Ауфбау на немачком значи „изградња“, а Ауфбауов принцип каже да електрони испуњавају електронске љуске око атома у складу са нивоом енергије. То значи да се електронске љуске и поткољке око атома попуњавају изнутра према ван, осим у неки случајеви када спољна љуска има низак ниво енергије и делимично се напуни пре него што је унутрашња љуска пун.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Изузеци од Ауфбауовог принципа заснивају се на чињеници да је неколико атома стабилније када њихови електрони попуне или допола попуне електронску љуску или подљуску. Према Ауфбауовом принципу, ови електрони увек треба да попуњавају љуске и поткољке у складу са повећањем нивоа енергије. Елементи као што су бакар и хром су изузетак јер њихови електрони испуњавају и допола испуњавају две подљуске, а неки електрони се налазе у љускама вишег нивоа енергије.
Пуњење електронских шкољки и потколупа
Електрони око атомског језгра имају дискретне нивое енергије зване љуске. Најнижи ниво енергије најближи је језгру и у њему има места за само два електрона у љусци званој с. Следећа љуска има места за осам електрона у две подљуске, с и п подљуске. Трећа љуска има места за 18 електрона у три подљуске, с, п и д подљуске. Четврта љуска има четири подљуске, додајући ф подљуску. Подљуске са словима увек имају места за исти број електрона: два за с подљуску, шест за п, 10 за д и 14 за ф.
Да би се идентификовала подљуска, даје јој се број главне љуске и слово подљуске. На пример, водоник има једини електрон у 1с љусци, док кисеоник, са осам електрона, има два у 1с љусци, два у 2с подљусци и четири у 2п подљусци. Подљуске се попуњавају редом бројева и слова до треће љуске.
3с и 3п потљуске се пуне са два и шест електрона, али следећи електрони иду у 4с подљуску, а не у 3д подљуску како се очекивало. Подљуска 4с има нижи ниво енергије од 3д подљуске и зато се прва пуни. Иако бројеви нису у низу, они поштују Ауфбауов принцип, јер се подљуске електрона пуне у складу са њиховим нивоима енергије.
Како функционишу изузеци
Ауфбауов принцип важи за готово све елементе, посебно унутар доњих атомских бројева. Изузеци се заснивају на чињеници да су полупуне или пуне љуске или подљуске стабилније од делимично напуњених. Када је разлика у нивоима енергије између две подљуске мала, електрон се може пребацити у љуску вишег нивоа да би је напунио или напола напунио. Електрон заузима љуску вишег нивоа енергије кршећи Ауфбауов принцип, јер је атом на тај начин стабилнији.
Потпуне или полупуне подљуске су врло стабилне и имају нижи ниво енергије него што би то иначе имале. За неколико елемената, нормални редослед нивоа енергије се мења због пуних или полупуних подљусака. За елементе виших атомских бројева разлике у нивоима енергије постају врло мале, а промена услед пуњења потљуске је чешћа него код нижих атомских бројева. На пример, рутенијум, родијум, сребро и платина су сви изузеци од Ауфбау принципа због напуњених или полунапуњених подљусака.
У нижим атомским бројевима, разлика у нивоима енергије за нормални низ електронских шкољки је већа и изузеци нису толико чести. У првих 30 елемената, само бакар, атомски број 24 и хром, атомски број 29, су изузеци од Ауфбауова принципа.
Од укупно 24 електрона бакра, они испуњавају енергетске нивое са два у 1с, два у 2с, шест у 2п, два у 3с и шест у 3п, укупно 18 у нижим нивоима. Преосталих шест електрона требало би да уђу у 4с и 3д подљуске, са два у 4с и четири у 3д. Уместо тога, јер д подљуска има места за 10 електрона, 3д подљуска узима пет од шест доступних елктрона и оставља један за 4с подљуску. Сада су и 4с и 3д подљуске напола пуне, стабилна конфигурација, али изузетак од Ауфбау принципа.
Слично томе, хром има 29 електрона са 18 у доњим љускама и 11 преосталих. По Ауфбауовом принципу, два треба да иду у 4, а девет у 3д. Али 3д може да задржи 10 електрона, тако да само један прелази у 4с да би био напола пун, а 10 у 5д да би га напунио. Ауфбауов принцип функционише готово све време, али изузеци се јављају када су подљуске полупуне или пуне.