Wat is elektronenconfiguratie?
Elektronenconfiguratie verwijst meestal naar de opstelling van elektronen rond de kern van een atoom in zijn grondtoestand, de toestand waarin alle elektronen van het atoom op het laagst mogelijke energieniveau bestaan. De verschillende energieniveaus bezet door de elektronen worden vaak aangeduid als omhulsels rond de kern van het atoom. Elke schaal wordt aangeduid met een geheel getal, beginnend met 1. Hoe hoger het nummer van de schaal, hoe groter de afstand tot de atoomkern. De elektronen in elke schaal bestaan in gebieden die orbitalen of subschalen worden genoemd en die worden aangeduid met s, p, d en f.
Elke elektronenschil kan worden bezet door niet meer dan 2n 2 elektronen, waarin "n" staat voor het schaalnummer. De eerste schil, die zich het dichtst bij de kern bevindt, zal dus slechts twee elektronen bevatten, de tweede acht, de derde 18, enzovoort. Binnen een schaal kan elke baan worden ingenomen door niet meer dan twee elektronen.
Elke shell bevat hetzelfde soort orbitalen als in de vorige shell en ook een nieuw type orbitaal. De eerste schaal bevat alleen een s orbitaal, maar de tweede schaal bevat een s orbitaal en drie p orbitalen; elk van deze p-orbitalen kan twee elektronen bevatten, dus de gecombineerde p-orbitalen in een schaal kunnen maximaal zes elektronen bevatten. De derde schaal heeft een orbitaal, drie p orbitalen en vijf d orbitalen. De zeven f orbitalen komen eerst voor in de vierde schaal, die ook een orbitaal, drie p orbitalen en vijf d orbitalen bevat. Orbitalen voorbij de f orbitalen bestaan maar worden zelden besproken.
Een elektronenconfiguratiekaart toont de volgorde waarin de orbitalen in de schalen worden gevuld. De elektronenconfiguratie voor het element natrium is bijvoorbeeld 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , wat betekent dat de 11 elektronen van natrium worden gevonden in de eerste, tweede en derde elektronenschillen. De s orbitalen van de eerste en tweede schaal bevatten elk twee elektronen, en het orbitaal van de tweede heeft zes elektronen. De s orbitaal van de derde schaal bevat slechts één elektron; zijn drie p orbitalen en vijf d orbitalen zijn niet bezet.
Bij het schrijven van de notatie van de elektronenconfiguratie, kan het superscript op de letter die een type orbitaal aangeeft nooit hoger zijn dan het maximale aantal elektronen dat dat type orbitaal kan bezetten. De superscripts voor s, p, d en f zullen nooit hoger zijn dan respectievelijk 2, 6, 10 en 14.
Lagere energieshells en orbitalen worden gevuld vóór die met een hoger energieniveau. Dit betekent echter niet dat de ene schaal volledig is gevuld voordat de elektronen de volgende schaal beginnen te bezetten. Een configuratiekaart laat zien dat de 4s orbitaal bezet zal zijn vóór de 3d orbitalen. Dit gebeurt omdat naarmate het aantal elektronen toeneemt, de elektronen met elkaar interageren en omstandigheden creëren waarin de hogere baan de laagste energietoestand is die het volgende elektron kan innemen.
Het begrijpen van elektronenconfiguratie is bijzonder belangrijk voor de studie van chemie. Dit komt omdat chemische reacties in het algemeen voorkomen in de valentie- of buitenschilelektronen. De elektronenconfiguratie van de valentieschaal geeft belangrijke informatie over hoe elk element reageert met de anderen.