Konfiguracja elektronowa atomów i jonów
Kalkulator zapisuje konfigurację elektronową każdego pierwiastka od wodoru do hasu (Z = 1–108) i jego jonów. Wpisz liczbę atomową, dla żelaza 26, i w razie potrzeby ładunek: zobaczysz kolejność zapełniania, zapis według powłok, zapis z gazem szlachetnym i wyjątki podane przez NIST.
Przykład: Liczba atomowa Z 26 · Ładunek 0 → Konfiguracja elektronowa: Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. Źródło: OpenStax Chemistry 2e, 6.4 Electronic Structure of Atoms (Electron Configurations): Aufbau principle, filling order 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d …, Hund’s rule, exceptions Cr/Cu/Nb, noble-gas core notation, ions (Example 6.11: Na⁺, P³⁻, Al²⁺, Fe²⁺, Sm³⁺) (read 10.10.2026). Stan na: .
Jak to obliczamy
Konfiguracja elektronowa podaje, ile elektronów jest na każdej podpowłoce: s mieści najwyżej 2, p 6, d 10, a f 14 elektronów, zapełnianych w kolejności 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d … To zasada rozbudowy (Aufbau) opisana w podręczniku OpenStax Chemistry: każdy kolejny elektron zajmuje wolną podpowłokę o najniższej energii. Kalkulator stosuje tę regułę i porównuje wynik ze stanami podstawowymi publikowanymi przez NIST.
Konfiguracja elektronowa częstych pierwiastków
| Pierwiastek | Z | Konfiguracja |
|---|---|---|
| Wodór (H) | 1 | 1s¹ |
| Węgiel (C) | 6 | 1s² 2s² 2p² |
| Tlen (O) | 8 | 1s² 2s² 2p⁴ |
| Sód (Na) | 11 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ |
| Chlor (Cl) | 17 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ |
| Wapń (Ca) | 20 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² |
| Żelazo (Fe) | 26 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ |
| Brom (Br) | 35 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵ |
Zapis skrócony zastępuje elektrony wewnętrzne poprzedzającym gazem szlachetnym: sód = [Ne] 3s¹, żelazo = [Ar] 3d⁶ 4s². Kalkulator pokazuje też zapis według powłok (wszystkie podpowłoki n = 3 przed 4s), w takiej kolejności pisze NIST.
Wyjątki: chrom, miedź i 18 innych
W 20 pierwiastkach z zakresu 1–108 stan podstawowy podany przez NIST różni się od przewidywania. Chrom ma [Ar] 3d⁵ 4s¹ zamiast [Ar] 3d⁴ 4s², miedź [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ zamiast [Ar] 3d⁹ 4s². OpenStax tłumaczy oba przypadki trwałością podpowłok zapełnionych do połowy i całkowicie oraz zaznacza, że nie ma prostej metody przewidzenia wszystkich wyjątków. Dlatego kalkulator dla Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, La, Ce, Gd, Pt, Au, Ac, Th, Pa, U, Np, Cm i Lr przyjmuje wartości NIST i obok pokazuje przewidywanie reguły.
Konfiguracja elektronowa jonów
| Jon | Z | Elektrony | Konfiguracja |
|---|---|---|---|
| Na⁺ | 11 | 10 | 1s² 2s² 2p⁶ |
| P³⁻ | 15 | 18 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ |
| Al²⁺ | 13 | 11 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ |
| Fe²⁺ | 26 | 24 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ |
| Sm³⁺ | 62 | 59 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 4f⁵ |
- Kationy pierwiastków grup głównych tracą elektrony, które weszły ostatnie; metale przejściowe tracą najpierw zewnętrzne elektrony s (Fe²⁺ traci 4s², a nie 3d).
- Aniony przyjmują elektrony w kolejności zapełniania (P³⁻ uzupełnia 3p⁶).
- Pięć jonów z tabeli to przykład 6.11 z OpenStax.
Dane pierwiastków są w układzie okresowym; masę związku policzy kalkulator masy molowej.
Najczęściej zadawane pytania
Jak zapisać konfigurację elektronową?
Zapełnia się podpowłoki w kolejności 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p … po najwyżej 2 (s), 6 (p), 10 (d) lub 14 (f) elektronów, aż do liczby elektronów atomu. Żelazo (26 elektronów) kończy się na 4s² 3d⁶.
Jaka jest konfiguracja elektronowa chromu?
Według NIST: [Ar] 3d⁵ 4s¹, czyli 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹. Reguła zapełniania przewiduje [Ar] 3d⁴ 4s² – chrom jest wyjątkiem.
Dlaczego miedź jest wyjątkiem?
Stan podstawowy miedzi to [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ zamiast [Ar] 3d⁹ 4s². OpenStax tłumaczy to dodatkową trwałością całkowicie zapełnionej podpowłoki 3d; nie ma prostej reguły, która przewiduje wszystkie wyjątki.
Jak zapisać konfigurację jonu?
Zaczyna się od obojętnego atomu. Dla jonu ujemnego dodaje się elektrony w kolejności zapełniania, dla dodatniego się je odejmuje – w metalach przejściowych najpierw z zewnętrznej podpowłoki s. W kalkulatorze wystarczy wpisać ładunek, np. −3 dla P³⁻.
Jakie pierwiastki obejmuje kalkulator?
Z = 1–108 (od wodoru do hasu), czyli zakres tabeli NIST. Dla cięższych pierwiastków PubChem podaje tylko konfiguracje obliczone lub przewidywane.
Co oznacza zapis z gazem szlachetnym?
Symbol w nawiasie kwadratowym zastępuje elektrony tego gazu szlachetnego: [Ne] = 1s² 2s² 2p⁶. Sód zapisuje się jako [Ne] 3s¹.
Źródła i podstawa prawna
- OpenStax Chemistry 2e, 6.4 Electronic Structure of Atoms (Electron Configurations): Aufbau principle, filling order 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d …, Hund’s rule, exceptions Cr/Cu/Nb, noble-gas core notation, ions (Example 6.11: Na⁺, P³⁻, Al²⁺, Fe²⁺, Sm³⁺) (read 10.10.2026)
- NIST SP 966, Periodic Table: Atomic Properties of the Elements (2019) – ground-state configurations Z = 1–108 (read 10.10.2026)
- PubChem Periodic Table (NCBI/NLM), ElectronConfiguration – cross-check; identical to NIST except Lr (read 10.10.2026)
Stan na: · Zasady redakcyjne
Podobne narzędzia
- Interaktywny układ okresowy pierwiastkówUkład okresowy pierwiastków: 118 pierwiastków z masą atomową, konfiguracją elektronową, temperaturą topnienia i wrzenia. Szukaj, suwak temperatury, druk PDF.
- Kalkulator masy molowejOblicz masę molową w g/mol z dowolnego wzoru chemicznego – z nawiasami, hydratami jak CuSO4·5H2O, składem procentowym i n = m/M.
- Liczba neutronów, protonów i elektronówLiczba neutronów z liczby masowej i atomowej oraz protony i elektrony z ładunku – dla atomów, izotopów i jonów, z pełnym tokiem obliczeń.
- Stopień utlenienia: kalkulator z regułamiStopień utlenienia każdego pierwiastka ze wzoru sumarycznego: wpisz KMnO4 albo SO4 z ładunkiem −2 i zobacz wynik dla wszystkich atomów oraz użytą regułę.
- Stężenie molowe – kalkulatorStężenie molowe: oblicz mol/L z masy i objętości, masę do odważenia dla roztworu, stężenie molowe z procentu masowego i gęstości oraz prostą stechiometrię.
- Kalkulator onlineDarmowy kalkulator online: wpisz lub klikaj, a wynik pojawi się od razu – z kolejnością działań, nawiasami, procentami, pierwiastkiem i historią.
- Odległość punktu od prostejOblicz odległość punktu od prostej na płaszczyźnie (Ax + By + C = 0, y = ax + b lub dwa punkty) albo w przestrzeni, z rzutem prostokątnym i obliczeniami.
- Transkrypcja DNA i translacjaTranskrypcja DNA na mRNA i odczyt kodonów jako aminokwasów: nić matrycowa lub kodująca, start od AUG, kodony stop – według standardowego kodu NCBI.
- Kalkulator sprężyn naciskowych: sztywność, siła, naprężenie i długość blokowaKalkulator sprężyn naciskowych: sztywność z drutu, średnicy zewnętrznej i zwojów czynnych, siła przy ugięciu, naprężenie i długość blokowa.