Calculadora de configuração eletrônica

Os elétrons ocupam o subnível de menor energia que ainda tenha lugar (princípio de Aufbau). A regra de Madelung dá essa ordem: os subníveis são preenchidos em ordem crescente de n + l e, em caso de empate, o de menor n é preenchido primeiro. Aqui s, p, d e f correspondem a l = 0, 1, 2 e 3. Um subnível comporta no máximo 2(2l + 1) elétrons: 2 em s, 6 em p, 10 em d e 14 em f.

A ordem de preenchimento é: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p.

Notação com gás nobre

Os elétrons internos de um átomo coincidem com a configuração do gás nobre anterior, então podem ser substituídos pelo símbolo dele entre colchetes. O ferro fica [Ar] 3d⁶ 4s² em vez de 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s². O hidrogênio e o hélio não têm gás nobre abaixo deles, por isso não têm notação abreviada.

Elementos que fogem da ordem de Madelung

Para cerca de vinte elementos, o estado fundamental medido difere da regra simples, em geral porque um subnível d ou f semipreenchido ou totalmente preenchido é um pouco mais estável. A calculadora usa as configurações medidas para esses elementos.

A lista completa tratada pela calculadora é Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, La, Ce, Gd, Pt, Au, Ac, Th, Pa, U, Np, Cm e Lr. O estado fundamental dos elementos 104 a 118 não foi medido, então a calculadora aplica a eles a ordem de Madelung simples e avisa isso na página de resultado.

Elétrons de valência

Nos blocos s e p, os elétrons de valência são os elétrons s e p mais externos: o sódio tem 1, o oxigênio 6 e o neônio 8. Para elementos dos grupos 3 a 12 sem elétrons p externos e para o bloco f, também contam os elétrons d da camada imediatamente abaixo: o ferro tem 8 (3d⁶ 4s²), o cobre 11 e o zinco 12. Os elétrons f internos não são contados. Os livros didáticos divergem quanto aos metais de transição, então confira qual convenção o seu curso adota.

Diagrama de orbitais

O diagrama mostra o último subnível na ordem de preenchimento como uma fileira de caixas, uma por orbital (1 para s, 3 para p, 5 para d, 7 para f). Pela regra de Hund, cada orbital recebe uma seta para cima antes de qualquer orbital receber uma segunda seta, no sentido oposto.