Электронное строение атомов

Онлайн калькулятор электронного строения атомов. Выберите химический элемент или введите его порядковый номер (от 1 до 118) - калькулятор покажет полную и сокращенную электронную конфигурацию, орбитальную диаграмму с ячейками и стрелками, распределение электронов по оболочкам и визуальную модель атома Бора.

Электронная конфигурация описывает распределение электронов по энергетическим уровням (оболочкам) и подуровням (подоболочкам) атома. Заполнение происходит по правилу Клечковского (Маделунга) - сначала заполняются подуровни с наименьшей суммой n + l, а при равной сумме - с наименьшим n. Исключения из этого правила учтены для всех известных элементов.

Электронная конфигурация атома описывает распределение электронов по энергетическим уровням, подуровням и орбиталям. Каждый электрон характеризуется набором четырех квантовых чисел: главное квантовое число n (определяет энергетический уровень), орбитальное l (форму орбитали: s, p, d, f), магнитное m_l (ориентацию в пространстве) и спиновое m_s (направление вращения).

Правило Клечковского (Маделунга) определяет порядок заполнения подуровней: сначала заполняются подуровни с наименьшей суммой n + l, при равной сумме - с наименьшим n. Порядок заполнения: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p. Максимальное число электронов на подуровне: s - 2, p - 6, d - 10, f - 14.

Правило Хунда: при заполнении орбиталей одного подуровня электроны сначала занимают все свободные орбитали по одному (с параллельными спинами), и лишь затем начинают спариваться. Это минимизирует межэлектронное отталкивание и увеличивает суммарный спин.

Исключения из правила Маделунга: ряд элементов имеет электронную конфигурацию, отличающуюся от предсказанной правилом. Например, хром (Cr, Z=24) имеет конфигурацию 3d⁵4s¹ вместо ожидаемой 3d⁴4s², а медь (Cu, Z=29) - 3d¹⁰4s¹ вместо 3d⁹4s². Это связано с особой устойчивостью наполовину и полностью заполненных d-подуровней. Аналогичные исключения наблюдаются для Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au и ряда лантаноидов и актиноидов.

Где применяется: знание электронного строения атома необходимо для предсказания химических свойств элементов, типов химических связей, валентности, степеней окисления, магнитных свойств веществ. Электронная конфигурация определяет положение элемента в периодической таблице Менделеева и объясняет периодический закон.