Werkzeug 03

Elektronenkonfiguration berechnen

Wählen Sie ein beliebiges Element von Wasserstoff bis Oganesson und sehen Sie seine Elektronenkonfiguration im Grundzustand in vollständiger und in Edelgas-Schreibweise, mit Orbitaldiagramm. Weicht das echte Atom von der Aufbau-Reihenfolge ab, wie Chrom und Kupfer, sagt die Seite es. Weiter unten können Sie mit einem Trainer üben.

Kostenlos, ohne Konto, und nichts von dem, was Sie eingeben, verlässt Ihren Browser.

Ein Element nachschlagen

?
Wird geladen…
Vollständige Konfiguration
Edelgas-Schreibweise

Orbitaldiagramm

Trainer für Elektronenkonfigurationen

Füllen Sie die Unterschalen in der richtigen Reihenfolge. Die Aufbau-Diagonale wird neben Ihnen angezeigt, bis Sie sie nicht mehr benötigen.

RICHTIG 0 VERSUCHE 0
?
Wird geladen…

— Unterschalen unten anklicken —

Durchgerechnete Beispiele

Sauerstoff (O, Z = 8)

Füllen Sie die Unterschalen in der Aufbau-Reihenfolge, bis die laufende Summe Z = 8 erreicht:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁴ → 8

Vollständige Konfiguration:

1s² 2s² 2p⁴

Edelgas-Schreibweise:

[He] 2s² 2p⁴

Ungepaarte Elektronen: 2

Dieses Beispiel im Werkzeug öffnen

Eisen (Fe, Z = 26)

Füllen Sie die Unterschalen in der Aufbau-Reihenfolge, bis die laufende Summe Z = 26 erreicht:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁶ → 10
  4. 3s² → 12
  5. 3p⁶ → 18
  6. 4s² → 20
  7. 3d⁶ → 26

Vollständige Konfiguration:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

Edelgas-Schreibweise:

[Ar] 3d⁶ 4s²

Ungepaarte Elektronen: 4

Dieses Beispiel im Werkzeug öffnen

Kupfer (Cu, Z = 29)

Füllen Sie die Unterschalen in der Aufbau-Reihenfolge, bis die laufende Summe Z = 29 erreicht:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁶ → 10
  4. 3s² → 12
  5. 3p⁶ → 18
  6. 4s² → 20
  7. 3d⁹ → 29

Kupfer ist eine Ausnahme: Die Aufbau-Reihenfolge sagt [Ar] 3d⁹ 4s² voraus, doch ein 4s-Elektron wechselt in die 3d-Unterschale, weil eine vollständig besetzte 3d-Unterschale energetisch günstiger ist. Der Grundzustand ist [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.

Vollständige Konfiguration:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

Edelgas-Schreibweise:

[Ar] 3d¹⁰ 4s¹

Ungepaarte Elektronen: 1

Dieses Beispiel im Werkzeug öffnen

So funktioniert es

Warum wird 4s vor 3d gefüllt?

Weil die Energie, nicht die Schalenummer, die Reihenfolge bestimmt. Die Madelung-Regel besagt, dass Unterschalen nach zunehmendem n + l gefüllt werden: 4s hat n+l = 4, während 3d den Wert n+l = 5 hat, also kommt 4s zuerst. Sobald Elektronen tatsächlich im Atom sind, kehrt sich das Bild um — in einem neutralen Übergangsmetall liegt 3d unterhalb von 4s. Deshalb verlieren Ionen wie Fe²⁺ zuerst ihre 4s-Elektronen und nicht ihre 3d-Elektronen. Chrom und Kupfer durchbrechen das Muster vollständig, indem sie eine halb oder vollständig gefüllte d-Schale einer vollständig gefüllten s-Schale vorziehen.

Woher die Konfigurationen stammen

Die für jedes Element angezeigte Konfiguration ist der Grundzustand aus den Referenzdaten der Website, keine berechnete Schätzung; bekannte Ausnahmen erscheinen deshalb so, wie sie wirklich sind. Die Vorhersage nach dem Aufbauprinzip wird getrennt mit der n + l-Regel ermittelt und daneben gezeigt, wenn beide abweichen. Das Orbitaldiagramm füllt jede Unterschale nach der Hundschen Regel: Jedes Orbital erhält ein Elektron, bevor eines ein zweites bekommt.

Grenzen

  • Der Rechner beschreibt neutrale Atome im Grundzustand, keine Ionen und keine angeregten Zustände.
  • Ab Rutherfordium (Element 104) sind die Konfigurationen theoretische Vorhersagen, weil zu wenige Atome erzeugt wurden, um sie zu messen.
  • Der Trainer fragt Elemente bis Strontium (Element 38) ab, bei denen die Füllreihenfolge der üblicherweise gelehrten entspricht.