1.02 Электронная конфигурация ионов

1. Анализ задания: 

В задании просят определить элементы, катионы которых имеют электронную конфигурацию атома неона.

 

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

 

Помним, что неметаллы (кроме водорода) не образуют стабильных катионов, следовательно, P рассматривать не будем.

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

3. Рассмотрим, какие заряды могут иметь эти элементы в качестве ионов, а также какую конфигурацию будут при этом принимать: 

1) Ti - имеет 4 валентных электрона (2 электрона на внешнем и 2 на d-орбиталях предвнешнего слоя). Он может образовывать катион с зарядом 2 +; 4 +. 

• Катион: Ti – 2 e^- → Ti^{2 +}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s² → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²

2) Nb - имеет 5 валентных электронов (1 электрон на внешнем и 4 электрона на d-орбиталях предвнешнего слоя). Он может образовывать катионы с зарядами  1 +, 2 +, 3 +, 4 +, 5 +. 

• Катион: Nb – 2 e^- → Nb^{2 +}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁴5d¹ (т.к. внешнем уровнем является не 3d, а 5d, то мы можем сразу же его исключить).

3) P - элемент неметалл, не образует катионов. 

 

4) Cr - имеет 6 валентных электронов (1 электрон на внешнем и 5 электронов на d-орбиталях предвнешнего слоя). Он может образовывать катион с зарядами 2 +.

• Катион с зарядом: Cr – 2 e^- → Cr^{2 +}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴

5) Ga - имеет 3 валентных электрона на внешнем уровне. Он может образовывать катион с зарядом 3 + (т. к. не образует катион с зарядом 2 + , рассматривать конфигурацию не будем). 

4. Анализируем решение: 

Выбираем элементы, атомам которых соответствует электронная конфигурация иона Э²⁺  ...3p⁶3d^x. Этими элементами являются титан и хром. 

5. Запишем ответ.