1.02 Электронная конфигурация ионов

1. Анализ задания:

В задании просят определить, какие два элемента образуют устойчивый положительно заряженный ион, содержащий 18 электронов.

 

Положительный ион - катион, который образуется при "отдаче" атомом электронов.

 

Помним, что неметаллы не образуют устойчивых положительных ионов, следовательно, N рассматривать не будем.

2. Для оставшегося списка металлов рассмотрим образование катионов. 

Инертным газом, имеющим 18 электронов, является Ar (аргон) - его электронная конфигурация 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶. Проанализируем, какие из элементов образуют катион с такой же конфигурацией:

 

1) Li - элемент I A группы, 2 периода. Имеет 1 электрон на внешнем слое. После отдачи 1 электрона литий приобретает электронную конфигурацию гелия:

• Катион: Li - 1 e^- → Li⁺ 
• 1s²2s¹ → 1s² [He]

2) Ca - элемент II A группы, 4 периода. Имеет 2 электрона на внешнем слое. После отдачи 2 электронов кальций приобретает электронную конфигурацию аргона:

• Катион: Ca - 2 e^- → Ca²⁺  
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ [Ar].

3) Cs - элемент I A группы, 6 периода. Имеет 1 электрон на внешнем слое. После отдачи 1 электрона цезий приобретает электронную конфигурацию ксенона:

• Катион: Cs - 1 e^- → Cs⁺  
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s¹ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶ [Xe].

4) K - элемент I A группы, 4 периода. Имеет 1 электрон на внешнем слое. После отдачи 1 электрона 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.

Отметим металлы из списка в таблице Менделеева и, "шагая влево" (назад), проследим, конфигурацию какого инертного газа будут приобретать атомы, образуя катионы. 

Нам подойдут те, которые приобретут конфигурацию аргона (18 электронов). 

 

3. Анализируем решение:

Кальций и калий образуют устойчивый положительно заряженный ион, содержащий 18 электронов.

 

---

 

Лайфхак:

 

Если нам нужно получить конфигурацию аргона (Ar), то нужно рассматривать элементы, образующие катион, отдавая свои электроны с четвёртого периода, образуя третий внешний уровень.

 

---

4. Запишем ответ.