Номер 79, страница 261 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.79. Сколько элементов 4-го периода не имеют неспаренных электронов? Назовите все эти элементы и запишите их электронные конфигурации.

Решение

Атом не имеет неспаренных электронов, если все его электронные подоболочки полностью заполнены. Это означает, что на s-подуровне должно быть 2 электрона, на p-подуровне — 6 электронов, а на d-подуровне — 10 электронов.

Рассмотрим последовательно элементы 4-го периода периодической системы, который начинается с калия (K, Z=19) и заканчивается криптоном (Kr, Z=36).

1. s-элементы:

• Калий (K, Z=19) имеет электронную конфигурацию [Ar]$4s^1$. У него есть один неспаренный электрон на 4s-орбитали.
• Кальций (Ca, Z=20) имеет конфигурацию [Ar]$4s^2$. 4s-подуровень полностью заполнен, поэтому кальций не имеет неспаренных электронов.

2. d-элементы:

• Элементы от скандия (Sc) до никеля (Ni), а также хром (Cr) и марганец (Mn), имеют частично заполненный 3d-подуровень и, следовательно, обладают неспаренными электронами.
• Медь (Cu, Z=29) имеет электронную конфигурацию [Ar]$3d^{10}4s^1$ (из-за "провала" электрона). Несмотря на полностью заполненный 3d-подуровень, у меди есть один неспаренный электрон на 4s-орбитали.
• Цинк (Zn, Z=30) имеет конфигурацию [Ar]$3d^{10}4s^2$. У него полностью заполнены как 3d-, так и 4s-подуровни. Следовательно, цинк не имеет неспаренных электронов.

3. p-элементы:

• Элементы от галлия (Ga) до брома (Br) имеют частично заполненный 4p-подуровень (от $4p^1$ до $4p^5$), что означает наличие у них неспаренных электронов.
• Криптон (Kr, Z=36) имеет конфигурацию [Ar]$3d^{10}4s^24p^6$. У него полностью заполнены 4s-, 3d- и 4p-подуровни. Таким образом, криптон не имеет неспаренных электронов.

Итак, в 4-м периоде три элемента не имеют неспаренных электронов: кальций, цинк и криптон.

Ответ: В 4-м периоде 3 элемента не имеют неспаренных электронов. Это кальций (Ca), цинк (Zn) и криптон (Kr). Их полные электронные конфигурации:

• Ca (Z=20): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$
• Zn (Z=30): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2$
• Kr (Z=36): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6$