Elektronensamenstelling

Elektronensamenstelling (electronic configuration) beschrijft hoe elektronen verdeeld zijn over de atomaire orbitalen van een atoom of ion. Elektronen vullen de orbitalen volgens een energieladder, met de laagst mogelijke energietoestanden die als eerste gevuld worden.

Belangrijke principes zijn het opbouwprincipe (Aufbau), de Pauli-uitsluitingsregel en Hund’s regel. Het opbouwprincipe stelt dat elektronen de energetisch laagst liggende orbitalen bezetten voordat hogere niveaus worden gevuld. De Pauli-uitsluitingsregel bepaalt dat geen twee elektronen in eenzelfde subschil dezelfde spinquantumgetallen kunnen hebben, zodat elk elektrische paar twee tegengestelde spins heeft. Hund’s regel zegt dat elektronen in een subschil met meerdere orbitalen eerst afzonderlijk met parallel spins plaatsen voordat paren vormen.

Notatie en voorbeelden. De configuratie wordt geschreven als een reeks subschilnummers met aantallen elektronen, bijvoorbeeld 1s^2 2s^2 2p^6 voor neon. Een verkorte notatie gebruikt een edelgaskern, bijvoorbeeld [Ne] 3s^2 3p^6 voor argonachtige elektronen. Voor overgangsmetalen is de gebruikelijke volgorde 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, gevolgd door 3d en zo verder, waarbij in sommige gevallen 4s eerder gevuld wordt dan 3d (energievolgorde varieert per element).

Betekenis en toepassingen. De elektronensamenstelling bepaalt de valentie en daarmee de chemische eigenschappen en de reactiviteit van een element. Ze beïnvloedt ook spectroscopie en de vorming van ionen: bij ionisatie worden elektronen doorgaans uit de buitenste s- en daarna uit d- of f-subniveau verwijderd.