1.01 Электронная конфигурация атомов

1.  Анализ вопроса задания:

В задании просят определить атомы с электронной конфигурацией внешнего энергетического уровня ns¹np³ в возбужденном состоянии. Для этого нужно проанализировать графическую формулу каждого атома и возможность перехода в возбужденное состояние.

 

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

 

 

 

Внешний энергетический уровень дальше всего находится от ядра атома, он имеет самый большой номер, равный номеру периода.

 

При переходе электрона с уровня (подуровня) с меньшей энергией на уровень (подуровень) с большей атом переходит в возбужденное состояние.

 

Помним, что:  Для возможности перехода в возбужденное состояние необходимо: 1) наличие спаренных электронов 2) наличие свободных орбиталей.

 

Переход в возбужденное состояние невозможен для щелочных металлов, азота, кислорода, фтора, благородных газов.  

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

3.  Распишем электронные и графические формулы:

1) Al – элемент 3 А группы 3 периода. Он является р элементом. Мы видим наличие спаренных электронов и свободных орбиталей. 

 

 

 

При переходе электрона с 3s на 3р орбиталь конфигурация внешнего уровня станет 3s¹3p² – не подходит.

 

 2) Si – элемент 4 А группы 3 периода. Он является р элементом. У него есть спаренные электроны и свободная орбиталь.

 

 

 

При переходе в возбужденное состояние электронная конфигурация внешнего уровня будет 3s¹3p³ - подходит. 

 

3) Mg – элемент 2 А группы 3 периода. Он является s элементом. У него есть спаренные электроны и свободный p подуровень. 

 

 

 

При переходе в возбужденное состояние электронная конфигурация будет 3s¹3p¹ - не подходит. 

 

4) C – элемент 4 А группы 2 периода. Он является р элементом. Мы видим спаренные электроны на 2s подуровне и вакантную орбиталь на р подуровне. 

 

 

 

При переходе в возбужденное состояние электронная конфигурация будет 2s¹2p³ - подходит. 

 

5) N – элемент 5 А группы 2 периода. Он является р элементом. Так как это элемент второго периода, у него нет d-орбиталей на втором энергетическом уровне, поэтому переход атома в возбужденное состояние невозможен.

 

4.  Анализируем решение:

Электронная конфигурация алюминия и магния в возбужденом состоянии не удовлетворяют условию задания, у азота невозможно возбужденное состояние атома.

 

Электронные конфигурации внешнего уровня в возбужденном состоянии у кремния и углерода соответствуют условию.

 

---

 

Лайфхак:

 

Для р элементов сумма электронов на внешнем уровне в основном и возбужденном состоянии равна, поэтому мы можем посчитать, сколько электронов на внешнем уровне должно быть (ns¹np³  (1+3=4)) и выбрать из предложенных элементов те, которые расположены в 4 А группе, так как для них число электронов на внешнем уровне равно номеру группы. Таким образом, мы увидим, что из списка в 4 группе находятся кремний и углерод. 

 

---

5.  Запишем ответ.