Konfigurasi elektron: Perbedaan antara revisi

Jumlah elektron yang dapat menduduki setiap kelopak dan subkelopak berasal dari persamaan mekanika kuantum,<ref name="SchrodNote"> group="n">Secara formal, [[bilangan kuantum]] ''n'', ''l'', dan ''m''{{sub|l}} berasal dari fakta bahwa penyelesaian [[persamaan Schrödinger]] takgayut waktu untuk [[atom bak-hidrogen]] adalah berdasarkan pada [[harmonik bola]].</ref> terutama asas larangan Pauli yang menyatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang bisa mempunyai nilai yang sama pada keempat [[bilangan kuantum]]nya.<ref>{{GoldBookRef|file=PT07089|title=Pauli exclusion principle}}</ref>

[[Persamaan Schrödinger]] yang dipublikasikan tahun 1926 menghasilkan tiga dari empat bilangan kuantum sebagai konsekuensi penyelesainnya untuk atom hidrogen:<ref name="SchrodNote" group="n" /> penyelesaian ini menghasilkan orbital-orbital atom yang dapat kita temukan dalam buku-buku teks kimia. Kajian spektra atom mengizinkan konfigurasi elektron atom untuk dapat ditentukan secara eksperimen, yang pada akhirnya menghasilkan kaidah empiris (dikenal sebagai kaidah Madelung (1936)<ref name="Madelung">{{cite book | last = Madelung | first = Erwin | authorlink = Erwin Madelung | title = Mathematische Hilfsmittel des Physikers | location = Berlin | publisher = Springer | year = 1936}}</ref>) untuk urutan orbital atom mana yang terlebih dahulu diisi elektron.

[[Berkas:Klechkowski rule 2.svg|right|300px|thumb|Urutan pengisian orbital-orbital atom mengikuti arah panah.]] Asas ini bekerja dengan baik (untuk keadaan dasar atom-atom) untuk 18 unsur pertama; ia akan menjadi semakin kurang tepat untuk 100 unsur sisanya. Bentuk modern asas Aufbau menjelaskan urutan energi orbital berdasarkan kaidah Madelung, pertama kali dinyatakan oleh [[Erwin Madelung]] pada tahun 1936.<ref name="Madelung"/><ref group="n">Kaidah Madelung kadang-kadang dikenal juga sebagai kaidah Klechkowski, terutama di negara-negara berbahasa Perancis.</ref>

Bentuk [[tabel periodik]] berhubungan dekat dengan konfigurasi elektron atom unsur-unsur. Sebagai contoh, semua unsur [[golongan 2]] memiliki konfigurasi elektron [E]&nbsp;''n''s{{sup|2}} (dengan [E] adalah konfigurasi gas inert), dan memiliki kemiripan dalam sifat-sifat kimia. Kelopak elektron terluar atom sering dirujuk sebagai "kelopak valensi" dan menentukan sifat-sifat kimia suatu unsur. Perlu diingat bahwa kemiripan dalam sifat-sifat kimia telah diketahui satu abad sebelumnya, sebelum pemikiran konfigurasi elektron ada.<ref group="n">Kemiripan sifat-sifat kimia dan hubungan numeris antara [[berat atom]] [[kalsium]], [[stronsium]], dan [[barium]] pertama kali diperhatikan oleh [[Johann Wolfgang Döbereiner]] pada tahun 1817.</ref>

Asas Aufbau begantung pada postulat dasar bahwa urutan energi orbital adalah tetap, baik untuk suatu unsur atau di antara unsur-unsur yang berbeda. Ia menganggap orbital-orbital atom sebagai "kotak-kotak" energi tetap yang mana dapat diletakkan dua elektron. Namun, energi elektron dalam orbital atom bergantung pada energi keseluruhan elektron dalam atom (atau ion, molekul, dsb). Tidak ada "penyelesaian satu elektron" untuk sebuah sistem dengan elektron lebih dari satu, sebaliknya yang ada hanya sekelompok penyelesaian banyak elektron, yang tidak dapat dihitung secara eksak<ref group="n">Elektron merupakan [[partikel identik]], fakta yang kadang-kadang dirujuk sebagai "ketakterbedaan elektron". Penyelesaian satu elektron ke sistem banyak elektron akan mengimplikasikan bahwa elektron-elektron dapat diberdakan satu sama lainnya, namun terdapat bukti-bukti eksperimen yang membuktikan bahwa itu tidak dapat terjadi. Penyelesaian eksak untuk sistem banyak elektron adalah [[masalah benda-n|masalah benda-''n'']] dengan ''n''&nbsp;≥ 3 (inti atom dihitung sebagai salah satu "badan").</ref> (walaupun terdapat pendekatan matematika yang dapat dilakukan, seperti [[Hartree-Fock|metode Hartree-Fock]]).

Paradoks akan muncul ketika elektron ''dilepaskan'' dari atom logam transisi, membentuk ion. Elektron yang pertama kali diionisasikan bukan berasal dari orbital 3d, melainkan dari 4s. Hal yang sama juga terjadi ketika senyawa kimia terbentuk. [[Kromium heksakarbonil]] dapat dijelaskan sebagai atom kromium (bukan ion karena [[keadaan oksidasi]]nya 0) yang dikelilingi enam ligan [[karbon monoksida]]; ia bersifat [[diamagnetik]] dan konfigurasi atom pusat kromium adalah 3d{{sup|6}}, yang berarti bahwa orbital 4s pada atom bebas telah bepindah ke orbital 3d ketika bersenyawa. Pergantian elektron antara 4s dan 3d ini dapat ditemukan secara universal pada deret pertama logam-logam transisi.<ref group="n">Terdapat beberapa kasus pada deret kedua dan ketiga di mana elektron tetap berada dalam orbital s.</ref>