Электронная конфигурация атомов: таблица

Электронная конфигурация — запись распределения электронов атома по подуровням, например 1s²2s²2p⁶3s¹ у натрия. Подуровни заполняются по порядку 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, а верхний индекс — число электронов на подуровне.

Электронные конфигурации атомов: таблица

Электронные конфигурации атомов в основном состоянии: полная электронная формула, краткая запись через благородный газ и число неспаренных электронов
Элемент№Электронная формулаКраткая записьНеспаренные
Водород11s¹1s¹1
Гелий21s²1s²0
Литий31s²2s¹[He]2s¹1
Бериллий41s²2s²[He]2s²0
Бор51s²2s²2p¹[He]2s²2p¹1
Углерод61s²2s²2p²[He]2s²2p²2
Азот71s²2s²2p³[He]2s²2p³3
Кислород81s²2s²2p⁴[He]2s²2p⁴2
Фтор91s²2s²2p⁵[He]2s²2p⁵1
Неон101s²2s²2p⁶[He]2s²2p⁶0
Натрий111s²2s²2p⁶3s¹[Ne]3s¹1
Магний121s²2s²2p⁶3s²[Ne]3s²0
Алюминий131s²2s²2p⁶3s²3p¹[Ne]3s²3p¹1
Кремний141s²2s²2p⁶3s²3p²[Ne]3s²3p²2
Фосфор151s²2s²2p⁶3s²3p³[Ne]3s²3p³3
Сера161s²2s²2p⁶3s²3p⁴[Ne]3s²3p⁴2
Хлор171s²2s²2p⁶3s²3p⁵[Ne]3s²3p⁵1
Аргон181s²2s²2p⁶3s²3p⁶[Ne]3s²3p⁶0
Калий191s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹[Ar]4s¹1
Кальций201s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²[Ar]4s²0
Скандий211s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²[Ar]3d¹4s²1
Титан221s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²[Ar]3d²4s²2
Ванадий231s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²[Ar]3d³4s²3
Хром241s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹[Ar]3d⁵4s¹6
Марганец251s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²[Ar]3d⁵4s²5
Железо261s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²[Ar]3d⁶4s²4
Кобальт271s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²[Ar]3d⁷4s²3
Никель281s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²[Ar]3d⁸4s²2
Медь291s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹[Ar]3d¹⁰4s¹1
Цинк301s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²[Ar]3d¹⁰4s²0
Галлий311s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹[Ar]3d¹⁰4s²4p¹1
Германий321s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²[Ar]3d¹⁰4s²4p²2
Мышьяк331s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³[Ar]3d¹⁰4s²4p³3
Селен341s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁴[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴2
Бром351s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵[Ar]3d¹⁰4s²4p⁵1
Криптон361s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶[Ar]3d¹⁰4s²4p⁶0
Стронций381s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶5s²[Kr]5s²0
Серебро471s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s¹[Kr]4d¹⁰5s¹1
Олово501s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p²[Kr]4d¹⁰5s²5p²2
Иод531s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁵[Kr]4d¹⁰5s²5p⁵1
Цезий551s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s¹[Xe]6s¹1
Барий561s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s²[Xe]6s²0
Платина781s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d⁹6s¹[Xe]4f¹⁴5d⁹6s¹2
Золото791s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰6s¹[Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s¹1
Ртуть801s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰6s²[Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²0
Свинец821s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰6s²6p²[Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²6p²2

Формулы записаны по уровням: у железа 3d⁶ стоит перед 4s², хотя 4s заполняется раньше. Хром, медь, серебро, платина и золото — исключения с провалом электрона, их формулы взяты по данным NIST. Неспаренные электроны — в основном состоянии.

Электронная конфигурация — электронные конфигурации атомов: таблица
Электронная конфигурация — электронные конфигурации атомов: таблица — neuromisha.ruСохранить картинку

Как пользоваться таблицей?

Электронная конфигурация, или электронная формула, показывает, сколько электронов атома находится на каждом подуровне: 1s²2s²2p⁶3s¹ у натрия. Подуровни заполняются в порядке роста энергии: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p. В таблице — полные и краткие формулы 46 элементов и число неспаренных электронов, поиск находит элемент по названию, символу или записи.

Скачать PDFА4, 2 листа, 196 КБ: таблица для печати и QR-код на эту страницу

Обновлено · Химия · кодификатор ЕГЭ 2027, раздел 1.1

Порядок заполнения подуровней

Порядок заполнения электронных подуровней по правилу Клечковского: подуровень, сколько электронов вмещает и какие элементы его заполняют
Подуровеньn + lВмещаетЗаполняют
1s12H, He
2s22Li, Be
2p36B — Ne
3s32Na, Mg
3p46Al — Ar
4s42K, Ca
3d510Sc — Zn
4p56Ga — Kr
5s52Rb, Sr
4d610Y — Cd
5p66In — Xe
6s62Cs, Ba

Правило Клечковского: подуровни заполняются по росту суммы n + l, а при равной сумме — сначала с меньшим n. Поэтому 4s (4 + 0) раньше 3d (3 + 2), а 3d раньше 4p (4 + 1).

Электронные конфигурации ионов

Электронные конфигурации частых ионов и благородный газ с такой же конфигурацией
ИонЭлектроновКонфигурацияКак у
N3−101s²2s²2p⁶неона
O2−101s²2s²2p⁶неона
F−101s²2s²2p⁶неона
Na+101s²2s²2p⁶неона
Mg2+101s²2s²2p⁶неона
Al3+101s²2s²2p⁶неона
S2−18[Ne]3s²3p⁶аргона
Cl−18[Ne]3s²3p⁶аргона
K+18[Ne]3s²3p⁶аргона
Ca2+18[Ne]3s²3p⁶аргона
Cr3+21[Ar]3d³—
Mn2+23[Ar]3d⁵—
Fe2+24[Ar]3d⁶—
Fe3+23[Ar]3d⁵—
Cu+28[Ar]3d¹⁰—
Cu2+27[Ar]3d⁹—
Zn2+28[Ar]3d¹⁰—

Ионы d-элементов сначала теряют 4s-электроны и только потом 3d: у Fe2+ конфигурация [Ar]3d⁶, а не [Ar]3d⁴4s².

Основное и возбуждённое состояние атома

Конфигурация внешнего уровня в основном и возбуждённом состоянии, число неспаренных электронов и валентность
АтомОсновноеВозбуждённоеВалентность
Бериллий2s² (0 неспаренных)2s¹2p¹ (2)II
Бор2s²2p¹ (1)2s¹2p² (3)III
Углерод2s²2p² (2)2s¹2p³ (4)IV
Фосфор3s²3p³ (3)3s¹3p³3d¹ (5)III, V
Сера3s²3p⁴ (2)3s²3p³3d¹ (4); 3s¹3p³3d² (6)II, IV, VI
Хлор3s²3p⁵ (1)3s²3p⁴3d¹ (3); 3s²3p³3d² (5); 3s¹3p³3d³ (7)I, III, V, VII

При возбуждении электрон переходит на свободную орбиталь того же уровня, и неспаренных становится больше. У азота, кислорода и фтора на втором уровне нет d-подуровня, поэтому возбуждённых состояний с большей валентностью у них нет.

Как составить электронную формулу атома?

Найдите порядковый номер элемента — это число электронов. Раскладывайте их по подуровням в порядке заполнения: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p. На s-подуровень помещается 2 электрона, на p — 6, на d — 10. Последний подуровень может остаться неполным.

Сера, № 16: 1s² (2), 2s² (4), 2p⁶ (10), 3s² (12), 3p⁴ (16) — формула 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. Краткая запись заменяет заполненную часть символом благородного газа в скобках: [Ne]3s²3p⁴. Железо, № 26: после аргона 4s², затем 3d⁶ — [Ar]3d⁶4s².

Правила заполнения: Клечковский, Паули, Хунд

  • Принцип наименьшей энергии и правило Клечковского. Электрон занимает свободный подуровень с наименьшей энергией: сначала меньшая сумма n + l, при равной сумме — меньшее n.
  • Принцип Паули. На одной орбитали не больше двух электронов, и спины у них противоположны. Отсюда ёмкость подуровней: s — 2, p — 6, d — 10, f — 14.
  • Правило Хунда. На подуровне электроны сначала занимают орбитали по одному, и лишь потом образуют пары. У азота 2p³ — три неспаренных электрона, а не одна пара и один неспаренный.

Что такое электронно-графическая формула?

Это та же конфигурация, нарисованная ячейками: каждая ячейка — орбиталь, стрелка — электрон, направление стрелки — спин. s-подуровень — одна ячейка, p — три, d — пять. Такая запись сразу показывает неспаренные электроны: у кислорода 2p⁴ в трёх ячейках — одна пара и два одиночных электрона.

Схемы с ячейками для каждого элемента нарисованы на страницах элементов: название в таблице выше ведёт на страницу, например углерода или железа.

Провал электрона у хрома и меди

У хрома по правилу выходит 3d⁴4s², а на деле 3d⁵4s¹. У меди вместо 3d⁹4s² — 3d¹⁰4s¹. Один 4s-электрон переходит на 3d: наполовину и полностью заполненный d-подуровень устойчивее. Так же ведут себя серебро (4d¹⁰5s¹) и золото (5d¹⁰6s¹).

На ЕГЭ провал проверяют вопросом о d-элементах с одним электроном на внешнем уровне: из элементов 4-го периода это хром и медь.

Проверь себя

Электронные формулы: 5 вопросов, от простых к трудным. Как в задании 1: узнать элемент или ион по электронной конфигурации и посчитать неспаренные электроны.

Задача ЕГЭ по этой таблице

Задание 1 ЕГЭ по химии. Пригодятся столбцы «Краткая запись» и «Неспаренные», а для возбуждённого состояния — таблица возбуждения ниже.

  1. Задание 1 из 3

    Определите, атом какого из указанных элементов в основном состоянии имеет электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня 3s²3p⁴. Укажите номер этого элемента в Периодической системе. 1) Si 2) P 3) S 4) Cl 5) Ar

    Показать ответ

  2. Задание 2 из 3

    У атома какого из перечисленных элементов в основном состоянии на 3d-подуровне находится ровно 5 электронов? Запишите номер этого элемента в Периодической системе. 1) Ti 2) V 3) Mn 4) Fe 5) Co

    Показать ответ

  3. Задание 3 из 3

    У атома какого элемента в возбуждённом состоянии возможна электронная конфигурация внешнего уровня 3s¹3p³? Укажите его порядковый номер. 1) Na 2) Mg 3) Al 4) Si 5) P

    Показать ответ

Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое: решить сегодняшнее · напоминание в Telegram раз в день

Как это спрашивают на ЕГЭ и ОГЭ?

Электронные конфигурации атомов и ионов проверяют в задании 1, а от числа внешних электронов зависят свойства элементов в задании 2.

Потренироваться на заданиях

Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Вопросы и ответы

Чем электронная формула отличается от электронной конфигурации?

Ничем: это два названия одной записи, например 1s²2s²2p³ у азота. Электронно-графической формулой называют ту же конфигурацию, нарисованную ячейками-орбиталями со стрелками.

Почему 4s заполняется раньше 3d?

У 4s-подуровня энергия ниже: сумма n + l равна 4, а у 3d — 5. Поэтому у калия и кальция электроны идут на 4s, а 3d начинает заполняться со скандия. В записи по уровням 3d всё равно ставят перед 4s.

Как найти число неспаренных электронов?

Распишите последний подуровень ячейками по правилу Хунда: сначала по одному электрону в каждую орбиталь, потом пары. У p⁴ пара и два одиночных — 2 неспаренных, у d⁷ две пары и три одиночных — 3.

Как записать конфигурацию аниона?

Добавьте электроны на внешний подуровень атома. Сера 3s²3p⁴ принимает два электрона, у S2− выходит 3s²3p⁶ — как у аргона. Анионы неметаллов обычно достраивают оболочку до ближайшего благородного газа.

Источники

Другие справочные таблицы

Все таблицы по химии · все таблицы раздела