1.01 Электронная конфигурация атомов

1. Анализ задания:

В задании просят определить атомам каких из указанных в ряду элементов в одном из возможных возбуждённых состояний соответствует электронная конфигурация 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d^x4s¹4p¹ (x >= 0). Для этого нужно изобразить графическую формулу для возможных возбуждённых состояний каждого атома.

 

Возбужденное состояние атома – это такое состояние, в котором один или несколько электронов переходят с более низких энергетических подуровней на более высокие незанятые подуровни (должна быть незанятая электронами, (вакантная) орбиталь). При этом происходит "распаривание" электронов на более низких энергетических подуровнях.

 

Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным, а если два – то это спаренные электроны. 

 

2. Выделим все элементы в таблице Менделеева, чтобы понять, в какой группе и в каком периоде они расположены:

3. Рассмотрим электронные и графические формулы:

1) Ca – элемент II А группы, 4 периода. Так как он расположен во второй группе, у него 2 электрона на внешнем уровне. Конфигурация внешнего уровня в основном состоянии: 4s², на нём находятся два спаренных электрона, при этом есть свободные орбитали внешнего уровня. Следовательно один их внешних электронов с s -орбитали может перейти на вакантную орбиталь 4р-подуровня.

 

 

Электронная конфигурация возуждённого состояния кальция: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹4p¹.

 

2) Cr – элемент VI B группы, 4 периода. Так как для хрома характерен проскок электрона, у него 1 электрон на внешнем уровне. Так как нет пары электронов, то никакой электрон не может "распариться" и перейти на более высокий энергетический подуровень, следовательно у хрома нет возбуждённого состояния.

 

 

3) Cl – элемент VII A группы, 3 периода. Так как он расположен в третьем периоде, у него даже в возбуждённом состоянии не может быть электронов на 4 энергетическом уровне, следовательно он никаким образом не сможет получить электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d^x4s¹4p¹ (x >= 0).

 

 

4) Ga – элемент III А группы, 4 периода. Так как он в третьей группе, у него 3 электрона на внешнем уровне. Конфигурация внешнего уровня в основном состоянии: 4s²4p¹, на нём находятся два спаренных электрона и имеются свободные орбитали, следовательно один их электронов может "распариться" и перейти на вакантную орбиталь 4р-подуровня.

 

 

Электронная конфигурация возуждённого состояния галлия: 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d¹⁰4s¹4p².

 

5) Sc – элемент III B группы, 4 периода. Так как у него нет проскока электрона, у него 2 электрона на внешнем уровне. Конфигурация внешнего уровня в основном состоянии: 4s², на нём находятся два спаренных электрона на 4s-подуровне, следовательно один их них может "распариться" и перейти на вакантную орбиталь 4р-подуровня.

 

 

Электронная конфигурация возуждённого состояния скандия: 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d¹4s¹4p¹.

4. Анализируем решение:

У кальция и скандия возбуждённому состоянию соответствует электронная конфигурация 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d^x4s¹4p¹ (x >= 0).

 

---

 

Лайфхак: так как нам необходима электронная конфигурация возбуждённого состояния 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d^x4s¹4p¹ (x >= 0), нам надо искать элементы четвёртого периода с конфигурацией внешнего электронного уровня 4s². Именно у них в возбуждённом состоянии один электрон останется на 4s-подуровне, а один перейдёт на 4р-подуровень.

 

---

5. Запишем ответ.