1.02 Электронная конфигурация ионов

1. Анализ задания:

В задании просят определить элементы, ионы которых имеют электронную конфигурацию атома криптона.

 

Электронная конфигурация атома криптона: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶.

 

Существуют различные ионы – катионы и анионы. 

 

Катион — это положительно заряженный ион, образуется, если атом отдает электроны.

 

Анион — отрицательно заряженный ион, образуется, если атом принимает электроны.

 

Обычно металлы образуют устойчивые катионы, а неметаллы – анионы.

2. Проанализируем электронные конфигурации атомов данных элементов и ионов, которые они образуют:

1) Cl – неметалл, элемент VII A группы, 3 периода. Имеет 7 электронов на внешнем слое. Для достижения конфигурации устойчивого аниона хлору необходимо присоединить 1 электрон. После этого хлор приобретает электронную конфигурацию аргона:

• Анион: Cl + 1 e^- → Cl^-
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ [Ar]

2)  Sr – металл, элемент II A группы, 5 периода. Имеет 2 электрона на внешнем слое. Для достижения конфигурации устойчивого катиона стронцию необходимо отдать 2 электрона. После этого стронций приобретает электронную конфигурацию криптона:

• Катион: Sr – 2 e^- → Sr^{2 +}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s² → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶ [Kr]

3) Se – неметалл, элемент VI A группы, 4 периода. Имеет 6 электронов на внешнем слое. Для достижения конфигурации устойчивого аниона селену необходимо присоединить 2 электрона. После этого селен приобретает электронную конфигурацию криптона:

• Анион: Se + 2 e^- → Se^{2 -}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁴ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶ [Kr]

4) P – неметалл, элемент V A группы, 3 периода. Имеет 5 электронов на внешнем слое. Для достижения конфигурации устойчивого аниона фосфору необходимо присоединить 3 электрона. После этого фосфор приобретает электронную конфигурацию аргона:

• Анион: P + 3 e^- → P^{3 -}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p³ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ [Ar]

5) K – металл, элемент I A группы, 4 периода. Имеет 1 электрон на внешнем слое. Для достижения конфигурации устойчивого катиона калию необходимо отдать 1 электрон. После этого калий приобретает электронную конфигурацию аргона:

• Катион: K – 1 e^- → K⁺
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ [Ar]

 

Металлы при образовании катиона отдают такое количество электронов, чтобы их сумма стала равна количеству электронов у инертного газа, завершающего предыдущий период. Для этого шагаем влево (назад) по таблице Менделева.

 

Неметаллы при образовании аниона принимают такое количество электронов, чтобы их сумма стала равна количеству электронов у инертного газа, завершающего период. Для этого шагаем вправо (вперед) по таблице Менделева.

Отметим предложенные в задании элементы в таблице Менделеева и проанализируем, какие из них при образовании иона примут конфигурацию атома криптона. 

 

3. Анализируем решение:

Se и Sr образуют ионы, электронная конфигурация которых является такой же, как и у атома Kr. 

 

---

 

Лайфхак: элементы, которые образуют ионы с такой же электронной конфигурацией, как у атома криптона, являются либо неметаллами 4 периода, либо металлами 5 периода. В первом случае атомы будут принимать электроны, образуя анионы. Во втором случае атомы будут отдавать электроны, образуя катионы. 

 

---

4. Запишем ответ.