Номер 80, страница 261 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.80. Сколько элементов 4-го периода имеют один неспаренный электрон? Назовите все эти элементы и запишите их электронные конфигурации.

Чтобы определить, какие элементы 4-го периода имеют один неспаренный электрон, необходимо проанализировать их электронные конфигурации в основном (невозбужденном) состоянии. Элементы 4-го периода начинаются с калия (K, Z=19) и заканчиваются криптоном (Kr, Z=36). Заполнение электронами происходит на 4s, 3d и 4p подуровнях.

Ниже перечислены элементы 4-го периода, которые имеют ровно один неспаренный электрон, с объяснением и их электронными конфигурациями.

1. Калий (K)

Калий имеет порядковый номер 19. Являясь щелочным металлом, он имеет один валентный электрон на внешнем энергетическом уровне.

Полная электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$.

Сокращенная конфигурация: [Ar]$4s^1$.

Единственный электрон на 4s-орбитали является неспаренным.

2. Скандий (Sc)

Скандий имеет порядковый номер 21. Это первый переходный металл 4-го периода. Его конфигурация включает полностью заполненную 4s-орбиталь и один электрон на 3d-подуровне.

Полная электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^14s^2$.

Сокращенная конфигурация: [Ar]$3d^14s^2$.

Электроны на 4s-орбитали спарены, а единственный электрон на 3d-подуровне является неспаренным.

3. Медь (Cu)

Медь имеет порядковый номер 29. Для атома меди характерен "провал" электрона: один электрон с 4s-подуровня переходит на 3d-подуровень для достижения более стабильной, полностью заполненной 3d-оболочки.

Полная электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^1$.

Сокращенная конфигурация: [Ar]$3d^{10}4s^1$.

В этой конфигурации все орбитали 3d-подуровня заполнены (10 электронов), а на 4s-подуровне находится один неспаренный электрон.

4. Галлий (Ga)

Галлий имеет порядковый номер 31. У этого элемента начинается заполнение 4p-подуровня после полного заполнения 4s- и 3d-подуровней.

Полная электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^1$.

Сокращенная конфигурация: [Ar]$3d^{10}4s^24p^1$.

Единственный электрон на 4p-подуровне является неспаренным.

5. Бром (Br)

Бром имеет порядковый номер 35. Это галоген, у которого на внешнем 4p-подуровне находится 5 электронов. Согласно правилу Хунда, три p-орбитали заполняются следующим образом: две орбитали содержат по паре электронов, а третья — один неспаренный электрон.

Полная электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^5$.

Сокращенная конфигурация: [Ar]$3d^{10}4s^24p^5$.

Из пяти электронов на 4p-подуровне четыре спарены, а один остается неспаренным.

Ответ:

Всего 5 элементов 4-го периода имеют один неспаренный электрон: калий (K), скандий (Sc), медь (Cu), галлий (Ga) и бром (Br).

Их электронные конфигурации:

• Калий (K): $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$
• Скандий (Sc): $1s^22s^22p^63s^23p^63d^14s^2$
• Медь (Cu): $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^1$
• Галлий (Ga): $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^1$
• Бром (Br): $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^5$