1. Минимум энергии подуровня.

2. Принцип запрета Паули.

3. Правило Гунда.

4. Минимум энергии конечной электронной конфигурации.

Однако, в электронных конфигурациях атомов, указанных в учебниках и справочниках, принято приводить расположение электронных состояний по уровням, а не по энергиям. В качестве примера, в таблице 2 приведены электронные конфигурации элементов четвертого периода периодической таблицы Д.И. Менделеева.

Таблица 2. электронные конфигурации элементов.

Период	Номер элемента	Символ элемента	Электронная конфигурация
4	19	K	[Ar] 4s^1
	20	Ca	[Ar] 4s^2
	21	Sc	[Ar] 3d^1 4s^2
	22	Ti	[Ar] 3d^2 4s^2
	23	V	[Ar] 3d^3 4s^2
	24	Cr	[Ar] 3d^5 4s^1
	25	Mn	[Ar] 3d^5 4s^2
	26	Fe	[Ar] 3d^6 4s^2
	27	Co	[Ar] 3d^7 4s^2
	28	Ni	[Ar] 3d^8 4s^2
	29	Cu	[Ar] 3d^10 4s^1
	30	Zn	[Ar] 3d^10 4s^2
	31	Ga	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^1
	32	Ge	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^2
	33	As	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^3
	34	Se	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^4
	35	Br	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^5
	36	Kr	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^6

Примечание. В квадратных скобках указана электронная структура последнего элемента третьего периода.

Электронные семейства и аналоги.

Все элементы относятся к тому или иному электронному семейству, которое определяется так: электронное семейство элемента определяется электронным состоянием, в которое, в момент заполнения, пришел последний электрон.

Поэтому говорят, что Са это s-элемент, а Сu –d-элемент.

Электронными аналогами, в пределах одного и того же электронного семейства, являются такие элементы, которые имеют подобное строение валентного слоя.

Пример 2.

Напишите электронную структуру элемента с номером 25. укажите его семейство и приведите аналоги.

Решение. Пользуясь схемой (3) и принципами заполнения электронных состояний, электронная структура имеет вид: Э 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁵, следовательно, это Mn. Поскольку последний электрон при заполнении пришел в d-состояние, то это d-элемент. Электронными аналогами его будут все элементы, имеющими на конце ns²(n-1)d⁵. В случае марганца его электронным аналогом является Re.

В атоме все электроны физически неразличимы. Это приводит к тому, что ,во-первых, мы не можем сказать какой электрон какое энергетическое состояние занимает (другими словами – в атоме все электроны могут быть первыми и последними), и, во-вторых, электроны в атоме все время меняют свое энергетическое состояние. Поэтому попытка определить квантовые числа какого-то конкретного электрона не имеет смысла. Мы можем определить только набор квантовых чисел последнего по энергии состояния, которое занимает какой-то электрон.

Пример 3.

Определите квантовые числа последнего состояния в атоме железа.

Решение. Электронная конфигурация железа: Fe1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶. Следовательно, последний электрон приходит на 3d-орбиталь и, следовательно, последнее по энергии занятое состояние характеризуется: n=3, l=2. Конкретные значения магнитного и спинового квантовых чисел мы привести не можем. Так как электрон может находиться на любой орбитали данного типа и иметь любое допустимое значение спина, т.е. m может быть любым из допустимых значений (-2, -1, 0, +1, +2), а m_s может быть или +1/2 или -1/2.

Потенциал ионизации атома.

Под потенциалом ионизации понимают энергию, требуемую для отрыва электрона от нейтрального атома. Потенциал ионизации обозначают I и измеряют в эВ. При этом протекает процесс:

A =>A⁺ + e^- , I(эВ) (4)

Если оторвать второй электрон, то, требуемая для этого энергия, называется вторым потенциалом ионизации и обозначается I₂ и т.д. В периодической таблице элементов потенциал ионизации увеличивается при движении по периоду слева направо, поскольку в этом направлении радиус атома уменьшается, и уменьшается при движении по группе сверху вниз, поскольку в этом направлении радиус атома растет.