Lewati ke tabel
Periodic Lens

Bagaimana tabel memperoleh bentuknya

Bentuk tabel adalah konfigurasi elektron. Elektron mengisi subkulit menurut urutan energi — s dua lebar, p enam, d sepuluh, f empat belas — dan garis luar tabel mengikuti urutan itu.

Sedang mengisi

7p66/6 · blok p

Z = 118 Oganeson

Cara membacanya: kulit 7, jenis subkulit p, berisi 6 dari 6 elektron yang dapat ditampung subkulit p.

1H
2He
3Li
4Be
5B
6C
7N
8O
9F
10Ne
11Na
12Mg
13Al
14Si
15P
16S
17Cl
18Ar
19K
20Ca
21Sc
22Ti
23V
24Cr
25Mn
26Fe
27Co
28Ni
29Cu
30Zn
31Ga
32Ge
33As
34Se
35Br
36Kr
37Rb
38Sr
39Y
40Zr
41Nb
42Mo
43Tc
44Ru
45Rh
46Pd
47Ag
48Cd
49In
50Sn
51Sb
52Te
53I
54Xe
55Cs
56Ba
57La
58Ce
59Pr
60Nd
61Pm
62Sm
63Eu
64Gd
65Tb
66Dy
67Ho
68Er
69Tm
70Yb
71Lu
72Hf
73Ta
74W
75Re
76Os
77Ir
78Pt
79Au
80Hg
81Tl
82Pb
83Bi
84Po
85At
86Rn
87Fr
88Ra
89Ac
90Th
91Pa
92U
93Np
94Pu
95Am
96Cm
97Bk
98Cf
99Es
100Fm
101Md
102No
103Lr
104Rf
105Db
106Sg
107Bh
108Hs
109Mt
110Ds
111Rg
112Cn
113Nh
114Fl
115Mc
116Lv
117Ts
118Og
  1. 1s
  2. 2s
  3. 2p
  4. 3s
  5. 3p
  6. 4s
  7. 3d
  8. 4p
  9. 5s
  10. 4d
  11. 5p
  12. 6s
  13. 4f
  14. 5d
  15. 6p
  16. 7s
  17. 5f
  18. 6d
  19. 7p
118 elektron ditempatkan

MenampilkanBlok

  • blok s
  • blok p
  • blok d
  • blok f
tidak diketahui

Garis-garis ini menandai tujuh tempat di mana urutan tidak sekadar berlanjut ke kotak berikutnya: celah pada tiga periode pertama, dan empat jalan memutar akibat baris catatan kaki — barium menuju lantanum, dan iterbium kembali naik ke lutesium. Ujung baris sengaja tidak digambar, karena berpindah ke awal baris berikutnya hanyalah cara sebuah tabel dibaca. Cincin menandai tempat aturan membuka kulit yang lebih rendah: skandium, itrium, lantanum, aktinium.

Aturan ini kemudian gagal. Untuk dua puluh unsur, konfigurasi terbitan tidak sesuai prediksi aturan. Nyalakan “Tampilkan tempat aturan ini gagal” untuk mewarnai ulang tabel dengan pertanyaan itu — sel yang sama, lensa yang berbeda.

Tiga unsur, dari awal sampai akhir

Sebelum animasinya, satu kali telusur manual. Setiap unsur memiliki satu elektron lebih banyak daripada sebelumnya; aturan di atas menentukan subkulit mana yang diisi elektron itu; subkulit menentukan blok, dan blok beserta cacahnya menentukan kotaknya.

  1. 1 H·1 elektron→yang terakhir masuk ke 1s→1s1→Golongan 1, Periode 1

    1s menampung 2 — 1/2. Baris pertama dimulai.

  2. 2 He·2 elektron→yang terakhir masuk ke 1s→1s2→Golongan 18, Periode 1

    Golongan 18 di sini adalah satu-satunya angka di halaman ini yang bukan hasil aturan. Helium berada di blok s menurut konfigurasinya dan semestinya di golongan 2; ia ditempatkan bersama gas mulia karena sifatnya demikian. Sebuah konvensi, dan dinyatakan sebagai konvensi.

    1s kini penuh (2/2). Inilah sebabnya baris pertama berisi tepat dua unsur lalu berhenti: s menampung dua, dan tidak ada lagi yang bisa diisi di kulit 1.

  3. 3 Li·3 elektron→yang terakhir masuk ke 2s→[He] 2s1→Golongan 1, Periode 2

    2s menampung 2 — 1/2. Kulit 1 selesai, sehingga elektron berikutnya memulai kulit 2 — dan baris baru.

Ke-118 unsur ditempatkan dengan cara ini. Tidak ada yang digambar manual: setiap posisi dalam tabel di halaman ini keluar dari aturan itu dan kapasitas 2, 6, 10 dan 14.

Aturannya, selengkapnya

Elektron mengisi subkulit menurut urutan n + ℓ, terkecil lebih dahulu; bila dua subkulit bernilai sama, yang ber-n lebih kecil mengisi lebih dahulu. n adalah nomor kulit dan ℓ bernilai 0 untuk s, 1 untuk p, 2 untuk d, 3 untuk f. Itulah keseluruhan aturannya — setiap penjumlahan di bawah dihitung darinya, dan urutan tabel mengikutinya.

  1. 1s1+0=1
  2. 2s2+0=2
  3. 2p2+1=3
  4. 3s3+0=3
  5. 3p3+1=4
  6. 4s4+0=4
  7. 3d3+2=5
  8. 4p4+1=5
  9. 5s5+0=5
  10. 4d4+2=6
  11. 5p5+1=6
  12. 6s6+0=6
  13. 4f4+3=7
  14. 5d5+2=7
  15. 6p6+1=7
  16. 7s7+0=7
  17. 5f5+3=8
  18. 6d6+2=8
  19. 7p7+1=8

Susuri urutannya dan kejutannya adalah 4s sebelum 3d: 4+0 = 4 dan 3+2 = 5, sehingga kulit keempat mulai terisi sebelum kulit ketiga selesai. Satu langkah itulah sebabnya logam transisi berada di tempatnya, dan sebabnya periode 4 memuat delapan belas unsur, bukan delapan.

The n+ℓ ordering, generally attributed to E. Madelung, Die mathematischen Hilfsmittel des Physikers, 3rd ed. (1936); also known as the Klechkovsky rule.

Bagaimana jika urutannya berbeda?

Klaim di halaman ini adalah bahwa bentuk tabel mengikuti urutan pengisian. Itu layak diuji, bukan sekadar dipercaya, jadi inilah urutan yang lain — yang biasanya diandaikan orang sebelum mengenal aturannya: selesaikan kulit 1, lalu kulit 2, lalu kulit 3, berurutan. Bergantilah di antara keduanya dan perhatikan panjang barisnya.

Bagaimana jika urutannya berbeda?
  1. 1s1+0=1
  2. 2s2+0=2
  3. 2p2+1=3
  4. 3s3+0=3
  5. 3p3+1=4
  6. 4s4+0=4
  7. 3d3+2=5
  8. 4p4+1=5
  9. 5s5+0=5
  10. 4d4+2=6
  11. 5p5+1=6
  12. 6s6+0=6
  13. …

Panjang baris2, 8, 8, 18, 18, 32, 32

2, 8, 8, 18, 18, 32, 32 — panjang baris tabel periodik yang sebenarnya. Tidak ada yang disalin dari gambar tabel; angka-angka ini keluar dari urutan di atas dan kapasitas 2, 6, 10 dan 14.

Dua puluh pengecualian

Kotak padat adalah konfigurasi terbitan. Kotak putus-putus adalah prediksi aturan. Ketika subkulit d atau f berakhir tepat setengah penuh atau penuh, hal itu terlihat.

  • 24 Cr Kromium

    setengah atau penuh

    Terbitan [Ar] 3d5 4s1

    Prediksi aturan [Ar] 3d4 4s2

  • 29 Cu Tembaga

    setengah atau penuh

    Terbitan [Ar] 3d10 4s1

    Prediksi aturan [Ar] 3d9 4s2

  • 41 Nb Niobium

    Terbitan [Kr] 4d4 5s1

    Prediksi aturan [Kr] 4d3 5s2

  • 42 Mo Molibdenum

    setengah atau penuh

    Terbitan [Kr] 4d5 5s1

    Prediksi aturan [Kr] 4d4 5s2

  • 44 Ru Rutenium

    Terbitan [Kr] 4d7 5s1

    Prediksi aturan [Kr] 4d6 5s2

  • 45 Rh Rodium

    Terbitan [Kr] 4d8 5s1

    Prediksi aturan [Kr] 4d7 5s2

  • 46 Pd Paladium

    setengah atau penuh

    Terbitan [Kr] 4d10

    Prediksi aturan [Kr] 4d8 5s2

  • 47 Ag Perak

    setengah atau penuh

    Terbitan [Kr] 4d10 5s1

    Prediksi aturan [Kr] 4d9 5s2

  • 57 La Lantanum

    Terbitan [Xe] 5d1 6s2

    Prediksi aturan [Xe] 4f1 6s2

  • 58 Ce Serium

    Terbitan [Xe] 4f1 5d1 6s2

    Prediksi aturan [Xe] 4f2 6s2

  • 64 Gd Gadolinium

    setengah atau penuh

    Terbitan [Xe] 4f7 5d1 6s2

    Prediksi aturan [Xe] 4f8 6s2

  • 78 Pt Platina

    Terbitan [Xe] 4f14 5d9 6s1

    Prediksi aturan [Xe] 4f14 5d8 6s2

  • 79 Au Emas

    setengah atau penuh

    Terbitan [Xe] 4f14 5d10 6s1

    Prediksi aturan [Xe] 4f14 5d9 6s2

  • 89 Ac Aktinium

    Terbitan [Rn] 6d1 7s2

    Prediksi aturan [Rn] 5f1 7s2

  • 90 Th Torium

    Terbitan [Rn] 6d2 7s2

    Prediksi aturan [Rn] 5f2 7s2

  • 91 Pa Protaktinium

    Terbitan [Rn] 5f2 6d1 7s2

    Prediksi aturan [Rn] 5f3 7s2

  • 92 U Uranium

    Terbitan [Rn] 5f3 6d1 7s2

    Prediksi aturan [Rn] 5f4 7s2

  • 93 Np Neptunium

    Terbitan [Rn] 5f4 6d1 7s2

    Prediksi aturan [Rn] 5f5 7s2

  • 96 Cm Kurium

    setengah atau penuh

    Terbitan [Rn] 5f7 6d1 7s2

    Prediksi aturan [Rn] 5f8 7s2

  • 103 Lr Lawrensium

    Terbitan [Rn] 5f14 7s2 7p1

    Prediksi aturan [Rn] 5f14 6d1 7s2

Yang perlu diperhatikan: pada delapan di antaranya, elektron yang berpindah membuat subkulit d atau f tepat terisi setengah atau tepat penuh. Kromium mengambil satu lebih awal untuk membentuk 3d5, tembaga 3d10, perak 4d10, gadolinium 4f7. Konfigurasi itu lebih stabil daripada yang diprediksi aritmetika aturannya.

Dua belas sisanya tidak dijelaskan oleh pola itu, dan halaman ini tidak menawarkan penjelasan untuknya. Niobium, rutenium, rodium, platina dan aktinida awal tidak mendarat di tempat istimewa mana pun. Pola yang mencakup delapan dari dua puluh layak diperhatikan tetapi buruk bila disebut alasan — nilai terbitan berdiri di atas pengukuran, bukan di atas cerita apa pun tentangnya.

NIST Atomic Spectra Database ground levels; CRC Handbook 104th ed., "Electron Configuration of Neutral Atoms in the Ground State".