Configuraciones de electrones

Su misión es aceptar el número atómico de un elemento como entrada y salida de su configuración electrónica (por ejemplo, 2,8,8,2para calcio).

Entrada

Un número atómico del 1 al 118. Puede suponer una entrada válida. El átomo no está cargado (tiene tantos electrones como protones). Es posible que no espere que la entrada se almacene en una variable, y debe escribir un programa completo.

Salida

El número de electrones en cada capa de electrones no vacía. Seré bastante indulgente con el formato de salida; todo lo siguiente es aceptable, es decir, puede usar cualquier signo de puntuación o espacio en blanco para separar los números, y se permiten corchetes de cualquier tipo. Por favor, especifique cuál se utiliza.

• 2,8,8,2
• 2.8.8.2
• 2, 8, 8, 2,
• [2,8,8,2]
• 2 8 8 2
• ([2 [8]] [8] 2)

Cómo funcionan los electrones

En los átomos, los electrones se ordenan en "capas", que son niveles de energía. Cada capa tiene una cierta capacidad, el número máximo de electrones que es capaz de contener. Las conchas se llenan de adentro hacia afuera, pero no de manera uniforme. Su tarea es determinar, dado un número atómico, cuántos electrones hay en cada capa, de acuerdo con esta fuente .

Hasta e incluyendo calcio (número atómico 20), los depósitos se llenan de manera uniforme y en orden; la capa interna se llena primero a su capacidad de 2, la segunda a 8, luego la tercera a 8 y la última a 2. La configuración electrónica de calcio es 2,8,8,2.

Después del calcio, las cosas se complican; Otros electrones entran en la tercera capa, no en la última. Para empeorar las cosas, el vanadio (23) es 2,8,11,2, mientras que el cromo (24) es 2,8,13,1y el manganeso (25) 2,8,13,2.

Sin embargo, hay algunos patrones consistentes: un gas noble y los siete elementos anteriores siempre tendrán un número de electrones en la capa externa que aumentará de 1 a 8. Por ejemplo:

• oro (79): 2,8,18,32,18,1
• mercurio (80): 2,8,18,32,18,2
• ...
• astatine (85): 2,8,18,32,18,7
• radón (86): 2,8,18,32,18,8

Reglas

• Las lagunas estándar están prohibidas.
• Se permiten las bibliotecas que existían antes de este desafío.
• Se prohíbe cualquier característica incorporada o de biblioteca que trate específicamente con átomos, moléculas o química.
• La longitud de código más baja en bytes gana.
• En la fuente vinculada, las configuraciones de los elementos 103-118 están marcadas con (?) , Tal como se predicen, y los elementos son demasiado inestables para que esto pueda verificarse. Para este desafío, asuma que son correctos.
• Puede codificar parte o todos sus datos.
• [NUEVA REGLA] Proporcione un volcado de base64 o xxd de sus archivos si usa caracteres de control en ellos (ya que muchas respuestas parecen estar haciendo)

GANADOR: ¡ La respuesta CJam de Dennis a 80 bytes !

CJam, 87 83 82 80 bytes

0"hTHøìð¼Ä¿håêÛ¾ªÔ¼"256b6b5a/4a8**li<{[33:B_B*65_B*1]=\_B%8=B\#*+}/Bb0-`

El código anterior contiene caracteres no imprimibles.

Pruébelo en línea en el intérprete de CJam . Si el enlace no funciona para usted, copie de esta pasta .

Antecedentes

Para obtener la configuración electrónica del enésimo átomo, comenzamos con un átomo sin electrones y le aplicamos N transformaciones.

Para reducir el recuento de bytes de la implementación, representamos la configuración electrónica de un átomo como un entero. Cada dígito de ese número entero en la base 33 corresponde al número de electrones en ciertas capas; el dígito menos significativo representa la capa externa.

Por ejemplo, la configuración electrónica del molibdeno (42) es [2 8 18 13 1] . Esto corresponde al número entero 2 × 33 ⁴ + 8 × 33 ³ + 18 × 33 ² + 13 × 33 + 1 = 26,79,370 .

El paladio (48) es un caso especial, que tratamos como [2 8 18 18 0] en lugar de [2 8 18 18] .

Esta conveniente representación reduce las transformaciones antes mencionadas a aritmética simple:

• R += 1 (agregue un electrón a la capa externa)
• R += 33 (agregue un electrón a la segunda capa externa)
• R += 65 (agregue dos electrones a la segunda capa externa; retire uno de la primera)
• R += 1089 (agregue un electrón a la tercera capa externa)
• R += 2145 (agregue dos electrones a la tercera capa externa; retire uno de la segunda)
• R *= 33, R += 1 (agregue una nueva capa que contenga un solo electrón)

Todo lo que queda es codificar de alguna manera qué transformación debe aplicarse para pasar de un átomo particular al siguiente. Las diferencias de las representaciones enteras de dos átomos consecutivos son las siguientes:

[1 1 65 1 1 1 1 1 1 1 2369 1 1 1 1 1 1 1 78401 1 33 33 33 65 1 33 33 33 65 1 1 1 1 1 1 1 2598017 1 33 33 65 33 1 65 33 65 1 1 1 1 1 1 1 1 85745345 1 33 1089 2145 1089 1089 1089 1089 33 2145 1089 1089 1089 1089 1089 33 33 33 33 33 33 33 65 33 1 1 1 1 1 1 1 2830095041 1 33 33 2145 1089 1089 2145 1089 33 2145 1089 1089 1089 1089 1089 65 1 33 33 33 33 33 33 65 1 1 1 1 1 1 1]

Las diferencias únicas en esta matriz son las siguientes:

[1 33 65 1089 2145 2369 78401 2598017 85745345 2830095041]

Todos menos los primeros 5 corresponden a instancias cuando se agrega un nuevo shell; estos pueden omitirse ya que multiplicar por 33 y sumar 1 produce el mismo resultado que sumar la diferencia.

Dado que tenemos que agregar una nueva capa si y solo si el átomo actual tiene exactamente ocho electrones en su capa externa (con la excepción de He (2) ↦ Li (3) , que puede codificarse como suma 65 ), podemos codificar esas transformaciones como sumar 1 y determinar la necesidad de multiplicación sobre la marcha.

Así, si definimos

X := 0
I := 0
L := [33 1089 65 2145 1]
T := [1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 3 1 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 3 0 1 3 0 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 2 4 2 2 2 2 0 4 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 3 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 4 2 2 4 2 0 4 2 2 2 2 2 3 1 0 0 0 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 1]

La configuración electrónica del enésimo átomo se puede calcular de la siguiente manera:

while(X < N):
    R *= (33 ** (R % 33 == 8))
    R += L[T[X]]
    X += 1

Cómo funciona

" Push 0, the initial value of R; convert the following array into an integer by
  considering it a base 256 number, then back to the array of its digits in base 6.       ";

0"hTHøìð¼Ä¿håêÛ¾ªÔ¼"256b6b

" Replace each 5 in the resulting array by [4 4 4 4 4 4 4 4]. This yields the array T
  from the above section.                                                                 ";

5a/4a8**

" Read an integer N from STDIN and discard all but the first N elements of T.             ";

li<

" For each element Y of the remainder of T, do the following:                             ";

{
    [33:B_B*65_B*1]=\   " Define B := 33, push L, retrieve L[Y] and swap it with R.       ";

    _B%8=B\#*           " Execute R *= 33 ** (R % 33 == 8).                               ";

    +                   " Execute R += L[Y].                                              ";
}/

" Convert R into the array of its digits in base 33, remove eventual zeros (Palladium)
  and replace the resulting array with its string representation.                         ";

Bb0-`

Ejecución de ejemplo

$ base64 -d > electrons.cjam <<< MCJoVEgM+OzwErzEGL9o5erbvqrUB4YZhrwRIjI1NmI2YjVhLzRhOCoqbGk8e1szMzpCX0IqNjVfQioxXT1cX0IlOD1CXCMqK30vQmIwLWA=
$ cksum electrons.cjam
3709391992 80 electrons.cjam
$ for i in {1..118}; do LANG=en_US cjam electrons.cjam <<< $i; echo; done
[1]
[2]
[2 1]
[2 2]
[2 3]
[2 4]
[2 5]
[2 6]
[2 7]
[2 8]
[2 8 1]
[2 8 2]
[2 8 3]
[2 8 4]
[2 8 5]
[2 8 6]
[2 8 7]
[2 8 8]
[2 8 8 1]
[2 8 8 2]
[2 8 9 2]
[2 8 10 2]
[2 8 11 2]
[2 8 13 1]
[2 8 13 2]
[2 8 14 2]
[2 8 15 2]
[2 8 16 2]
[2 8 18 1]
[2 8 18 2]
[2 8 18 3]
[2 8 18 4]
[2 8 18 5]
[2 8 18 6]
[2 8 18 7]
[2 8 18 8]
[2 8 18 8 1]
[2 8 18 8 2]
[2 8 18 9 2]
[2 8 18 10 2]
[2 8 18 12 1]
[2 8 18 13 1]
[2 8 18 13 2]
[2 8 18 15 1]
[2 8 18 16 1]
[2 8 18 18]
[2 8 18 18 1]
[2 8 18 18 2]
[2 8 18 18 3]
[2 8 18 18 4]
[2 8 18 18 5]
[2 8 18 18 6]
[2 8 18 18 7]
[2 8 18 18 8]
[2 8 18 18 8 1]
[2 8 18 18 8 2]
[2 8 18 18 9 2]
[2 8 18 19 9 2]
[2 8 18 21 8 2]
[2 8 18 22 8 2]
[2 8 18 23 8 2]
[2 8 18 24 8 2]
[2 8 18 25 8 2]
[2 8 18 25 9 2]
[2 8 18 27 8 2]
[2 8 18 28 8 2]
[2 8 18 29 8 2]
[2 8 18 30 8 2]
[2 8 18 31 8 2]
[2 8 18 32 8 2]
[2 8 18 32 9 2]
[2 8 18 32 10 2]
[2 8 18 32 11 2]
[2 8 18 32 12 2]
[2 8 18 32 13 2]
[2 8 18 32 14 2]
[2 8 18 32 15 2]
[2 8 18 32 17 1]
[2 8 18 32 18 1]
[2 8 18 32 18 2]
[2 8 18 32 18 3]
[2 8 18 32 18 4]
[2 8 18 32 18 5]
[2 8 18 32 18 6]
[2 8 18 32 18 7]
[2 8 18 32 18 8]
[2 8 18 32 18 8 1]
[2 8 18 32 18 8 2]
[2 8 18 32 18 9 2]
[2 8 18 32 18 10 2]
[2 8 18 32 20 9 2]
[2 8 18 32 21 9 2]
[2 8 18 32 22 9 2]
[2 8 18 32 24 8 2]
[2 8 18 32 25 8 2]
[2 8 18 32 25 9 2]
[2 8 18 32 27 8 2]
[2 8 18 32 28 8 2]
[2 8 18 32 29 8 2]
[2 8 18 32 30 8 2]
[2 8 18 32 31 8 2]
[2 8 18 32 32 8 2]
[2 8 18 32 32 10 1]
[2 8 18 32 32 10 2]
[2 8 18 32 32 11 2]
[2 8 18 32 32 12 2]
[2 8 18 32 32 13 2]
[2 8 18 32 32 14 2]
[2 8 18 32 32 15 2]
[2 8 18 32 32 16 2]
[2 8 18 32 32 18 1]
[2 8 18 32 32 18 2]
[2 8 18 32 32 18 3]
[2 8 18 32 32 18 4]
[2 8 18 32 32 18 5]
[2 8 18 32 32 18 6]
[2 8 18 32 32 18 7]
[2 8 18 32 32 18 8]

GolfScript (96 bytes)

La salida está en forma

[2 8 18 18]

Esto utiliza una cadena mágica que contiene caracteres no imprimibles, por lo que estoy dando el script en formato xxd:

0000000: 7e30 5c27 0193 ca05 528e 6b25 e461 4d12  ~0\'....R.k%.aM.
0000010: 3195 9abf c9a4 bfad 588b d876 5e72 c82a  1.......X..v^r.*
0000020: 2dd3 6e92 4940 e00b 80dc 71f6 fc97 2732  -.n.I@....q...'2
0000030: 3536 6261 7365 2037 6261 7365 3c7b 2731  56base 7base<{'1
0000040: 0a29 0a5c 295c 0a2b 310a 2b29 0a40 2940  .).\)\.+1.+).@)@
0000050: 400a 402b 5c28 3227 6e2f 3d7e 7d2f 5d60  @.@+\(2'n/=~}/]`

Para las pruebas en línea , estoy escribiendo la cadena mágica con escapes:

"\x01\x93\xCA\x05R\x8Ek%\xE4aM\x121\x95\x9A\xBF\xC9\xA4\xBF\xADX\x8B\xD8v^r\xC8*-\xD3n\x92I@\xE0\v\x80\xDCq\xF6\xFC\x97"

pero es equivalente cuando no tienes problemas para pegar caracteres en las áreas de texto del navegador.

El enfoque es construir una máquina virtual con 7 instrucciones, cada una de las cuales manipula una lista de recuentos de electrones. Luego, para el elemento n, comenzamos con una lista de recuento de electrones 0y ejecutamos las primeras ninstrucciones de la lista codificada por la cadena mágica.

Las instrucciones son:

1. Agregue una nueva capa con 1 electrón: 1
2. Agregue un electrón a la capa externa: )
3. Agregue un electrón a la capa externa siguiente: \)\
4. Combinar las dos capas exteriores y añadir un electrón: +). (Esto se usa solo para paladio).
5. Combina las dos capas externas y crea una nueva capa con 1 electrón: +1
6. Agregue un electrón a la tercera capa en: @)@@
7. Agregue un electrón a la tercera capa y mueva uno de la segunda capa a la tercera capa. Esto solo ocurre cuando la capa externa tiene 2 electrones, por lo que se implementa en @+\(2lugar de la más larga@2+@(@

Python 2 (46 + 271 = 327)

Código:

print open('f').read().decode('zip').split(';')[input()]

Archivo f, que contiene la siguiente basura binaria (estos son los códigos char)

120, 156, 101, 146, 219, 21, 195, 32, 12, 67, 87, 233, 8, 193, 188, 204, 201, 254, 123, 21, 40, 46, 146, 253, 65, 163, 171, 10, 98, 199, 188, 233, 149, 87, 62, 243, 247, 179, 158, 121, 174, 50, 87, 157, 171, 205, 213, 231, 210, 181, 118, 66, 119, 70, 119, 74, 119, 78, 119, 82, 119, 86, 127, 233, 147, 183, 29, 182, 103, 156, 103, 122, 76, 36, 19, 249, 68, 167, 56, 78, 49, 81, 77, 52, 19, 118, 110, 210, 235, 100, 19, 197, 68, 53, 209, 76, 116, 19, 250, 23, 247, 36, 56, 107, 192, 139, 30, 208, 114, 211, 183, 96, 172, 121, 87, 123, 253, 6, 90, 175, 66, 23, 118, 66, 15, 216, 6, 118, 130, 205, 96, 63, 216, 18, 119, 197, 141, 185, 222, 6, 146, 36, 76, 138, 16, 101, 162, 66, 84, 29, 225, 153, 157, 254, 163, 90, 100, 32, 229, 135, 136, 106, 201, 226, 104, 16, 225, 136, 22, 38, 70, 97, 204, 140, 133, 177, 50, 246, 251, 33, 23, 170, 71, 97, 204, 140, 133, 177, 50, 54, 198, 206, 168, 14, 253, 155, 195, 187, 135, 55, 220, 103, 145, 199, 69, 230, 188, 157, 225, 63, 44, 207, 121, 25, 53, 26, 110, 75, 247, 9, 95, 170, 27, 187, 248, 201, 75, 28, 126, 152, 255, 111, 232, 41, 56, 62, 147, 130, 35, 193, 201, 193, 41, 193, 169, 193, 105, 193, 209, 80, 79, 172, 153, 111, 72, 188, 36, 241, 158, 196, 171, 18, 111, 203, 185, 16, 95, 151, 67, 8, 97

Base64:

eJxlktsVwyAMQ1fpCMG8zMn+exUoLpL9QaOrCmLHvOmVVz7z97Oeea4yV52rzdXn0rV2QndGd0p3
TndSd1Z/6ZO3HbZnnGd6TCQT+USnOE4xUU00E3Zu0utkE8VENdFMdBP6F/ckOGvAix7QctO3YKx5
V3v9BlqvQhd2Qg/YBnaCzWA/2BJ3xY253gaSJEyKEGWiQlQd4Zmd/qNaZCDlh4hqyeJoEOGIFiZG
YcyMhbEy9vshF6pHYcyMhbEyNsbOqA79m8O7hzfcZ5HHRea8neE/LM95GTUabkv3CV+qG7v4yUsc
fpj/b+gpOD6TgiPBycEpwanBacHRUE+smW9IvCTxnsSrEm/LuRBfl0MIYQ==

A pedido, ahora es un programa completo en lugar de una función.

Respuesta anterior: Python (línea de base ingenua, 422):

f=lambda n:'eJxlktsVwyAMQ1fpCMG8zMn+exUoLpL9QaOrCmLHvOmVVz7z97Oeea4yV52rzdXn0rV2QndGd0p3TndSd1Z/6ZO3HbZnnGd6TCQT+USnOE4xUU00E3Zu0utkE8VENdFMdBP6F/ckOGvAix7QctO3YKx5V3v9BlqvQhd2Qg/YBnaCzWA/2BJ3xY253gaSJEyKEGWiQlQd4Zmd/qNaZCDlh4hqyeJoEOGIFiZGYcyMhbEy9vshF6pHYcyMhbEyNsbOqA79m8O7hzfcZ5HHRea8neE/LM95GTUabkv3CV+qG7v4yUscfpj/b+gpOD6TgiPBycEpwanBacHRUE+smW9IvCTxnsSrEm/LuRBfl0MIYQ=='.decode('base64').decode('zip').split(';')[n]

Contenido del zip:

>>>'eJxlktsVwyAMQ1fpCMG8zMn+exUoLpL9QaOrCmLHvOmVVz7z97Oeea4yV52rzdXn0rV2QndGd0p3TndSd1Z/6ZO3HbZnnGd6TCQT+USnOE4xUU00E3Zu0utkE8VENdFMdBP6F/ckOGvAix7QctO3YKx5V3v9BlqvQhd2Qg/YBnaCzWA/2BJ3xY253gaSJEyKEGWiQlQd4Zmd/qNaZCDlh4hqyeJoEOGIFiZGYcyMhbEy9vshF6pHYcyMhbEyNsbOqA79m8O7hzfcZ5HHRea8neE/LM95GTUabkv3CV+qG7v4yUscfpj/b+gpOD6TgiPBycEpwanBacHRUE+smW9IvCTxnsSrEm/LuRBfl0MIYQ=='.decode('base64').decode('zip')
';1;2;2 1;2 2;2 3;2 4;2 5;2 6;2 7;2 8;2 8 1;2 8 2;2 8 3;2 8 4;2 8 5;2 8 6;2 8 7;2 8 8;2 8 8 1;2 8 8 2;2 8 9 2;2 8 10 2;2 8 11 2;2 8 13 1;2 8 13 2;2 8 14 2;2 8 15 2;2 8 16 2;2 8 18 1;2 8 18 2;2 8 18 3;2 8 18 4;2 8 18 5;2 8 18 6;2 8 18 7;2 8 18 8;2 8 18 8 1;2 8 18 8 2;2 8 18 9 2;2 8 18 10 2;2 8 18 12 1;2 8 18 13 1;2 8 18 13 2;2 8 18 15 1;2 8 18 16 1;2 8 18 18;2 8 18 18 1;2 8 18 18 2;2 8 18 18 3;2 8 18 18 4;2 8 18 18 5;2 8 18 18 6;2 8 18 18 7;2 8 18 18 8;2 8 18 18 8 1;2 8 18 18 8 2;2 8 18 18 9 2;2 8 18 19 9 2;2 8 18 21 8 2;2 8 18 22 8 2;2 8 18 23 8 2;2 8 18 24 8 2;2 8 18 25 8 2;2 8 18 25 9 2;2 8 18 27 8 2;2 8 18 28 8 2;2 8 18 29 8 2;2 8 18 30 8 2;2 8 18 31 8 2;2 8 18 32 8 2;2 8 18 32 9 2;2 8 18 32 10 2;2 8 18 32 11 2;2 8 18 32 12 2;2 8 18 32 13 2;2 8 18 32 14 2;2 8 18 32 15 2;2 8 18 32 17 1;2 8 18 32 18 1;2 8 18 32 18 2;2 8 18 32 18 3;2 8 18 32 18 4;2 8 18 32 18 5;2 8 18 32 18 6;2 8 18 32 18 7;2 8 18 32 18 8;2 8 18 32 18 8 1;2 8 18 32 18 8 2;2 8 18 32 18 9 2;2 8 18 32 18 10 2;2 8 18 32 20 9 2;2 8 18 32 21 9 2;2 8 18 32 22 9 2;2 8 18 32 24 8 2;2 8 18 32 25 8 2;2 8 18 32 25 9 2;2 8 18 32 27 8 2;2 8 18 32 28 8 2;2 8 18 32 29 8 2;2 8 18 32 30 8 2;2 8 18 32 31 8 2;2 8 18 32 32 8 2;2 8 18 32 32 10 1;2 8 18 32 32 10 2;2 8 18 32 32 11 2;2 8 18 32 32 12 2;2 8 18 32 32 13 2;2 8 18 32 32 14 2;2 8 18 32 32 15 2;2 8 18 32 32 16 2;2 8 18 32 32 18 1;2 8 18 32 32 18 2;2 8 18 32 32 18 3;2 8 18 32 32 18 4;2 8 18 32 32 18 5;2 8 18 32 32 18 6;2 8 18 32 32 18 7;2 8 18 32 32 18 8'
>>>len(_)
1478

Y una prueba rápida:

map(f, range(119))
Out[48]: 
['',
 '1',
 '2',
 '2 1',
 '2 2',
 '2 3',
 '2 4',
 '2 5',
 '2 6',
 '2 7',
 '2 8',
 '2 8 1',
 '2 8 2',
 '2 8 3',
 '2 8 4',
 '2 8 5',
 '2 8 6',
 '2 8 7',
 '2 8 8',
 '2 8 8 1',
 '2 8 8 2',
 '2 8 9 2',
 '2 8 10 2',
 '2 8 11 2',
 '2 8 13 1',
 '2 8 13 2',
 '2 8 14 2',
 '2 8 15 2',
 '2 8 16 2',
 '2 8 18 1',
 '2 8 18 2',
 '2 8 18 3',
 '2 8 18 4',
 '2 8 18 5',
 '2 8 18 6',
 '2 8 18 7',
 '2 8 18 8',
 '2 8 18 8 1',
 '2 8 18 8 2',
 '2 8 18 9 2',
 '2 8 18 10 2',
 '2 8 18 12 1',
 '2 8 18 13 1',
 '2 8 18 13 2',
 '2 8 18 15 1',
 '2 8 18 16 1',
 '2 8 18 18',
 '2 8 18 18 1',
 '2 8 18 18 2',
 '2 8 18 18 3',
 '2 8 18 18 4',
 '2 8 18 18 5',
 '2 8 18 18 6',
 '2 8 18 18 7',
 '2 8 18 18 8',
 '2 8 18 18 8 1',
 '2 8 18 18 8 2',
 '2 8 18 18 9 2',
 '2 8 18 19 9 2',
 '2 8 18 21 8 2',
 '2 8 18 22 8 2',
 '2 8 18 23 8 2',
 '2 8 18 24 8 2',
 '2 8 18 25 8 2',
 '2 8 18 25 9 2',
 '2 8 18 27 8 2',
 '2 8 18 28 8 2',
 '2 8 18 29 8 2',
 '2 8 18 30 8 2',
 '2 8 18 31 8 2',
 '2 8 18 32 8 2',
 '2 8 18 32 9 2',
 '2 8 18 32 10 2',
 '2 8 18 32 11 2',
 '2 8 18 32 12 2',
 '2 8 18 32 13 2',
 '2 8 18 32 14 2',
 '2 8 18 32 15 2',
 '2 8 18 32 17 1',
 '2 8 18 32 18 1',
 '2 8 18 32 18 2',
 '2 8 18 32 18 3',
 '2 8 18 32 18 4',
 '2 8 18 32 18 5',
 '2 8 18 32 18 6',
 '2 8 18 32 18 7',
 '2 8 18 32 18 8',
 '2 8 18 32 18 8 1',
 '2 8 18 32 18 8 2',
 '2 8 18 32 18 9 2',
 '2 8 18 32 18 10 2',
 '2 8 18 32 20 9 2',
 '2 8 18 32 21 9 2',
 '2 8 18 32 22 9 2',
 '2 8 18 32 24 8 2',
 '2 8 18 32 25 8 2',
 '2 8 18 32 25 9 2',
 '2 8 18 32 27 8 2',
 '2 8 18 32 28 8 2',
 '2 8 18 32 29 8 2',
 '2 8 18 32 30 8 2',
 '2 8 18 32 31 8 2',
 '2 8 18 32 32 8 2',
 '2 8 18 32 32 10 1',
 '2 8 18 32 32 10 2',
 '2 8 18 32 32 11 2',
 '2 8 18 32 32 12 2',
 '2 8 18 32 32 13 2',
 '2 8 18 32 32 14 2',
 '2 8 18 32 32 15 2',
 '2 8 18 32 32 16 2',
 '2 8 18 32 32 18 1',
 '2 8 18 32 32 18 2',
 '2 8 18 32 32 18 3',
 '2 8 18 32 32 18 4',
 '2 8 18 32 32 18 5',
 '2 8 18 32 32 18 6',
 '2 8 18 32 32 18 7',
 '2 8 18 32 32 18 8']

MATLAB - 248 244 241 178 + 44 = 222 bytes

Minified:

i=1;a=fread(fopen('a'));b=fix(a/7);a=a-7*b+1;d=0*a;for n=1:input(''),A=a(i);if b(i),m=1;i=i+(d(A)+2>b(i));else A=A-[1;0];m=[2;-1];i=i+1;end;d(A)=d(A)+m;end;fprintf('%d ',d(~~d));

Expandido:

i = 1;
a = fread( fopen( 'a' ) );
b = fix( a/7 );
a = a-7*b+1;
d = 0*a;
for n = 1:input('')
    A = a(i);
    if b(i)
        m = 1;
        i = i + (d(A)+2 > b(i));
    else
        A = A - [1; 0];
        m = [2; -1];
        i = i + 1;
    end
    d(A) = d(A) + m;
end
fprintf( '%d ', d(~~d) );

Dependencia de archivo binario (nombre de archivo ' a '):

0e 39 3a 11  4f 03 72 03  3b 12 49 04  5e 12 04 73
04 3c 13 43  88 04 b2 43  04 e3 6d 05  82 3d 14 4b
05 9e 05 b3  44 05 e4 06  14 75 06 3e

Confío en que este es un "programa completo" en el sentido de que se puede invocar desde la línea de comandos, se lee stdiny se envía a stdout.

Utiliza una especie de bytecode de dos instrucciones para construir las configuraciones electrónicas. Las dos instrucciones son

inc D until N      (i.e. increment valence D by 1; advance to next instruction when D = N)

y

pulldown D         (i.e. pull down one electron from valence D, thereby decrementing it by 1
                         and incrementing valence D-1 by 2)

Las instrucciones están codificadas en dos matrices. El primero almacena el Dargumento en todos los casos. El segundo almacena el Nargumento o 0para indicar una pulldowninstrucción, ya N = 0que nunca se usa como argumento.

La secuencia completa de instrucciones es:

inc 1 until 2
inc 2 until 8
inc 3 until 8
inc 4 until 2
inc 3 until 11
pulldown 4

inc 3 until 16
pulldown 4

inc 4 until 8
inc 5 until 2
inc 4 until 10
pulldown 5

inc 4 until 13
inc 5 until 2
pulldown 5

inc 4 until 16
pulldown 5

inc 5 until 8
inc 6 until 2
inc 5 until 9
inc 4 until 19
pulldown 5

inc 4 until 25
inc 5 until 9
pulldown 5

inc 4 until 32
inc 5 until 15
pulldown 6

inc 5 until 18
inc 6 until 8
inc 7 until 2
inc 6 until 10
pulldown 6

inc 5 until 22
pulldown 6

inc 5 until 25
inc 6 until 9
pulldown 6

inc 5 until 32
pulldown 7

inc 7 until 2
inc 6 until 16
pulldown 7

inc 7 until 8

Vale la pena señalar que se pueden eliminar 28 caracteres si usamos el conjunto de caracteres específico de MATLAB, pero quería que mi solución fuera representable como texto sin formato en Stack Exchange, sin ninguna referencia de archivo externo.

El archivo externo hace referencia a él.

Resultados de muestra

39: 2 8 18 9 2

78: 2 8 18 32 17 1

117: 2 8 18 32 32 18 7

5: 2 3

Perl 5, 235 (234 + 1 para -E)

Golfizado:

@a=unpack'C*','ABR3S4sT5tU6';if(($-=<>)~~[unpack'C*',')*,-./9:@NOYZ[\]`g']){$.+=($-~~[46,90]);$p=2+$-/33;$->87|$-~~[57..64]&&($.*=-1);$o[$p]+=$.,$o[$p+1]-=$.}$%=($%=$a[$q]/8)>$-?$-:$%,$o[$a[$q++]&7]+=$%while($--=$%);$,=$";say@o

Nota: se proporciona un volcado hexadecimal en la parte inferior de esta publicación, ya que algunos de los literales de cadena contienen caracteres de control (que se ingresaron a través de un editor hexadecimal).

Ungolfed con comentarios:

$_=<>;
# For each byte, the first 5 bits are the number of spaces to fill at a time, the next 3 bits represent the shell number, minus 1.
# Values: 10 41 42 13 52 33 14 53 34 15 73 54 35 16 74 55 36
# The 1st shell takes 2 electrons
# Then the 2nd shell take 8, then the third takes 8...
@a=unpack'C*','ABR3S4sT5tU6';
# Contains the atomic numbers of abnormal elements
# Values: 18 1d 29 2a 2c 2d 2e 2f 39 3a 40 4e 4f 59 5a 5b 5c 5d 60 67
@b=unpack'C*',')*,-./9:@NOYZ[\]`g';
# if abnormal
if($_~~@b){
    # All abnormals, except element 46 and 90, only displace 1 electron
    $y=1+($_~~[46,90]);
    # Abnormals with atomic number less than 33 involve switches between shells 3 and 4
    # 33-65: 4 and 5
    # 66-98: 5 and 6
    # 99+ : 6 and 7
    $p = (3 + ~~($_/33)) - 1;
    # abnormals in these ranges move electrons from lower to higher
    # abnormals elsewhere do higher to lower
    if($_ >= 88 || $_ ~~ [57..64]){
        $y *= -1;
    }
    # move electrons
    $o[$p] += $y;
    $o[$p+1] -= $y;
}

    # extract max number of electrons to fill shell with
    # >> 3 is equivalent to /8 for integers; $% is always an integer.
    $% = $a[$q] / 8,
    # do not overfill
    $% = $% > $_ ? $_ : $%,
    # add electrons to shell
    $o[ $a[$q++] & 7 ] += $%
# reduce number of electrons left to fill shells with
while($_ -= $%);
# set list separator to space
$, = $";
# print list representing shells
say @o 

Hex Dump:

0000000: 4061 3d75 6e70 6163 6b27 432a 272c 2710  @a=unpack'C*','.
0000010: 4142 1352 3314 5334 1573 5435 1674 5536  AB.R3.S4.sT5.tU6
0000020: 273b 6966 2828 242d 3d3c 3e29 7e7e 5b75  ';if(($-=<>)~~[u
0000030: 6e70 6163 6b27 432a 272c 2718 1d29 2a2c  npack'C*','..)*,
0000040: 2d2e 2f39 3a40 4e4f 595a 5b5c 5d60 6727  -./9:@NOYZ[\]`g'
0000050: 5d29 7b24 2e2b 3d28 242d 7e7e 5b34 362c  ]){$.+=($-~~[46,
0000060: 3930 5d29 3b24 703d 322b 242d 2f33 333b  90]);$p=2+$-/33;
0000070: 242d 3e38 377c 242d 7e7e 5b35 372e 2e36  $->87|$-~~[57..6
0000080: 345d 2626 2824 2e2a 3d2d 3129 3b24 6f5b  4]&&($.*=-1);$o[
0000090: 2470 5d2b 3d24 2e2c 246f 5b24 702b 315d  $p]+=$.,$o[$p+1]
00000a0: 2d3d 242e 7d24 253d 2824 253d 2461 5b24  -=$.}$%=($%=$a[$
00000b0: 715d 2f38 293e 242d 3f24 2d3a 2425 2c24  q]/8)>$-?$-:$%,$
00000c0: 6f5b 2461 5b24 712b 2b5d 2637 5d2b 3d24  o[$a[$q++]&7]+=$
00000d0: 2577 6869 6c65 2824 2d2d 3d24 2529 3b24  %while($--=$%);$
00000e0: 2c3d 2422 3b73 6179 406f                 ,=$";say@o

CJam, 309 289 bytes

0000000: 22 cc b5 a3 1a f7 bd 07 1b 26 ce 73 16 55 87 08  "........&.s.U..
0000010: 27 d2 65 54 66 ac c1 38 ff de 95 d8 8a 77 6d 4e  '.eTf..8.....wmN
0000020: 0d 13 df bb b7 c6 8c ae 6b 32 4d b9 f1 7c b9 f1  ........k2M..|..
0000030: bc 68 2d 8a 5c 22 e6 5c 22 e1 d7 c9 80 ba a5 5d  .h-.\".\"......]
0000040: 64 24 47 0b aa 78 c9 13 a5 0a 65 41 08 f3 ee e3  d$G..x....eA....
0000050: 2e 58 92 19 5f 1a 80 fc d9 30 3b 51 99 c7 1b 51  .X.._....0;Q...Q
0000060: ba 0c 8a 3c 7d f0 60 1e d5 1c e7 2f 33 16 c8 1f  ...<}.`..../3...
0000070: e6 df 24 75 d1 51 e6 af 38 b4 f7 b1 63 77 14 8d  ..$u.Q..8...cw..
0000080: d3 69 bc 99 9e a5 98 56 53 e7 71 f7 48 76 7a 24  .i.....VS.q.Hvz$
0000090: a7 dc 5c 22 fc a6 55 05 30 e2 03 d6 a8 ef 1a 9f  ..\"..U.0.......
00000a0: e4 03 c6 a0 5e 60 be 01 2b ca 12 83 d4 64 69 3d  ....^`..+....di=
00000b0: a7 2e cc 59 5e 0c bb 69 b0 19 1d e1 f2 53 e4 1b  ...Y^..i.....S..
00000c0: 6e 6d cc 45 d3 1f cc 3c b7 1b 5f ca c8 d0 94 fe  nm.E...<.._.....
00000d0: 05 ea ae dc 98 9e 9a 47 a6 fa 3a 0e c3 45 ef 31  .......G..:..E.1
00000e0: 61 a0 7c 80 55 9a 5d 7a af 8e 51 e8 5c 79 c4 22  a.|.U.]z..Q.\y."
00000f0: 32 35 36 62 33 38 62 22 24 12 23 20 5c 22 12 21  256b38b"$.# \".!
0000100: 08 00 02 22 3a 69 32 2f 7b 5f 30 3d 5f 29 33 33  ...":i2/{_0=_)33
0000110: 3f 61 40 5c 2f 5c 2a 7d 2f 30 61 2f 6c 69 28 3d  ?a@\/\*}/0a/li(=
0000120: 60                                               <

Funciona reemplazando las ejecuciones comunes (por ejemplo, 2 8 18 32) con enteros mayores que 32 y considerando la matriz de todas las configuraciones como un número base 38, que está codificado en binario.

Ejecución de ejemplo

$ base64 -d > electrons.cjam <<< Isy1oxr3vQcbJs5zFlWHCCfSZVRmrME4/96V2Ip3bU4NE9+7t8aMrmsyTbnxfLnxvGgtilwi5lwi4dfJgLqlXWQkRwuqeMkTpQplQQjz7uMuWJIZXxqA/NkwO1GZxxtRugyKPH3wYB7VHOcvMxbIH+bfJHXRUeavOLT3sWN3FI3TabyZnqWYVlPncfdIdnokp9xcIvymVQUw4gPWqO8an+QDxqBeYL4BK8oSg9RkaT2nLsxZXgy7abAZHeHyU+Qbbm3MRdMfzDy3G1/KyNCU/gXqrtyYnppHpvo6DsNF7zFhoHyAVZpdeq+OUehcecQiMjU2YjM4YiIkEiMgXCISIQgAAiI6aTIve18wPV8pMzM/YUBcL1wqfS8wYS9saSg9YA==
$ cksum electrons.cjam 
3109698089 289 electrons.cjam
$ LANG=en_US cjam electrons.cjam <<< 42; echo
[2 8 18 13 1]
$ for i in {1..118}; do LANG=en_US cjam electrons.cjam <<< $i; echo; done | md5sum
d09cb34c282ee52c2466a6b80aa30d22  -