Электронные формулы атомов химических элементов

Для характеристики состояния электрона применяются квантовые числа, которые определяют состояния электронов и типы атомных орбиталей, на которых они находятся.

Всего квантовых чисел четыре:

  1. Главное (n)
  2. Орбитальное(l)
  3. Магнитное(ml)
  4. Спиновое (ms)

При составлении электронной формулы определяющее значение имеют первые два квантовых числа: главное и орбитальное.

Главное квантовое число определяет энергетический уровень электрона. Оно соответствует номеру периода в периодической таблице Д.И.Менделеева и принимает целые значения: 1,2,3....

Орбитальное квантовое число определяет форму орбитали. Оно может принимать целые значения: 0,1,2... (n-1), что соответствует подуровням: f-, d-, p-, s-...

Порядок заполнения атомных орбиталей по мере увеличения энергии следующий: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f ≈ 5d < 6p < 7s < 5f ≈ 6d < 7p < 8s. При заполнении орбитальных оболочек атома более предпочтительны (более энергетически выгодны), и, значит, заполняются раньше те состояния, для которых сумма главного квантового числа n и побочного (орбитального) квантового числа l , т.е. n + l , имеет меньшее значение.

s-элементы
d-элементы
f-элементы
p-элементы

Знак
Элемент
Электронная формула
I период
1
H
водород
1s1
2
He
гелий
1s2
II период
3
Li
литий
1s2 2s1
4
Be
берилий
1s2 2s2
5
B
бор
1s2 2s2 2p1
6
C
углерод
1s2 2s2 2p2
7
N
азот
1s2 2s2 2p3
8
O
кислород
1s2 2s2 2p4
9
F
фтор
1s2 2s2 2p5
10
Ne
неон
1s2 2s2 2p6
III период
11
Na
натрий
1s2 2s2 2p6 3s1
12
Mg
магний
1s2 2s2 2p6 3s2
13
Al
алюминий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
14
Si
кремний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
15
P
фосфор
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
16
S
сера
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
17
Cl
хлор
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
18
Ar
аргон
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
IV период
19
K
калий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
20
Ca
кальций
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
21
Sc
скандий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
22
Ti
титан
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
23
V
ванадий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
24
Cr
хром
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
25
Mn
марганец
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
26
Fe
железо
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
27
Co
кобальт
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
28
Ni
никель
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
29
Cu
медь
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
30
Zn
цинк
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
31
Ga
галлий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1
32
Ge
германий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2
33
As
мышьяк
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3
34
Se
селен
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
35
Br
бром
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
36
Kr
криптон
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
V период
37
Rb
рубидий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1
38
Sr
стронций
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
39
Y
иттрий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1
40
Zr
цирконий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2
41
Nb
ниобий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d4
42
Mo
молибден
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d5
43
Tc
технеций
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d5
44
Ru
рутений
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d7
45
Rh
родий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8
46
Pd
палладий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 4d10
47
Ag
серебро
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10
48
Cd
кадмий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
49
In
индий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1
50
Sn
олово
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p2
51
Sb
сурьма
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s22 4d10 5p3
52
Te
теллур
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p4
53
I
йод
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5
54
Xe
ксенон
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
VI период
55
Cs
цезий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
56
Ba
барий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
57
La
лантан
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d1
58
Ce
церий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f2
59
Pr
празеодим
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3
60
Nd
неодим
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4
61
Pm
прометий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f5
62
Sm
самарий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f6
63
Eu
европий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7
64
Gd
гадолиний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7 5d1
65
Tb
тербий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
66
Dy
диспрозий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
67
Ho
гольмий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f11
68
Er
эрбий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12
69
Tm
тулий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
70
Yb
иттербий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
71
Lu
лютеций
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d1
72
Hf
гафний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d2
73
Ta
тантал
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d3
74
W
вольфрам
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4
75
Re
рений
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d5
76
Os
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d6
77
Ir
иридий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d7
78
Pt
платина
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 5d9
79
Au
золото
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 5d10
80
Hg
ртуть
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
81
Tl
таллий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p1
82
Pb
свинец
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p2
83
Bi
висмут
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p3
84
Po
полоний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p4
85
At
астат
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p5
86
Rn
радон
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6
VII период
87
Fr
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1
88
Ra
радий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
89
Ac
актиний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d1
90
Th
торий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d2 5f0
91
Pa
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f2 6d1
92
U
уран
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f3 6d1
93
Np
нептуний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f4 6d1
94
Pu
плутоний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f5 6d1
95
Am
америций
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7
96
Cm
кюрий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7 6d1
97
Bk
берклий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f8 6d1
98
Cf
калифорний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f10
99
Es
эйнштейний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f11
100
Fm
фермий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f12
101
Md
менделеевий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f13
102
No
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14
103
Lr
лоуренсий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d1
104
Rf
резерфордий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d2
105
Db
дубний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d3
106
Sg
сиборгий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d4
107
Bh
борий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d5
108
Hs
хассий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d6
109
Mt
мейтнерий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d7
110
Ds
дармштадтий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d8
111
Rg
рентгений
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d9
112
Cn
коперниций
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10
113
Nh
нихоний
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p1
114
Fl
флеровий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p2
115

московий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p3
116
Lv
ливерморий
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p4
117
Ts
теннесcин
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p5
118
Og
оганесон
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

Эмпирическое правило Клечковского и следующая из него схема очерёдностей в какой-то мере противоречат реальной энергетической последовательности атомных орбиталей всего лишь в двух одинаковых по сути случаях:

у атомов Au, Ag, Cr, Cu, Mo, Nb, Pd, Pt, Ru, Rh, существует «провал» электрона с s-подуровня внешнего слоя на d-подуровень предыдущего слоя, что означает энергетически более устойчивое состояние атома.

То есть после заполнения двумя электронами орбитали 6s следующий электрон появляется на орбитали 5d, а не 4f, и только после этого происходит заселение четырнадцатью электронами орбиталей 4f, затем продолжается и завершается заселение десятиэлектронного состояния 5d.

Аналогичная ситуация характерна и для орбиталей 7s, 6d и 5f.

Электронные формулы атомов химических элементов

Электронные конфигурации элементов со 105 по 118 - это утверждения, основанные на электронных конфигурациях следующих элементов:

105 Db - на основании тантала;

106 Sg - вольфрама;

107 Bh - рения;

108 Hs - осмия;

109 Mt - иридия;

110 Ds - платины;

111 Rg - золота;

112 Cn - ртути;

113 Nh - таллия;

114 Fl - свинца;

115 Mc - висмута;

116 Lv - полония;

117 Ts - астата;

118 Og - радона.