Periodiek systeem/Elektronenconfiguratie

Hieronder volgt het periodiek systeem met de verkorte elektronenconfiguratie bij ieder element, met andere woorden hoe de elektronen over de diverse elektronenschillen zijn verdeeld. De compleet gevulde schillen uit bovenliggende rijen van het periodiek systeem worden meestal door het symbool vervangen van het edelgas uit de rij erboven. Denk de elektronenconfiguratie van het edelgas uit de rij daarboven erbij.

Voorbeeld: de volledige elektronenconfiguratie van broom, symbool Br, is 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁵, maar wordt aangegeven met [Ar] 4s²3d¹⁰4p⁵.

Met toenemend atoomnummer worden de schillen en subschillen op een vrij regelmatige wijze opgevuld: eerst 1s, dan 2s, 2p, 3s en 3p, maar dan volgt eerst 4s voordat 3d wordt opgevuld. Daarin komt ook weer een kleine onregelmatigheid voor. Koper bijvoorbeeld heeft elektronenconfiguratie 3d¹⁰4s¹ in plaats van 3d⁹4s². De oorzaak voor deze onregelmatigheden is dat er niet alleen een wisselwerking is tussen de positieve atoomkern en het toegevoegde elektron, maar ook een afstoting tussen alle aanwezige elektronen. Omdat de s-, p- en d-orbitalen allemaal een andere vorm hebben is de manier waarop het ene elektron het andere afschermt van de kern afhankelijk van de baan die wordt opgevuld. Het resultaat van dit veellichamenprobleem is dat de energie van de verschillende banen een beetje zijn zoals een touwladder van elastiek: zet je voet erop en alle afstanden worden anders.

Hetzelfde probleem doet zich voor bij het vormen van ionen. Bijvoorbeeld als mangaan 3d⁵4s² oplost in water vormt het Mn²⁺-ionen die een configuratie 3d⁵ hebben. Hoewel de 4s²-elekronen eerder in de periode worden opgevuld dan de 3d, zijn zij het die bij de oxidatie tot Mn²⁺ worden afgestaan. De hogere lading van het ion gooit de volgorde van de energie door elkaar.

Hierbij speelt nog een extra factor een rol: bij 3d⁵ is de d-subschil precies half gevuld en dat verleent extra stabiliteit, mits alle spins parallel worden gezet. De spinparingsenergie is een naar verhouding kleine term, maar kan wel de doorslag geven en een bepaalde configuratie stabiel maken.

	1																	18
1	H 1s1	2	Periodiek systeem										13	14	15	16	17	He 1s2
2	Li [He] 2s1	Be [He] 2s2											B [He] 2s2 2p1	C [He] 2s2 2p2	N [He] 2s2 2p3	O [He] 2s2 2p4	F [He] 2s2 2p5	Ne [He] 2s2 2p6
3	Na [Ne] 3s1	Mg [Ne] 3s2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Al [Ne] 3s2 3p1	Si [Ne] 3s2 3p2	P [Ne] 3s2 3p3	S [Ne] 3s2 3p4	Cl [Ne] 3s2 3p5	Ar [Ne] 3s2 3p6
4	K [Ar] 4s1	Ca [Ar] 4s2	Sc [Ar] 4s2 3d1	Ti [Ar] 4s2 3d2	V [Ar] 4s2 3d3	Cr [Ar] 4s1 3d5	Mn [Ar] 4s2 3d5	Fe [Ar] 4s2 3d6	Co [Ar] 4s2 3d7	Ni [Ar] 4s2 3d8	Cu [Ar] 4s1 3d10	Zn [Ar] 4s2 3d10	Ga [Ar] 4s2 3d10 4p1	Ge [Ar] 4s2 3d10 4p2	As [Ar] 4s2 3d10 4p3	Se [Ar] 4s2 3d10 4p4	Br [Ar] 4s2 3d10 4p5	Kr [Ar] 4s2 3d10 4p6
5	Rb [Kr] 5s1	Sr [Kr] 5s2	Y [Kr] 5s2 4d1	Zr [Kr] 5s2 4d2	Nb [Kr] 5s1 4d4	Mo [Kr] 5s2 4d4	Tc [Kr] 5s2 4d5	Ru [Kr] 5s2 4d6	Rh [Kr] 5s2 4d7	Pd [Kr] 4d10	Ag [Kr] 5s1 4d10	Cd [Kr] 5s2 4d10	In [Kr] 5s2 4d10 5p1	Sn [Kr] 5s2 4d10 5p2	Sb [Kr] 5s2 4d10 5p3	Te [Kr] 5s2 4d10 5p4	I [Kr] 5s2 4d10 5p5	Xe [Kr] 5s2 4d10 5p6
6	Cs [Xe] 6s1	Ba [Xe] 6s2	↓	Hf [Xe] 6s2 4f14 5d2	Ta [Xe] 6s2 4f14 5d3	W [Xe] 6s2 4f14 5d4	Re [Xe] 6s2 4f14 5d5	Os [Xe] 6s2 4f14 5d6	Ir [Xe] 6s2 4f14 5d7	Pt [Xe] 6s2 4f14 5d8	Au [Xe] 6s2 4f14 5d9	Hg [Xe] 6s2 4f14 5d10	Tl [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p1	Pb [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p2	Bi [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3	Po [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p4	At [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p5	Rn [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p6
7	Fr [Rn] 7s1	Ra [Rn] 7s2	↓↓	Rf [Rn] 7s2 5f14 6d2	Db [Rn] 7s2 5f14 6d3	Sg [Rn] 7s2 5f14 6d4	Bh [Rn] 7s2 5f14 6d5	Hs [Rn] 7s2 5f14 6d6	Mt [Rn] 7s2 5f14 6d7	Ds [Rn] 7s2 5f14 6d8	Rg [Rn] 7s2 5f14 6d9	Cn [Rn] 7s2 5f14 6d10	Nh [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p1	Fl [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p2	Mc [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p3	Lv [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p4	Ts [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p5	Og [Rn] 7s2 5f14 6d10 7p6
Lanthaniden			La [Xe] 6s2 5d1	Ce [Xe] 6s2 4f2	Pr [Xe] 6s2 4f3	Nd [Xe] 6s2 4f4	Pm [Xe] 6s2 4f5	Sm [Xe] 6s2 4f6	Eu [Xe] 6s2 4f7	Gd [Xe] 6s2 4f7 5d1	Tb [Xe] 6s2 4f9	Dy [Xe] 6s2 4f10	Ho [Xe] 6s2 4f11	Er [Xe] 6s2 4f12	Tm [Xe] 6s2 4f13	Yb [Xe] 6s2 4f14	Lu [Xe] 6s2 4f14 5d1
Actiniden			Ac [Rn] 7s2 6d1	Th [Rn] 7s2 6d2	Pa [Rn] 7s2 5f2 6d1	U [Rn] 7s2 5f3 6d1	Np [Rn] 7s2 5f4 6d1	Pu [Rn] 7s2 5f6	Am [Rn] 7s2 5f7	Cm [Rn] 7s2 5f7 6d1	Bk [Rn] 7s2 5f9	Cf [Rn] 7s2 5f10	Es [Rn] 7s2 5f11	Fm [Rn] 7s2 5f12	Md [Rn] 7s2 5f13	No [Rn] 7s2 5f14	Lr [Rn] 7s2 5f14 6d1
			Chemische reeksen van het periodiek systeem
			Alkalimetalen			Aardalkalimetalen			Overgangsmetalen			Hoofdgroepmetalen			Metalloïden
			Niet-metalen			Halogenen			Edelgassen			Lanthaniden			Actiniden

Dit overzicht is er ook als tabel met dezelfde verkorte benoeming van de elektronenconfiguratie.

· ·

Chemische elementen en isotopen