Madelungregelen

Madelungregelen, også kjent som n+l-regelen, er en heuristikk brukt i elektronkonfigurasjon for å beskrive hvordan elektroner fyller atomeorbitaler i grunntilstand. Regelen sier at orbitaler fylles i stigende orden av summen n + l, der n er hovedkvantetallet og l er azimuthal kvantetallet (s = 0, p = 1, d = 2, f = 3). Ved like n + l-verdi velges orbitalen med lavere n først. Dette gir en forventet fyllingsrekkefølge som ofte uttrykkes som: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, …

Regelen er en nyttig tommelfingerregel for å beskrive grunnleggende elektronkonfigurasjoner hos lette og middels tunge elementer, men den er ikke alltid presis. Det finnes kjente unntak, spesielt i overganger mellom s- og d-subshells. For eksempel avviker krom og kobber fra den enkle ordnen: Cr: [Ar] 3d5 4s1 og Cu: [Ar] 3d10 4s1. Lignende avvik forekommer for noen andre overganger og i lanthanider/actinider.

Årsaken er stabilisering av halv- eller fullt-fylt d- eller f-subshell gjennom elektron-electron-interaksjon og relativistiske effekter i tunge atomer. Regelen er derfor mest nyttig som en heuristikk og som historisk forklaring på hvordan den periodiske tabellen har sin struktur. Madelungregelen ble formulert av Erwin Madelung i 1930-årene.