Konfiguracja elektronowa pierwiastków do $Z=20$

1.Liczba atomowa $Z$

Liczba protonów w jądrze atomu. W atomie obojętnym jest równa także liczbie elektronów, więc to ona decyduje, ile elektronów trzeba rozmieścić w konfiguracji elektronowej.

2.Powłoka elektronowa

Zbiór elektronów o tym samym głównym poziomie energetycznym. W zakresie szkolnym dla $Z\leq 20$ spotykamy głównie powłoki $K$, $L$, $M$ i początek $N$, odpowiadające poziomom $n=1,2,3,4$.

3.Podpowłoka

Część powłoki o określonym typie orbitalu. W zakresie podstawowym do $Z=20$ używa się podpowłok $s$ i $p$. Zapis konfiguracji pokazuje, ile elektronów znajduje się na każdej z nich.

4.Konfiguracja elektronowa

Sposób rozmieszczenia elektronów w atomie lub jonie na powłokach i podpowłokach. Przykład: sód ma konfigurację $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$.

5.Zasada obsadzania podpowłok

Elektrony zajmują najpierw podpowłoki o niższej energii, a dopiero potem wyższej. Dla pierwiastków do $Z=20$ kolejność jest: $1s$, $2s$, $2p$, $3s$, $3p$, $4s$.

6.Maksymalna liczba elektronów w $s$

Podpowłoka $s$ może pomieścić maksymalnie $2$ elektrony. Dlatego zapisy typu $2s^3$ lub $3s^4$ są niepoprawne.

7.Maksymalna liczba elektronów w $p$

Podpowłoka $p$ może pomieścić maksymalnie $6$ elektronów. Stąd poprawne są zapisy do $2p^6$ lub $3p^6$, ale nie $2p^7$.

8.Elektrony walencyjne

Elektrony znajdujące się na powłoce zewnętrznej atomu. To one decydują głównie o właściwościach chemicznych pierwiastka i jego położeniu w grupie głównej.

9.Blok $s$

Pierwiastki, których ostatni elektron trafia na podpowłokę $s$. Należą tu m.in. litowce i berylowce oraz wodór i hel, choć hel ma szczególne właściwości chemiczne.

10.Blok $p$

Pierwiastki, których ostatni elektron trafia na podpowłokę $p$. W zakresie do $Z=20$ są to m.in. bor, węgiel, azot, tlen, fluor, neon oraz analogiczne pierwiastki z okresu $3$.

11.Okres a konfiguracja

Numer okresu wskazuje liczbę zajętych powłok elektronowych w atomie. Na przykład sód ma elektrony na trzech powłokach, więc leży w okresie $3$.

12.Grupa główna a elektrony walencyjne

Dla pierwiastków bloku $s$ i $p$ liczba elektronów walencyjnych pomaga określić grupę. Na przykład chlor ma $7$ elektronów walencyjnych, więc należy do grupy $17$.

13.Skrócony zapis konfiguracji

Konfigurację można zapisać, zastępując rdzeń atomu symbolem najbliższego gazu szlachetnego w nawiasie kwadratowym. Przykład: magnez to $[Ne]3s^2$.

14.Konfiguracja jonu

Dla kationu odejmuje się elektrony, a dla anionu dodaje. Na przykład $Na^+$ ma o jeden elektron mniej niż atom sodu, więc ma konfigurację $1s^2\,2s^2\,2p^6$.

15.Powłoka walencyjna

Najbardziej zewnętrzna zajęta powłoka elektronowa. Jej obsada wpływa na reaktywność atomu, tworzenie jonów i typowe wartościowości w związkach.

16.Gaz szlachetny a trwała konfiguracja

Atomy gazów szlachetnych mają zapełnioną powłokę walencyjną, dlatego są mało reaktywne. Wiele jonów prostych uzyskuje konfigurację najbliższego gazu szlachetnego.