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[[Datei:Electron shell de 047 Silber.svg|mini|Schematische Darstellung der Elektronenhülle des [[Silber]]-Atoms im Bohrschen Atommodell (Anm.: Silber entspricht nicht dem [[Aufbauprinzip]])]]
Die '''Elektronenkonfiguration''' gibt im Rahmen des [[Schalenmodell (Atomphysik)|Schalenmodells]] der [[Atomhülle]] die Verteilung der einzelnen [[Elektron]]en auf verschiedene [[Energiezustand|Energiezustände]] und damit Aufenthaltsräume ([[Atomorbital]]e) an.

== Quantenzahlen und Schalen ==
Der [[Zustand (Quantenmechanik)|Zustand]] jedes Elektrons der Hülle wird nach dem [[Bohr-sommerfeldsches Atommodell|Bohr-Sommerfeldschen Atommodell]] sowie dem [[Orbitalmodell]] durch vier [[Quantenzahl]]en bestimmt:
[[Datei:Atome bohr couches electroniques KLM.svg|mini|hochkant=0.9|Abfolge der Elektronenhüllen in einem Atom nach dem [[Bohrsches Atommodell|Bohrschen Atommodell]]. Der rote Punkt in der Mitte stellt den Atomkern dar.]]
{| class="wikitable"
!Quantenzahl
!Zeichen
!Wertebereich
!Bezeichnung
!Beispiele
|-
| [[Hauptquantenzahl]] (Schale)
| <math>n</math>
| 1, 2, 3, …
| K, L, M, …
| 3
|-
| [[Nebenquantenzahl]] (Unterschale)
| <math>l</math>
| 0, … , n−1
| s, p, d, f, …
| 0, 1, 2
|-
| [[Quantenzahl#Magnetische Quantenzahl des Bahndrehimpulses|magnetische Drehimpulsquantenzahl]]
| <math>m_l</math>
| <math>-l</math>, … , <math>+l</math>
| s,  px,y,z, dyz,xz,xy,z²,x²-y², …
| −2, −1, ±0, +1, +2
|-
| [[Quantenzahl#Spinquantenzahl|magnetische Spinquantenzahl]]
| <math>m_s</math>
| −½, +½
| ↓, ↑
| −½, +½
|}

Gemäß dem [[Pauli-Prinzip]] darf der Zustand keiner zwei Elektronen eines Atoms in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen. Mit diesem Prinzip lässt sich zeigen, dass sich die Elektronen auf die verschiedenen erlaubten Zustände und damit auf die [[Schalenmodell (Atomphysik)|Schalen]] und Unterschalen verteilen.

Die Hauptquantenzahlen legen die Schalen fest, die Nebenquantenzahlen die Unterschalen. Jede Schale kann gemäß den Beschränkungen von <math>l</math>, <math>m_l</math> und <math>m_s</math> mit maximal 2n² Elektronen besetzt werden. Die Schalen werden aufsteigend, beginnend bei der Kernschale, mit Großbuchstaben bezeichnet: K, L, M, N, O, P, Q... Die Orbitale werden entsprechend den Serien von [[Spektrallinie]]n benannt, die ein [[Angeregter Zustand|angeregtes]] Elektron aussendet, wenn es in sein ursprüngliches Orbital zurückfällt; die ersten vier Serien heißen aus historischen Gründen s („sharp“), p („principal“), d („diffuse“) und f („fundamental“).

Die äußerste besetzte Schale ([[Valenzschale]]) bestimmt das [[Chemie|chemische Verhalten]] und ist daher maßgeblich für die Einordnung ins [[Periodensystem]].

== Auffüllen der Schalen nach dem Aufbauprinzip ==
{{Hauptartikel|Aufbauprinzip}}
[[Datei:Klechkovski rule.svg|mini|hochkant=1|Faustregel: Besetzungsreihenfolge entlang der roten Pfeile (Ausnahmen siehe [[Aufbauprinzip]])]]
Mit steigender Elektronenzahl der [[Chemisches Element|Elemente]] werden die möglichen Zustände – bei den niedrigen [[Energie]]n beginnend – besetzt. Gemäß der [[Hundsche Regeln|Hundschen Regel]] werden dabei die Orbitale gleicher Energie zuerst einfach, dann doppelt belegt.

Die Unterschalen werden in folgender [[Reihenfolge]] besetzt (zeilenweise, d. h. periodenweise geordnet):
:[[Chemische Elemente der ersten Periode|1. Periode]]: 1s
:[[Chemische Elemente der zweiten Periode|2. Periode]]: 2s 2p
:[[Chemische Elemente der dritten Periode|3. Periode]]: 3s 3p
:[[Chemische Elemente der vierten Periode|4. Periode]]: 4s 3d 4p
:[[Chemische Elemente der fünften Periode|5. Periode]]: 5s 4d 5p
:[[Chemische Elemente der sechsten Periode|6. Periode]]: 6s 4f 5d 6p
:[[Chemische Elemente der siebten Periode|7. Periode]]: 7s 5f 6d …

== Zusammenhang mit dem Periodensystem ==
[[Datei:Periodic Table 2.svg|mini|hochkant=1.5|Die Blöcke des Periodensystems]]
Im Periodensystem entspricht die Besetzung des s-Orbitals einer neuen Schale dem Sprung in eine neue [[Periode des Periodensystems|Periode]].

{| class="wikitable"
! Orbital /[[Block des Periodensystems|Block]]
! Anzahl Elektronen
! umfasst Elemente der …
|- class="hintergrundfarbe7"
| {{0|mm}}s
| {{0}}2
| Elemente der 1. und 2. [[Hauptgruppe]] sowie [[Helium]]
|- class="hintergrundfarbe4"
| {{0|mm}}p
| {{0}}6
| übrige [[Hauptgruppe]]nelemente
|- class="hintergrundfarbe6"
| {{0|mm}}d
| 10
| alle [[Nebengruppe]]nelemente
|- class="hintergrundfarbe8"
| {{0|mm}}f
| 14
| alle [[Lanthanoide]] und [[Actinoide]]
|}

== Notation ==
{| style="float:right;"
|+ Elektronenkonfiguration des [[Sauerstoff]]atoms in [[Pauling-Schreibweise]]
!  
! 2p
|
{|
|style="border:1px solid;" |  ↑↓  || style="border:1px solid;"| ↑   ||style="border:1px solid;"| ↑  
|}
|-
!  L 
! 2s
|
{|
|style="border:1px solid;" |  ↑↓  || ||
|}
|-
!  K 
! 1s
|
{|
|style="border:1px solid;" |  ↑↓  || ||
|}
|-
|colspan="4"| 1s2 2s2 2p4 '''[He]''' 2s2 2p4
|}
Die Elektronenkonfiguration eines Atoms wird durch die besetzten Unterschalen beschrieben:<ref>{{Literatur |Autor=[[Michael Binnewies]], Maik Finze, Manfred Jäckel, Peer Schmidt, Helge Willner, Geoff Rayner-Canham |Titel=Allgemeine und Anorganische Chemie |Sammelwerk=SpringerLink |Verlag= |Ort= |Datum=2016 |Seiten=38-40 |DOI=10.1007/978-3-662-45067-3}}</ref>
* Der [[Nummer]] der Schale folgt der Buchstabe für die Unterschale und hochgestellt die Anzahl der Elektronen in der Unterschale. So ergibt sich z. B. für die mit 5 Elektronen besetzte 2. Unterschale (l = 1 bzw. p) der 3. Schale (n = 3 bzw. M) die Schreibweise 3p5.
* Bei mehreren Unterschalen wird die gemeinsame [[Schalenmodell (Kernphysik)|Schale]] weggelassen: Aus 2s2 2p3 wird 2s2 p3.
* Bei einer weiter verkürzten Schreibweise wird das Kürzel des [[Edelgas]]es mit der nächstkleineren Ordnungszahl in eckige Klammern gesetzt und damit die fehlenden Unterschalen des darzustellenden Elements angegeben.
Beispiel [[Chlor]]: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 →[Ne] 3s2 3p5.

Dabei sind die Unterschalen nicht nach dem Aufbauprinzip anzugeben, sondern in der Reihenfolge der Hauptquantenzahl; also z. B. für [[Europium]]: <nowiki>[</nowiki>Xe<nowiki>]</nowiki> 4f7 6s2.

Daneben ist noch die Zellen- oder auch [[Pauling-Schreibweise]] als anschauliche grafische Darstellung üblich.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Physikalische Chemie]]
[[Kategorie:Atomphysik]]

Elektronenkonfiguration - Versionsgeschichte

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