Номер 42, страница 257 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.42. Запишите электронные конфигурации следующих атомов и ионов:

Для каждой конфигурации укажите: а) число неспаренных электронов; б) число электронных пар на внешнем уровне; в) высшую заполненную орбиталь; г) низшую свободную орбиталь.

Решение

Атом Водорода (H) и ион гидрида (H⁻)

Атом H (порядковый номер Z=1, 1 электрон)

Электронная конфигурация: $1s^1$.

а) число неспаренных электронов: 1.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 0.

в) высшую заполненную орбиталь: $1s$.

г) низшую свободную орбиталь: $2s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^1$; а) 1; б) 0; в) $1s$; г) $2s$.

Ион H⁻ (1 протон, 2 электрона)

Электронная конфигурация: $1s^2$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 1.

в) высшую заполненную орбиталь: $1s$.

г) низшую свободную орбиталь: $2s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2$; а) 0; б) 1; в) $1s$; г) $2s$.

Атом Гелия (He) и ион гелия (He⁺)

Атом He (Z=2, 2 электрона)

Электронная конфигурация: $1s^2$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 1.

в) высшую заполненную орбиталь: $1s$.

г) низшую свободную орбиталь: $2s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2$; а) 0; б) 1; в) $1s$; г) $2s$.

Ион He⁺ (2 протона, 1 электрон)

Электронная конфигурация: $1s^1$.

а) число неспаренных электронов: 1.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 0.

в) высшую заполненную орбиталь: $1s$.

г) низшую свободную орбиталь: $2s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^1$; а) 1; б) 0; в) $1s$; г) $2s$.

Атом Кислорода (O) и ион оксида (O²⁻)

Атом O (Z=8, 8 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^4$. Внешний уровень (n=2) имеет конфигурацию $2s^2 2p^4$.

а) число неспаренных электронов: 2 (на 2p-подуровне).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 2 (одна пара на 2s-орбитали и одна на 2p-орбитали).

в) высшую заполненную орбиталь: $2p$.

г) низшую свободную орбиталь: $3s$ (все 2p-орбитали заняты).

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^4$; а) 2; б) 2; в) $2p$; г) $3s$.

Ион O²⁻ (8 протонов, 10 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6$. Внешний уровень (n=2) имеет конфигурацию $2s^2 2p^6$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (одна пара на 2s-орбитали и три на 2p-орбиталях).

в) высшую заполненную орбиталь: $2p$.

г) низшую свободную орбиталь: $3s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6$; а) 0; б) 4; в) $2p$; г) $3s$.

Атом Натрия (Na) и ион натрия (Na⁺)

Атом Na (Z=11, 11 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$. Внешний уровень (n=3) имеет конфигурацию $3s^1$.

а) число неспаренных электронов: 1.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 0.

в) высшую заполненную орбиталь: $3s$.

г) низшую свободную орбиталь: $3p$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$; а) 1; б) 0; в) $3s$; г) $3p$.

Ион Na⁺ (11 протонов, 10 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6$. Внешний уровень (n=2) имеет конфигурацию $2s^2 2p^6$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4.

в) высшую заполненную орбиталь: $2p$.

г) низшую свободную орбиталь: $3s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6$; а) 0; б) 4; в) $2p$; г) $3s$.

Атом Алюминия (Al) и ион алюминия (Al³⁺)

Атом Al (Z=13, 13 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^1$. Внешний уровень (n=3) имеет конфигурацию $3s^2 3p^1$.

а) число неспаренных электронов: 1 (на 3p-орбитали).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 1 (на 3s-орбитали).

в) высшую заполненную орбиталь: $3p$.

г) низшую свободную орбиталь: $3p$ (на 3p-подуровне есть две пустые орбитали).

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^1$; а) 1; б) 1; в) $3p$; г) $3p$.

Ион Al³⁺ (13 протонов, 10 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6$. Внешний уровень (n=2) имеет конфигурацию $2s^2 2p^6$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4.

в) высшую заполненную орбиталь: $2p$.

г) низшую свободную орбиталь: $3s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6$; а) 0; б) 4; в) $2p$; г) $3s$.

Атом Хлора (Cl) и его ионы (Cl⁻, Cl⁺)

Атом Cl (Z=17, 17 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$. Внешний уровень (n=3) имеет конфигурацию $3s^2 3p^5$.

а) число неспаренных электронов: 1 (на 3p-орбитали).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 3 (одна на 3s-орбитали и две на 3p-орбиталях).

в) высшую заполненную орбиталь: $3p$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$ (все 3p-орбитали заняты).

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$; а) 1; б) 3; в) $3p$; г) $4s$.

Ион Cl⁻ (17 протонов, 18 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$. Внешний уровень (n=3) имеет конфигурацию $3s^2 3p^6$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4.

в) высшую заполненную орбиталь: $3p$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$; а) 0; б) 4; в) $3p$; г) $4s$.

Ион Cl⁺ (17 протонов, 16 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$. Внешний уровень (n=3) имеет конфигурацию $3s^2 3p^4$.

а) число неспаренных электронов: 2 (на 3p-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 2 (одна на 3s-орбитали и одна на 3p-орбитали).

в) высшую заполненную орбиталь: $3p$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$ (все 3p-орбитали заняты).

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$; а) 2; б) 2; в) $3p$; г) $4s$.

Атом Кальция (Ca) и ион кальция (Ca²⁺)

Атом Ca (Z=20, 20 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$. Внешний уровень (n=4) имеет конфигурацию $4s^2$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 1 (на 4s-орбитали).

в) высшую заполненную орбиталь: $4s$.

г) низшую свободную орбиталь: $3d$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$; а) 0; б) 1; в) $4s$; г) $3d$.

Ион Ca²⁺ (20 протонов, 18 электронов)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$. Внешний уровень (n=3) имеет конфигурацию $3s^2 3p^6$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4.

в) высшую заполненную орбиталь: $3p$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: Электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$; а) 0; б) 4; в) $3p$; г) $4s$.