Kalkulator Konfigurasi Elektron

Subkulit terisi berdasarkan kenaikan energinya: 1s, lalu 2s, lalu 2p, dan seterusnya sampai 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p. Karena subkulit 4s memiliki energi yang sedikit lebih rendah daripada 3d pada sebagian besar atom, subkulit 4s terisi terlebih dahulu meskipun bilangan kuantum utamanya lebih tinggi — inilah satu-satunya titik kebingungan yang paling umum ketika mempelajari pola tersebut.

Sepuluh logam transisi mematahkan pola naif ini: Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, dan Au masing-masing menggeser satu elektron dari subkulit ns terluar ke subkulit yang berdekatan (n-1)d hingga mencapai setengah terisi atau subkulit d terisi penuh, yang lebih stabil daripada prediksi naif. Paladium merupakan pengecualian ganda — kedua calon elektron 5s berpindah ke 4d, sehingga 5s benar-benar kosong.

Karena setiap gas mulia mempunyai konfigurasi yang lengkap dan stabil, ahli kimia menyingkat konfigurasi unsur apa pun dengan menuliskan simbol gas mulia terbesar dalam tanda kurung yang lebih kecil dari unsur tersebut, hanya diikuti dengan subkulit yang terisi setelah titik tersebut. Konfigurasi lengkap besi 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶ menjadi [Ar]3d⁶4s² — perhatikan bahwa singkatan menyusun ulang ekor dengan menambah jumlah cangkang, sehingga 3d muncul sebelum 4s meskipun 4s diisi terlebih dahulu.

Kation melepaskan elektron dari bilangan kuantum utama tertinggi (n) terlebih dahulu — untuk logam transisi, artinya elektron terluar ns keluar sebelum elektron (n-1)d, yang merupakan kebalikan dari orde pengisian. Fe²⁺ adalah [Ar]3d⁶ (kedua elektron 4s hilang, 3d tidak tersentuh), dan Fe³⁺ adalah [Ar]3d⁵ (kedua elektron 4s ditambah satu elektron 3d hilang). Anion hanya melanjutkan pengisian Aufbau normal dari posisi yang ditinggalkan atom netral, sehingga Cl⁻ menyelesaikan 3p untuk mencapai konfigurasi argon [Ar].

Kalkulator ini sengaja tidak menerapkan pengecualian gaya Cr/Cu pada ion — begitu sebuah atom kehilangan atau memperoleh elektron, konfigurasinya diturunkan langsung dari keadaan dasar netral menggunakan aturan n-pertama tertinggi, yang sudah mereproduksi konfigurasi ion yang ada di buku teks (misalnya Cu²⁺ = [Ar]3d⁹) tanpa casing khusus tambahan.

Di luar sepuluh pengecualian blok d klasik, beberapa elemen lantanida dan aktinida (seperti lantanum, cerium, dan beberapa aktinida) memiliki konfigurasi keadaan dasar yang benar-benar diperdebatkan di berbagai referensi kimia. Kalkulator ini menerapkan tatanan Aufbau pada unsur-unsur tersebut sehingga jawabannya tetap konsisten dan dapat direproduksi berdasarkan buku teks kimia umum standar, daripada memilih satu konvensi yang diperdebatkan. Penghitungan elektron valensi juga menjadi ambigu untuk beberapa konfigurasi kimia yang tidak biasa, terutama konfigurasi 5s kosong dan 4d penuh paladium — kalkulator ini menerapkan aturan sederhana yang sama (ns luar + np, ditambah bagian dalam yang tidak lengkap (n-1)d) secara seragam, yang mungkin tidak cocok dengan perlakuan setiap sumber terhadap outlier ini.