Konfiguracje elektronowe pierwiastków

Rozpisując konfiguracje elektronowe pierwiastków, dajemy sobie radę aż do struktury elektronowej wapnia:
₂₀Ca: K²L⁸M⁸N² lub dokładniej umieszczając elektrony na orbitalach: ₂₀Ca: 1s²2s²p⁶3s²p⁶4s². Od skandu ₂₁Sc w całym układzie okresowym zaczyna się wielkie zamieszanie. ₂₁Sc: K²L⁸M⁹N² lub ₂₁Sc: 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹4s².
Skąd wiedzieć kiedy umieścić elektron na orbitalu p, d, a kiedy na f, oraz kiedy i jaką przypisać dodatkowoemu elektronowi główną liczbę kwantową n? W tym celu posługujemy się pewnymi regułami:

• reguła Weiswessera
  elektron zajmuje ten spośród wolnych stanów (orbitali), który ma mniejszą wartość sumy głównej i pobocznej liczby kwantowej n+l, a jeżeli wolne są dwa stany o takiej samej wartości n+l, to elektron zajmuje stan o niższej wartości n.

W myśl tej reguły orbital 4s (4+0) obsadzany jest przed 3d (4+0 < 3+2), natomiast orbital 3d przed 4p (3+2 = 4+1).

• reguła kartoflowa:

Strzałki wskazują kolejność zajmowanych orbitali. Musimy tylko pamiętać, że orbitale f obsadzane są zawsze po obsadzeniu jednego elektronu na orbitalu d (lantan, aktyn), by później już normalnie obsadzać orbitale f. Pomiędzy sąsiednimi orbitalami: 3d i 4s, 4d i 5s, oraz 4f i 5d, 5f i 6d mogą nastąpić pewne nieznaczne perturbacje w obsadzaniu ich elektronami.