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Calcolatore di configurazione elettronica

In breve: ottieni la configurazione elettronica di qualsiasi elemento o ione, in notazione completa e con gas nobile, comprese eccezioni come Cr e Cu. È gratuito, funziona nel browser e non richiede download.

Scegli un elemento ed eventualmente la carica dello ione per ottenere la configurazione elettronica dello stato fondamentale in notazione completa e abbreviata (con gas nobile), un diagramma a caselle degli orbitali, gli elettroni per livello e il numero di elettroni spaiati. Le eccezioni note come Cr, Cu, Pd e Au sono già incluse.

Risposta rapida: il ferro (Fe, Z = 26) è 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 = [Ar] 3d6 4s2. Fe3+ perde per primi gli elettroni 4s: [Ar] 3d5.
I risultati compaiono qui.

Come usare il calcolatore di configurazione elettronica

  1. Digita un simbolo (Cu), un nome (rame) o un numero atomico (29).
  2. Per uno ione, inserisci la sua carica: 2 per Cu2+, -1 per Cl−.
  3. Leggi la notazione abbreviata con gas nobile e la configurazione completa. Gli orbitali sono elencati in ordine di livello (3d prima di 4s).
  4. Usa il diagramma degli orbitali per contare gli elettroni spaiati e prevedere se l'atomo o lo ione è paramagnetico.

Esempi svolti

Ossigeno (Z = 8)

1s2 2s2 2p4 = [He] 2s2 2p4

Due elettroni 2p spaiati (regola di Hund).

Rame (Z = 29), un'eccezione

L'Aufbau prevede [Ar] 3d9 4s2

Reale: [Ar] 3d10 4s1

Cu2+ = [Ar] 3d9

Ione ferro(III), Fe3+

Fe = [Ar] 3d6 4s2; togli 2 × 4s e poi 1 × 3d

Fe3+ = [Ar] 3d5 (5 spaiati)

Come si costruiscono le configurazioni elettroniche

Gli elettroni riempiono gli orbitali in ordine di energia crescente (principio dell'Aufbau), seguendo la regola di Madelung (n + l):

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p

Ogni orbitale contiene due elettroni con spin opposto (principio di esclusione di Pauli), e gli elettroni si distribuiscono singolarmente negli orbitali dello stesso sottolivello prima di appaiarsi (regola di Hund). Le capacità sono s = 2, p = 6, d = 10 e f = 14.

Eccezioni: Cr, Cu e altri

Circa 20 elementi hanno stati fondamentali misurati diversi dall'ordine semplice, di solito perché un sottolivello d o f semipieno o completo ha energia più bassa. I più comuni sono Cr ([Ar] 3d5 4s1), Cu ([Ar] 3d10 4s1), Mo, Ag, Pd ([Kr] 4d10), Pt, Au, La, Ce, Gd e diversi attinidi. Per questi il calcolatore usa gli stati fondamentali sperimentali (NIST).

Ioni

Gli anioni aggiungono elettroni al successivo orbitale disponibile (Cl− = [Ar]). I cationi dei metalli di transizione perdono gli elettroni s esterni prima degli elettroni d, quindi Fe2+ è [Ar] 3d6, non [Ar] 3d4 4s2.

Esplora gli andamenti nella tavola con la tavola periodica interattiva.

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Domande frequenti

Che cos'è una configurazione elettronica?

Indica come gli elettroni di un atomo sono distribuiti negli orbitali, per esempio 1s2 2s2 2p4 per l'ossigeno. Gli apici danno il numero di elettroni in ogni sottolivello.

Che cos'è la notazione con gas nobile?

Una forma abbreviata che sostituisce gli elettroni interni con il gas nobile precedente tra parentesi quadre: il sodio 1s2 2s2 2p6 3s1 diventa [Ne] 3s1.

Perché il rame è 3d10 4s1 e non 3d9 4s2?

Un sottolivello 3d completamente pieno è particolarmente stabile, quindi un elettrone 4s passa nel 3d. Il cromo fa lo stesso per arrivare a un 3d5 semipieno.

Quali elettroni vengono rimossi per primi quando si forma un catione?

Vengono rimossi per primi gli elettroni del livello principale più alto. Nei metalli di transizione gli elettroni 4s se ne vanno prima dei 3d.

Come si trova il numero di elettroni di valenza?

Per gli elementi dei gruppi principali, conta gli elettroni del livello più esterno (n più alto). Per esempio, [Ne] 3s2 3p5 del cloro dà 7 elettroni di valenza.

Qual è la configurazione elettronica di Fe3+?

[Ar] 3d5. Il ferro è [Ar] 3d6 4s2, e i tre elettroni rimossi sono i due elettroni 4s e un elettrone 3d.

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