1.01 Электронная конфигурация атомов

1. Анализ задания:

В задании просят определить, атомы каких элементов образуют молекулы состава Э_х ( х > 0 ), содержащие 24 и 60 электронов. 

 

Число эктронов в одном атоме равно поядковому номеру элемента в таблице Менделеева. 

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

2. Проаналзируем элементы: 

1) Mg образует вещество, в котором х = 0 - не подходит.

 

2) O образует вещества, в которых х = 2 и 3.

 

Один атом кислорода содержит 8 электронов. 

 

Вещество O₂ в своем составе имеет 8*2=16 электронов. Вещество O₃ в своем составе имеет 8*3=24 электрона - подходит.

 

3) С образует вещества, в которых х = n - не подходит. 

 

4) P образует вещество, в котром х = 4. 

 

Один атом фосфора содержит 15 электронов. Вещество P₄ в своем ссвоеме имеет 15*4=60 элктронов - подходит. 

 

5) Ne образует вещество, в котором х = 0 - не подходит. 

4. Анализируем решение: 

O₃ и P₄ имеют в своем составе 24 и 60 электронов соответственно. 

5. Запишем ответ. 

1. Анализ задания:

В задании просят определить у атомов каких элементов в основном состоянии число электронов на предвнешнем уровне совпадает с максимальной вместимостью этого слоя. Для этого нужно изобразить графическую формулу для каждого атома.

 

Максимальная вместимость 1 энергетического слоя – 2 е^–, 2 энергетического слоя – 8 е^–, 3 энергетического слоя – 18 е^–, 4 энергетического слоя – 32 е^–.

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) K – элемент IА группы 4 периода. Предвнешним у него будет 3 энергетический уровень, на котором максимально может находиться 18 е^–.

 

 

У калия на предвнешнем уровне 8 е^–.

 

2) Ag – элемент IB группы 5 периода. Предвнешним у него будет 4 энергетический уровень, на котором максимально может находиться 32 е^–.

 

 

У серебра на предвнешнем уровне 18 е^–.

 

3) Cu – элемент IB группы 4 периода. Предвнешним у него будет 3 энергетический уровень, на котором максимально может находиться 18 е^–.

 

 

У меди на предвнешнем уровне 18 е^–.

 

4) He – элемент VIIIА группы 1 периода. У гелия нет предвнешнего уровня. 

 

 

5) Al – элемент IIIА группы 3 периода. Предвнешним у него будет 2 энергетический уровень, на котором максимально может находиться 8 е^–.

 

 

У алюминия на предвнешнем уровне 8 е^–.

4. Анализируем решение:

У меди и алюминия число электронов на предвнешнем уровне совпадает с максимальной вместимостью этого слоя в основном состоянии. 

5. Запишем ответ.

1. Анализ задания:

В задании просят определить атомы каких из указанных в ряду элементов имеют схожую и одинаковую электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня с атомом Rb соответственно. Для этого нужно рассмотреть электронную формулу каждого атома.

 

Схожая электронная конфигурация означает совпадение числа электронов на внешнем уровне (валентных электронов), что характерно для элементов одной подгруппы.

 

Одинаковая электронная конфигурация означает полное совпадение внешних электронных оболочек, что встречается у элементов с одинаковым числом энергетических уровней (которые стоят в одном периоде) и одинаковым числом внешних электронов.

 

Электронная конфигурация атома Rb: [Kr] 5s¹.

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) Sr – элемент II А группы 5 периода. Он является s-элементом. Так как он во второй группе, у него 2 электрона на внешнем уровне.

 

 

Электронная конфигурация внешнего уровня атома стронция в основном состоянии – 5s².

 

2) Li – элемент I А группы 2 периода. Он является s-элементом. Так как он в первой группе, у него 1 электрон на внешнем уровне.

 

 

Электронная конфигурация внешнего уровня атома лития в основном состоянии – 2s¹.

 

3) Ag – элемент I B группы 5 периода. Он является d-элементом. Так как у серебра есть проскок электрона, у него 1 электрон на внешнем уровне.

 

 

Электронная конфигурация внешнего уровня атома серебра в основном состоянии – 5s¹.

 

4) Cr – элемент VI B группы 4 периода. Он является d-элементом. Так как у хрома есть проскок электрона, у него 1 электрон на внешнем уровне.

 

 

Электронная конфигурация внешнего уровня атома хрома в основном состоянии – 4s¹.

 

5) Al – элемент III А группы 3 периода. Он является p-элементом. Так как он в третьей группе, у него 3 электрона на внешнем уровне.

 

 

Электронная конфигурация внешнего уровня атома алюминия в основном состоянии – 3s²3p¹.

4. Анализируем решение:

Заметим, что литий в одной подгруппе с рубидием и также имеет 1 электрон на внешнем уровне, следовательно литий имеет схожую электронную конфигурацию внешнего уровня с атомом рубидия.

 

Серебро же имеет одинаковую конфигурацию внешнего энергетического уровня с атомом рубидия – 5s¹.

5. Запишем ответ.

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.

1. Анализ задания:

В задании просят определить у атомов каких из указанных в ряду элементов в основном состоянии электронов на внешнем энергетическом уровне больше, чем на внутренних энергетических уровнях. Для этого нужно изобразить графическую формулу для каждого атома.

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) Li – элемент IА группы 2 периода. Так как он в первой группе, у него 1 электрон на внешнем уровне. Всего у лития 3 электрона.

 

 

У лития электронов на внешнем энергетическом уровне меньше, чем на внутренних энергетических уровнях.

 

2) Zn – элемент IIB группы 4 периода. Так как у него нет проскока электрона, у него 2 электрона на внешнем уровне. Всего у цинка 30 электронов.

 

 

У цинка электронов на внешнем энергетическом уровне меньше, чем на внутренних энергетических уровнях.

 

3) F – элемент VIIА группы 2 периода. Так как он в седьмой группе, у него 7 электронов на внешнем уровне. Всего у фтора 9 электронов.

 

 

У фтора электронов на внешнем энергетическом уровне больше, чем на внутренних энергетических уровнях.

 

4) B – элемент IIIА группы 2 периода. Так как он в третьей группе, у него 3 электрона на внешнем уровне. Всего у бора 5 электронов.

 

 

У бора электронов на внешнем энергетическом уровне больше, чем на внутренних энергетических уровнях.

 

5) Br – элемент VIIА группы 4 периода. Так как он в седьмой группе, у него 7 электронов на внешнем уровне. Всего у брома 35 электронов.

 

 

У брома электронов на внешнем энергетическом уровне меньше, чем на внутренних энергетических уровнях.

4. Анализируем решение:

У фтора и бора электронов на внешнем энергетическом уровне больше, чем на внутренних энергетических уровнях.

5. Запишем ответ.