-14 אלקטרונים.

עקרון האאופבאו משתמש בסדר אנרגיות מקורב כגון 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d. בתוך קבוצת אורביטלים שווי-אנרגיה פועל כלל הונד: האלקטרונים מאכלסים תחילה אורביטלים נפרדים לפני יצירת זוגות. הכללים עובדים לרוב האטומים, אך אטומי מעבר כמו Cr ו-Cu מראים חריגים משום שהפרשי האנרגיה בין 4s ל-3d קטנים והאינטראקציות הרב-אלקטרוניות חשובות.

בעת יצירת קטיונים אי אפשר תמיד פשוט להפוך את סדר המילוי. בדרך כלל מסירים קודם אלקטרונים מן הקליפה בעלת n הגבוה יותר; לכן ברזל מאבד אלקטרוני 4s לפני 3d, ו-Fe²⁺ נכתב בקירוב [Ar]3d⁶. זו תזכורת שסדרי האנרגיה משתנים עם האכלוס והמטען.

לקונפיגורציה יש משמעות מעבר לסימון: היא מסבירה אלקטרוני ערכיות, מחזוריות, מגנטיות ודפוסי תגובתיות. אלקטרונים בלתי מזווגים תורמים בדרך כלל לפרמגנטיות, ואילו קליפות סגורות מקושרות לעיתים קרובות ליציבות גבוהה יותר.

תרגילים פתורים