Cấu hình electron là sự phân bố các electron trong hệ lượng lượng tử. việc xác định cầu hình electron có ý nghĩa quan trọng vì nó liên quan tới việc xác định phương pháp tính thích hợp.
Tuy nhiên cấu hình electron chưa mô tả đầy đủ trạng thái các electron nên từ cùng một cấu hình có thể có nhiều trạng thái khác nhau. Nó còn phụ thuộc vào trạng thái spin của hệ, xác định được thông qua độ bội. Độ bội của trạng thái bằng 2S+1 cho biết số electron độc thân trong trạng thái đó.
Số electron độc thân S 2S+1 Trạng thái hệ 0 0 1 Singlet 1 1/2 2 Doublet 2 1 3 Triplet 3 3/2 4 Quartet 4 2 5 Pentet
Có thể phân loại cấu hình electron như sau:
Cầu hình vỏ đóng: là cấu hình ở trạng thái cơ bản, có n orbital bị chiếm bởi 2n electron. Cấu hình này tương ứng với trường hợp suy biến năng lượng vì 2 eletron có spin đối song song cùng 1 orbital bị chiếm có cùng năng lượng. Hệ không có electron độc thân nên ở trạng thái singlet.
Cấu hình vỏ mở: là cấu hình ở trạng thái cơ bản mà hệ có 2n+1 electron thì có n orbital bị chiếm chỗ bởi 2n electron và orbital thứ n+1 bị chiếm chỗ bởi 1 electron. Do còn 1 electron độc thân nên hệ ở trạng thái doublet.
SVTH: Trần Ý Nguyện Trang 56 Cấu hình hạn chế là cấu hình có n electron thì 2m (m<n) electron đã ghép đôi, còn n-2m electron chiếm n-2m orbital khác nhau. Cầu hình này ứng với trạng thái vỏ mở hoặc trạng thái kích thích.
Cấu hình không hạn chế: là cấu hình ứng với trường hợp hai hàm spin , có các hàm không gian khác nhau. Trong trường hợp hệ ở trạng thái cơ bản, số electron của hàm spin lớn hơn của hàm spin . Đây là trường hợp không suy biến năng lượng. Cầu hình này có thể sử dụng cho hệ đóng, mở và hệ ở trạng thái kích thích.