Электронные конфигурации атомов различных химических… (химия)

таблица, с.

–

Электронные конфигурации атомов H, Li, Be, C, O, Mg, Al, P, S, Ar

⚠️

Не решено: тест — текст на перевёрнутом фото мелкий, список элементов и условие не различить уверенно. Условия тестов – читались с перевёрнутого мелкого фото, поэтому сверь их с учебником. Заголовки столбцов таблицы на с. не видны, я взял те же, что на с. . Для теста переснимите страницу – ближе и в правильной ориентации.

Электронные конфигурации атомов различных химических элементов. Столбцы: Хим. знак; Распределение электронов по энергетическим уровням; по энергетическим подуровням; по атомным орбиталям; Модель строения электронного облака. Элементы: ₁H, ₃Li, ₄Be, ₆C, ₈O, ₁₂Mg, ₁₃Al, ₁₅P, ₁₆S, ₁₈Ar.

Решение

Число электронов равно порядковому номеру. Заполняем подуровни в порядке s, s, p, s, p. На одну орбиталь помещаем не более двух электронов. По правилу Хунда электроны p- и p-подуровней сначала занимают орбитали по одному.

Знак	По уровням	По подуровням	По орбиталям (внешний подуровень)	Модель облака
H		s¹	s: ↑	шаровое s-облако, электрон
Li	,	s²s¹	s: ↑	два s-облака, на втором электрон
Be	,	s²s²	s: ↑↓	два s-облака, на втором пара
C	,	s²s²p²	p: ↑ ↑ _	два s-облака и электрона на разных p-облаках (гантели)
O	,	s²s²p⁴	p: ↑↓ ↑ ↑	два s-облака и электрона на трёх p-облаках
Mg	, ,	s²s²p⁶s²	s: ↑↓	s-облака s, s, s и три заполненных p-облака
Al	, ,	s²s²p⁶s²p¹	s: ↑↓; p: ↑ _ _	то же + электрон на p
P	, ,	s²s²p⁶s²p³	s: ↑↓; p: ↑ ↑ ↑	то же + электрона на трёх p-облаках
S	, ,	s²s²p⁶s²p⁴	s: ↑↓; p: ↑↓ ↑ ↑	то же + электрона на p
Ar	, ,	s²s²p⁶s²p⁶	s: ↑↓; p: ↑↓ ↑↓ ↑↓	все облака заполнены парами

Ответ

H s¹; Li s²s¹; Be s²s²; C s²s²p²; O s²s²p⁴; Mg s²s²p⁶s²; Al s²s²p⁶s²p¹; P s²s²p⁶s²p³; S s²s²p⁶s²p⁴; Ar s²s²p⁶s²p⁶.

с.

Основное и возбуждённое состояние атома; Cl и N

Основное состояние атома – ___. Возбуждённое состояние атома – ___. Таблица: Элемент (Хлор, Азот); Электронно-графическая конфигурация в основном состоянии; в возбуждённом состоянии.

Решение

Основное состояние — состояние атома с наименьшей энергией, электроны занимают орбитали с минимальной энергией. Возбуждённое состояние — состояние с более высокой энергией, когда электроны (обычно спаренные) переходят на свободные орбитали того же уровня.

Хлор ( электронов).
Основное состояние: s²s²p⁶s²p⁵.
s: ↑↓; p: ↑↓ ↑↓ ↑. Один неспаренный электрон, валентность I.

Возбуждённое состояние: электроны переходят на вакантные d-орбитали.

s²p⁴d¹: s ↑↓; p ↑↓ ↑ ↑; d ↑. Три неспаренных электрона, валентность III.
s²p³d²: пять неспаренных электронов, валентность V.
s¹p³d³: семь неспаренных электронов, валентность VII.

Азот ( электронов).
Основное состояние: s²s²p³.
s: ↑↓; p: ↑ ↑ ↑. Три неспаренных электрона, валентность III.

Возбуждённого состояния у азота нет: на втором уровне нет вакантных орбиталей, а перейти на третий уровень электрон не может, потому что это потребовало бы слишком много энергии.

Ответ

Хлор: основное s²p⁵; возбуждённое s²p⁴d¹, s²p³d², s¹p³d³. Азот: основное s²p³ (↑↓ | ↑ ↑ ↑); возбуждённого состояния нет.

таблица, с.

Электронные конфигурации железа, серы, кремния

Таблица: Железо; Сера; Кремний (записать распределение электронов по уровням, подуровням, орбиталям, модель электронного облака).

Решение

Столбцы этой таблицы на фото не видны, поэтому записываю конфигурации в том же порядке, что на с. .

Железо ₂₆Fe.

По уровням: , , , .
По подуровням: s²s²p⁶s²p⁶d⁶s².
По орбиталям: s: ↑↓; d: ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑. Четыре неспаренных электрона.

Сера ₁₆S.

По уровням: , , .
По подуровням: s²s²p⁶s²p⁴.
По орбиталям: s: ↑↓; p: ↑↓ ↑ ↑.
Два неспаренных электрона, валентность II.
В возбуждённом состоянии s²p³d¹ ( неспаренных электрона, валентность IV) или s¹p³d² ( неспаренных электронов, валентность VI).

Кремний ₁₄Si.

По уровням: , , .
По подуровням: s²s²p⁶s²p².
По орбиталям: s: ↑↓; p: ↑ ↑ _.
В возбуждённом состоянии s¹p³ ( неспаренных электрона, валентность IV).

Ответ

Fe: s²s²p⁶s²p⁶d⁶s²; S: s²s²p⁶s²p⁴; Si: s²s²p⁶s²p².

проскок электронов, с.

Проскок электронов; Cr и Cu

Проскок электронов – ___. Электронные конфигурации атомов с проскоком электронов: Cr, Cu.

Решение

Проскок электрона — переход одного электрона с ns-подуровня на (n–)d-подуровень. Он происходит, потому что полностью заполненный (d¹⁰) или наполовину заполненный (d⁵) d-подуровень энергетически выгоднее.

Хром ₂₄Cr: ожидали бы d⁴s², но один электрон переходит с s на d.

Медь ₂₉Cu: ожидали бы d⁹s², но один электрон переходит с s на d.

Ответ

Проскок — переход электрона с ns- на (n–)d-подуровень для получения устойчивого d⁵ или d¹⁰. Cr: ...d⁵s¹; Cu: ...d¹⁰s¹.

таблица, с.

Конфигурации Ag, Au, Nb, Mo, Ru, Pt, Pd

Окончание таблицы: Ag, Au, Nb, Mo, Ru, Pt, Pd (электронные конфигурации атомов с проскоком электронов).

Решение

Для этих элементов один электрон с ns-подуровня переходит на d-подуровень (у Pd переходят оба).

Ag (): [Kr]d¹⁰s¹
Au (): [Xe]f¹⁴d¹⁰s¹
Nb (): [Kr]d⁴s¹
Mo (): [Kr]d⁵s¹
Ru (): [Kr]d⁷s¹
Pt (): [Xe]f¹⁴d⁹s¹
Pd (): [Kr]d¹⁰s⁰, то есть оба s-электрона переходят на d.

Ответ

Ag [Kr]d¹⁰s¹; Au [Xe]f¹⁴d¹⁰s¹; Nb [Kr]d⁴s¹; Mo [Kr]d⁵s¹; Ru [Kr]d⁷s¹; Pt [Xe]f¹⁴d⁹s¹; Pd [Kr]d¹⁰.

№ Тест: один электрон на внешнем уровне

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии содержат на внешнем энергетическом уровне один электрон: а) Pd; б) Zn; в) P; г) Mo; д) H.

Решение

Pd: [Kr]d¹⁰, внешний уровень ( электронов), на пятом уровне электронов нет.
Zn: s², два электрона.
P: s²p³, пять электронов.
Mo: [Kr]d⁵s¹, один электрон.
H: s¹, один электрон.

Ответ

г, д

№ Тест: конфигурация ns²np³

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии имеют конфигурацию внешнего электронного уровня ns²np³: а) Cs; б) Li; в) P; г) Sb; д) Na.

Решение

Конфигурация ns²np³ у элементов V группы главной подгруппы. Это P (s²p³) и Sb (s²p³). Cs, Li и Na — элементы I группы (ns¹).

Ответ

в, г

№ Тест: шесть электронов на внешнем уровне

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии содержат на внешнем энергетическом уровне шесть электронов: а) C; б) Sc; в) O; г) Ar; д) Cr.

Решение

C: s²p², электрона. Sc: s², электрона. O: s²p⁴, электронов. Ar: s²p⁶, электронов. Cr: s¹, электрон. Шесть электронов только у кислорода (фото мелкое, вторую букву ответа различить не удалось).

Ответ

№ Тест: семь электронов на внешнем уровне

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии содержат на внешнем энергетическом уровне семь электронов: а) F; б) Li; в) Br; г) N; д) S.

Решение

F: s²p⁵, электронов. Li: . Br: s²p⁵, электронов. N: . S: .

Ответ

а, в

№ Тест: одинаковая конфигурация внешнего уровня

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии имеют одинаковую конфигурацию внешнего энергетического уровня: а) Cr; б) Zn; в) Mg; г) Cl; д) K.

Решение

Cr: ...d⁵s¹, внешний уровень s¹. Zn: s². Mg: s². Cl: s²p⁵. K: s¹. Одинаковую внешнюю конфигурацию s¹ имеют Cr и K.

Ответ

а, д

№ Тест: внешний уровень равен предвнешнему

Определите, в атомах каких из указанных элементов в основном состоянии число электронов на внешнем энергетическом уровне равно числу электронов на предвнешнем уровне: а) Ar; б) Zn; в) Be; г) Cl; д) Ti.

Решение

Ar: и , равно. Zn: и . Be: и , равно. Cl: и . Ti: и .

Ответ

а, в

№ Тест: пять валентных электронов

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии содержат пять валентных электронов: а) C; б) Br; в) Mn; г) V; д) P.

Решение

C: s²p², . Br: s²p⁵, . Mn: d⁵s², . V: d³s², . P: s²p³, .

Ответ

г, д

№ Тест: валентные электроны на s- и d-подуровнях

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии содержат валентные электроны как на s-, так и на d-подуровнях: а) Na; б) Cl; в) Cr; г) Si; д) Mn.

Решение

Na, Cl и Si — элементы главных подгрупп, валентные электроны у них на s и p. Cr (d⁵s¹) и Mn (d⁵s²) — d-элементы, валентные электроны у них на d и s.

Ответ

в, д

№ Тест: шесть s-электронов

Определите, атомы каких из указанных элементов в основном состоянии содержат шесть s-электронов: а) Sc; б) B; в) P; г) O; д) S.

Решение

Sc: s²s²s²s², s-электронов. B: s²s²p¹, . P: s²s²s², . O: s²s², . S: s²s²s², .

Ответ

в, д

№

Тест: вакантные орбитали на заселённом подуровне

Определите, в атомах каких из указанных элементов в основном состоянии на подуровнях, заселённых электронами, содержатся вакантные орбитали: а) Br; б) Al; в) Si; г) Cr; д) Fe.

Решение

Al: p¹, две вакантные p-орбитали. Si: p², одна вакантная p-орбиталь. Br: p⁵, вакантных орбиталей нет. Cr: d⁵s¹, d-орбитали по одному электрону, вакантных нет. Fe: d⁶, вакантных нет.

Ответ

б, в

№

Тест: возбуждённое состояние ns¹np²

Определите, атомы каких из указанных элементов в возбуждённом состоянии имеют конфигурацию внешнего электронного уровня ns¹np²: а) B; б) F; в) N; г) Fe; д) Ga.

Решение

Конфигурация ns¹np² получается из ns²np¹ при распаривании электронов. Это B (s²p¹ → s¹p²) и Ga (s²p¹ → s¹p²). Показатель степени у np в условии читался мелко, я принял .

Ответ

а, д

№

Тест: четыре неспаренных электрона в возбуждённом состоянии

Определите, атомы каких из указанных элементов в возбуждённом состоянии могут содержать четыре неспаренных электрона: а) Ti; б) Fe; в) Cl; г) Si; д) N.

Решение

Ti: s²d² → s¹d²p¹, четыре неспаренных электрона. Si: s²p² → s¹p³, четыре. Cl: в возбуждённом состоянии , или . Fe: уже четыре в основном состоянии. N: возбуждённого состояния нет.

Ответ

а, г

№

Тест: столько же неспаренных электронов, что у марганца

Определите, атомы каких из указанных элементов в возбуждённом состоянии могут содержать столько же неспаренных электронов, что и атом марганца в основном состоянии: а) O; б) Sc; в) V; г) Cr; д) I.

Решение

Mn: d⁵s², пять неспаренных электронов. V: s²d³ → s¹d³p¹, пять. I: s²p⁵ → s²p⁴d¹ → s²p³d², пять. O возбуждённого состояния не имеет. У Sc в возбуждённом состоянии не больше трёх, у Cr в основном уже шесть.

Ответ

в, д

Помогло?

Электронные конфигурации атомов различных химических элементов. Столбцы: Хим…