Инструмент 03

Калькулятор электронной конфигурации

Выберите любой элемент от водорода до оганесона, чтобы увидеть его электронную конфигурацию в основном состоянии в полной записи и через благородный газ, с орбитальной диаграммой. Если реальный атом отступает от порядка Ауфбау, как хром и медь, страница об этом сообщает. Ниже есть тренажёр для практики.

Бесплатно, без регистрации, и ничего из введённого не покидает ваш браузер.

Найти любой элемент

?
Загрузка…
Полная конфигурация
Запись через благородный газ

Орбитальная диаграмма

Тренажёр электронной конфигурации

Заполняйте подуровни в правильном порядке. Диагональная схема Ауфбау отображается рядом, пока она вам не понадобится.

ПРАВИЛЬНО 0 ПОПЫТКИ 0
?
Загрузка…

— нажмите на подуровни ниже —

Разобранные примеры

Кислород (O, Z = 8)

Заполняйте подуровни в порядке Ауфбау, пока нарастающий итог не достигнет Z = 8:

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

Полная конфигурация:

1s² 2s² 2p⁴

Запись через благородный газ:

[He] 2s² 2p⁴

Неспаренных электронов: 2

Открыть этот пример в инструменте

Железо (Fe, Z = 26)

Заполняйте подуровни в порядке Ауфбау, пока нарастающий итог не достигнет Z = 26:

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

Полная конфигурация:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

Запись через благородный газ:

[Ar] 3d⁶ 4s²

Неспаренных электронов: 4

Открыть этот пример в инструменте

Медь (Cu, Z = 29)

Заполняйте подуровни в порядке Ауфбау, пока нарастающий итог не достигнет Z = 29:

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

Медь нарушает правило: порядок Ауфбау предсказывает [Ar] 3d⁹ 4s², но один электрон 4s переходит на 3d, потому что полностью заполненный подуровень 3d даёт более низкую энергию. Основное состояние: [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.

Полная конфигурация:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

Запись через благородный газ:

[Ar] 3d¹⁰ 4s¹

Неспаренных электронов: 1

Открыть этот пример в инструменте

Как это работает

Почему 4s заполняется раньше 3d?

Потому что порядок определяется энергией, а не номером оболочки. Правило Маделунга гласит, что подуровни заполняются при увеличении n + l: для 4s n+l = 4, а для 3d n+l = 5, поэтому 4s заполняется раньше. Когда электроны действительно находятся в атоме, картина меняется — у нейтрального переходного металла 3d находится ниже 4s, поэтому ионы вроде Fe²⁺ сначала теряют электроны 4s, а не 3d. Хром и медь полностью нарушают эту закономерность, предпочитая наполовину заполненную или полностью заполненную d-оболочку полностью заполненной s-оболочке.

Откуда берутся конфигурации

Для каждого элемента показана конфигурация основного состояния из справочных данных сайта, а не вычисленное предположение, поэтому известные исключения видны такими, какие они есть. Предсказание по порядку Ауфбау вычисляется отдельно по правилу n + l и показывается рядом, когда они расходятся. Орбитальная диаграмма заполняет каждый подуровень по правилу Хунда: каждая орбиталь получает по одному электрону, прежде чем какая-либо получит второй.

Ограничения

  • Описываются нейтральные атомы в основном состоянии, а не ионы и не возбуждённые состояния.
  • Начиная с резерфордия (элемент 104), конфигурации являются теоретическими предсказаниями: получено слишком мало атомов, чтобы их измерить.
  • Тренажёр спрашивает об элементах до стронция (элемент 38), у которых порядок заполнения совпадает с тем, что обычно изучают.