1.02 Электронная конфигурация ионов

1. Анализ задания:

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

 

Электронная конфигурация атома неона: 1s²2s²2p⁶.

 

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) F – имеет 7 электронов на внешнем слое. Фтор принимает 1 электрон, образуя анион F^-:

• Анион: F + 1 e^- → F^–
• 1s²2s²2p⁵ → 1s²2s²2p⁶ [Ne]

2) Al - имеет 3 электрона на внешнем слое. Именно эти 3 электрона он отдает, образуя катион:

• Катион: Al – 3 e^- → Al^{3 +}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ → 1s²2s²2p⁶ [Ne]

3) Br – имеет 7 электронов на внешнем слое. Принимая 1 электрон, образует анион Br^-:

• Анион: Br + 1 e^- → Br^–
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁵ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶ [Kr]

4) Zn – имеет 2 электрона на внешнем слое. Именно эти 2 электрона она отдает, образуя катион:

• Катион: Zn – 2 e^- → Zn^{2 +}
• 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰ → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

5) H – имеет 1 электрон на внешнем слое. Может образовать катион или анион после того как отдаст или примет 1 электрон, соответственно:

• Катион: H – 1 e^- → H⁺
• 1s¹ → 1s⁰
• Анион: H + 1 e^- → H^–
• 1s¹ → 1s² [He]

 

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 неона.

Помним, что Zn при образовании катиона не принимает электронную конфигурацию инертного газа, так как он относится к d -элементам. 

Водород принимает конфигурацию инертного газа только при образовании аниона. 

 

3. Анализируем решение:

Ионы фтора и алюминия имеют электронную формулу 1s²​​​​​​2s²​​​​​​2p⁶.

 

---

 

Лайфхак: элементы, которые образуют ионы с такой же электронной конфигурацией, как у атома неона, являются либо неметаллами 2 периода, либо металлами 3 периода. В первом случае атомы будут принимать электроны, образуя анионы. Во втором случае атомы будут отдавать электроны, образуя катионы. 

 

---

4. Запишем ответ.