Номер 77, страница 20 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

1.77. Постройте электронные формулы для атомов углерода, кислорода и азота. Для каждого атома укажите количество валентных и неспаренных электронов.

Углерод (C)
Атом углерода имеет порядковый номер 6 в периодической системе, следовательно, заряд его ядра равен +6 и он содержит 6 электронов. Распределение электронов по орбиталям (электронная формула) в основном состоянии выглядит следующим образом: $1s^22s^22p^2$.
Валентными являются электроны внешнего энергетического уровня, для углерода это второй уровень ($n=2$). Количество валентных электронов равно сумме электронов на $2s$ и $2p$ подуровнях: $2 + 2 = 4$.
На $2p$-подуровне находятся 2 электрона. Согласно правилу Хунда, для получения состояния с минимальной энергией электроны занимают максимально возможное число орбиталей, имея одинаковый спин. Таким образом, у атома углерода в основном состоянии 2 неспаренных электрона на $2p$-орбиталях.
Ответ: электронная формула $1s^22s^22p^2$, 4 валентных электрона, 2 неспаренных электрона.

Кислород (O)
Атом кислорода имеет порядковый номер 8, значит он содержит 8 электронов. Электронная формула атома кислорода: $1s^22s^22p^4$.
Внешним является второй энергетический уровень. Количество валентных электронов равно $2 + 4 = 6$.
На $2p$-подуровне, который состоит из трех орбиталей, находятся 4 электрона. Сначала каждая орбиталь заполняется по одному электрону (всего 3), а четвертый электрон образует пару с одним из уже имеющихся. В результате на $2p$-подуровне образуются одна электронная пара и два неспаренных электрона.
Ответ: электронная формула $1s^22s^22p^4$, 6 валентных электронов, 2 неспаренных электрона.

Азот (N)
Порядковый номер азота — 7, следовательно, атом азота содержит 7 электронов. Его электронная формула в основном состоянии: $1s^22s^22p^3$.
Валентные электроны находятся на втором энергетическом уровне. Их общее количество: $2 + 3 = 5$.
На $2p$-подуровне находятся 3 электрона. В соответствии с правилом Хунда, они занимают три разные $p$-орбитали и имеют параллельные (одинаковые) спины. Таким образом, все три электрона на $2p$-подуровне являются неспаренными.
Ответ: электронная формула $1s^22s^22p^3$, 5 валентных электронов, 3 неспаренных электрона.