Rozmieszczenie elektronów na poszczególnych powłokach nazywa się konfiguracją elektronową.

Konfiguracje elektronowe atomów możemy zapisać na różne sposoby. Do najbardziej podstawowych należy zapis graficzny oraz zapis powłokowy. Na przykład konfigurację elektronową atomu sodu możemy zapisać następująco:

R1bCWmMo67dFA

Na ilustracji ukazano zapis graficzny i powłokowy konfiguracji elektronowej atomu sodu. Zapis graficzny składa się z symbolu N a, z którego lewej strony znajduje się cyfra jedenaście w indeksie dolnym. Po symbolu N a znajduje się dwukropek, a dalej niebieskie kółko z zapisem jedenaście plus. Dalej znajduje się fragment okręgu symbolizujący powłokę z zapisem dwa e z minusem w indeksie górnym, a pod powłoką znajduje się symbol K. Dalej znajduje się drugi fragment okręgu z zapisem osiem e z minusem w indeksie górnym, a pod powłoką znajduje się symbol L. Dalej znajduje się trzeci fragment okręgu z zapisem jeden e z minusem w indeksie górnym, a pod powłoką znajduje się symbol M. Z prawej strony znajduje się zapis powłokowy: symbol N a, z którego lewej strony znajduje się cyfra jedenaście w indeksie dolnym. Po symbolu N a znajduje się dwukropek, a dalej zapis K indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, L indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego, M indeks górny, jeden, koniec indeksu górnego.

Zapisy te pokazują wyłącznie, ile elektronów mieści się na konkretnej powłoce elektronowej, a nie sposób, w jaki są one na niej rozmieszczone. Musimy bowiem pamiętać, że w obrębie powłok istnieją również podpowłoki, a w obrębie podpowłok – przestrzenie orbitalne, zwane poziomami orbitalnymi. Dlatego wprowadzony został podpowłokowy zapis konfiguracji elektronowej atomów, aby uwzględnić rodzaje podpowłok oraz orbitalny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej. Dzięki temu możemy określić sposób rozmieszczenia elektronów na poszczególnych poziomach orbitalnych. Poniższe rozważania opierają się na konfiguracjach elektronowych atomów w stanie podstawowym, czyli o najmniejszej możliwej energii.

Przedstawienie konfiguracji elektronowej atomu rozpoczniemy od atomu helu, który ma dwa elektrony. Mogą one przebywać na pierwszej powłoce K. Tę informację możemy zaprezentować na kilka sposobów, więc przedstawiono je w tabeli.

Sposoby prezentacji konfiguracji elektronowej

Sposób zapisu konfiguracji elektronowej	Ogólne zasady zapisu konfiguracji elektronowej wybranym sposobem	Konfiguracja elektronowa atomu helu
Zapis z użyciem nawiasów kwadratowych	W nawiasie kwadratowym wymieniamy kolejno liczby elektronów, które znajdują się na powłokach: pierwszej, drugiej i kolejnych. Liczby te oddzielamy przecinkami.	$\left[2\right]$
Zapis z użyciem symboli powłok	Podajemy symbole zajętych przez elektrony powłok. Z prawej strony każdego symbolu, w indeksie górnym, zapisujemy liczbę elektronów, które znajdują się na powłoce.	KIndeks górny 22
Zapis w postaci schematu	Na schemacie modelu atomu zaznaczamy ładunek jądra równy liczbie protonów. Rysujemy powłoki elektronowe jako półokręgi, podpisujemy je ich symbolami. Następnie zaznaczamy ilość elektronów na poszczególnych powłokach.	R15MKLinHvfxD Ilustracja przedstawiająca schemat rozmieszczenia elektronów w atomie helu. Po lewej stronie narysowane jest jądro w postaci małego niebieskiego koła. Po prawej, za pomocą linii stanowiącej wycinek większego okręgu, zaznaczona jest powłoka elektronowa oznaczona pod spodem literą K. Obok powłoki znajduje się napis: 2e minus, oznaczający liczbę elektronów na powłoce.

R1cRdnklls0cI

W filmie określono liczbę elektronów w atomie tlenu oraz ukazano rozmieszczenie elektronów na poszczególnych powłokach. Konfigurację tę przedstawiono także przy użyciu symboli powłok oraz wykorzystując zapis w nawiasach kwadratowych.

W filmie określono liczbę elektronów w atomie tlenu oraz ukazano rozmieszczenie elektronów na poszczególnych powłokach. Konfigurację tę przedstawiono także przy użyciu symboli powłok oraz wykorzystując zapis w nawiasach kwadratowych.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1cRdnklls0cI

W filmie określono liczbę elektronów w atomie tlenu oraz ukazano rozmieszczenie elektronów na poszczególnych powłokach. Konfigurację tę przedstawiono także przy użyciu symboli powłok oraz wykorzystując zapis w nawiasach kwadratowych.

Konfiguracja elektronowa atomu krzemu ${}_{14}\text{Si}$

Zapis z użyciem nawiasów kwadratowych:
$\left[2, 8, 4\right]$

Zapis z użyciem symboli powłok:
KIndeks górny 2²LIndeks górny 8⁸MIndeks górny 4⁴

Zapis z użyciem symboli powłok:
KIndeks górny 2²LIndeks górny 8⁸MIndeks górny 4⁴

Zapis w postaci schematu:

R1H7lmY3vwMvp

Ilustracja przedstawiająca schemat rozmieszczenia elektronów w atomie krzemu. Po lewej stronie narysowane jest jądro w postaci niebieskiego małego koła z napisanym plus 14 wewnątrz. Po prawej, za pomocą linii stanowiących wycinki większych okręgów, zaznaczone są powłoki elektronowe, które podpisane są, licząc od jądra w prawo, literami K, L i M. Nad literą K znajduje się oznaczenie 2e minus, określające liczbę elektronów na powłoce. Oznaczenia nad literami L i M to kolejno 8e minus i 4e minus.

Maksymalną liczbę elektronów na danej powłoce możemy obliczyć ze wzoru $2{\text{n}}^2$, gdzie n oznacza numer powłoki. Na przykład powłokę pierwszą mogą zajmować maksymalnie $2$ elektrony, gdyż $2·1^2=2$. Powłokę drugą może z kolei zajmować maksymalnie $8$ elektronów, gdyż $2·2^2=8$, a powłokę trzecią – maksymalnie $18$ elektronów, gdyż $2·3^2=18$.

Obejrzyj poniższy film, a następnie zapoznaj się z poleceniem pod nim zawartym.

REN89HNcLTckp

W filmie ukazano budowę atomu, rozmieszczenie powłok elektronowych w atomie oraz porównanie energii elektronów występujących na poszczególnych powłokach.

W filmie ukazano budowę atomu, rozmieszczenie powłok elektronowych w atomie oraz porównanie energii elektronów występujących na poszczególnych powłokach.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/REN89HNcLTckp

W filmie ukazano budowę atomu, rozmieszczenie powłok elektronowych w atomie oraz porównanie energii elektronów występujących na poszczególnych powłokach.

Powłoki elektronowe nie mają fizycznego odzwierciedlenia w budowie atomu. To przede wszystkim energia danego elektronu oraz obecność pozostałych elektronów decydują, w jakim obszarze wokół jądra będzie się on poruszał. W przestrzeni wokół jądra nie ma żadnych fizycznych barier, które utrzymywałyby elektron na określonej powłoce.

Elektrony, które znajdują się najdalej od jądra atomowego, są najsłabiej przez to jądro przyciągane i często oddziałują na elektrony innych atomów. Można o nich w przenośni powiedzieć, że reprezentują atom na zewnątrz. Decydują o właściwościach atomu i nazywane są elektronami walencyjnymi, a powłoka, na której się znajdują, to powłoka walencyjna. Pozostałe elektrony nazywane są elektronami rdzenia atomowego.

Atomy mogą mieć różną liczbę elektronów walencyjnych (od 1 do 12). Dla pierwiastków chemicznych z grup od 1. do 12. liczba elektronów walencyjnych jest równa numerowi grupy. Ale dla pierwiastków chemicznych grup od $13.$ do $18.$, liczbę elektronów walencyjnych oblicza się, odejmując od numeru grupy liczbę $10$ (wyjątek stanowi hel, który ma 2 elektrony walencyjne).

RH3mytlYxajbe

W filmie wyjaśniono, w jaki sposób odległość elektronów od jądra wpływa na siłę, z jaką są one przez nie przyciągane. Przedstawiono również rolę elektronów walencyjnych, a także omówiono ich położenie oraz liczbę w atomach helu i tlenu.

W filmie wyjaśniono, w jaki sposób odległość elektronów od jądra wpływa na siłę, z jaką są one przez nie przyciągane. Przedstawiono również rolę elektronów walencyjnych, a także omówiono ich położenie oraz liczbę w atomach helu i tlenu.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RH3mytlYxajbe

W filmie wyjaśniono, w jaki sposób odległość elektronów od jądra wpływa na siłę, z jaką są one przez nie przyciągane. Przedstawiono również rolę elektronów walencyjnych, a także omówiono ich położenie oraz liczbę w atomach helu i tlenu.