Страница 260 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.70. Вещество состоит из равного количества положительных и отрицательных ионов. Число электронов в положительном ионе в 5 раз меньше числа электронов в отрицательном ионе. Предложите формулу такого вещества, запишите электронные конфигурации ионов.

Проанализируем условия задачи. Вещество состоит из равного количества положительных (катионов) и отрицательных (анионов) ионов, следовательно, их заряды равны по модулю и противоположны по знаку. Обозначим ионы как $A^{n+}$ и $B^{n-}$, а формулу вещества — АВ.

Число электронов в катионе ($N_+$) в 5 раз меньше числа электронов в анионе ($N_-$), то есть $N_- = 5 \cdot N_+$.

Будем исходить из того, что ионы имеют устойчивые электронные конфигурации благородных газов. Рассмотрим наименьший возможный стабильный вариант: катион с 2 электронами (конфигурация гелия, He).

Если $N_+ = 2$, то $N_- = 5 \cdot 2 = 10$ (конфигурация неона, Ne).

Найдем элементы, образующие такие ионы с одинаковым по модулю зарядом $n$:

- Катион $A^{n+}$ с 2 электронами: $Li^+$ (для $n=1$), $Be^{2+}$ (для $n=2$).

- Анион $B^{n-}$ с 10 электронами: $F^-$ (для $n=1$), $O^{2-}$ (для $n=2$).

Выбирая пары с одинаковым $n$, получаем возможные соединения: LiF (при $n=1$) или BeO (при $n=2$). Оба варианта верны. В качестве примера выберем фторид лития.

Предложите формулу такого вещества

Вещество образовано катионом лития $Li^+$ и фторид-анионом $F^-$. Так как заряды ионов равны по модулю (+1 и -1), они соединяются в соотношении 1:1.

Ответ: Формула вещества — LiF.

запишите электронные конфигурации ионов

Ион лития $Li^+$ образуется из атома лития (Z=3, $1s^2 2s^1$) путем отдачи одного электрона. Ион фтора $F^-$ образуется из атома фтора (Z=9, $1s^2 2s^2 2p^5$) путем присоединения одного электрона.

Ответ: Электронная конфигурация иона $Li^+$: $1s^2$. Электронная конфигурация иона $F^-$: $1s^2 2s^2 2p^6$.

10.71. Вещество состоит из равного количества положительных и отрицательных ионов. Число электронов в положительном ионе в 5 раз больше числа электронов в отрицательном ионе. Предложите формулу такого вещества, запишите электронные конфигурации ионов.

Дано:

Вещество состоит из равного количества катионов $A^{n+}$ и анионов $X^{n-}$.

Соотношение числа электронов: $e^-(A^{n+}) = 5 \cdot e^-(X^{n-})$.

Найти:

Формулу вещества и электронные конфигурации составляющих его ионов.

Решение:

Обозначим число электронов в отрицательном ионе (анионе) $X^{n-}$ как $N_X$, а в положительном ионе (катионе) $A^{n+}$ — как $N_A$. Из условия задачи следует, что $N_A = 5 \cdot N_X$. Так как вещество состоит из равного количества положительных и отрицательных ионов, их заряды должны быть равны по величине и противоположны по знаку. Обозначим заряд катиона как $+n$, а аниона как $-n$.

Для образования стабильных ионов атомы, как правило, приобретают электронную конфигурацию ближайшего благородного газа. Рассмотрим наиболее простой случай, когда анион $X^{n-}$ имеет 2 электрона, что соответствует электронной конфигурации гелия (He). Таким образом, $N_X = 2$.

Тогда число электронов в катионе $A^{n+}$ будет равно $N_A = 5 \cdot N_X = 5 \cdot 2 = 10$. Это соответствует электронной конфигурации неона (Ne).

Теперь определим элементы, которые могут образовывать такие ионы.
Для аниона $X^{n-}$ с 2 электронами: порядковый номер элемента X равен $Z_X = N_X - n = 2 - n$. Так как анионы образуют неметаллы, а заряд $n$ должен быть целым положительным числом, единственным подходящим вариантом является $n=1$. В этом случае $Z_X = 2 - 1 = 1$. Элемент с порядковым номером 1 — это водород (H). Атом водорода, принимая один электрон, образует гидрид-ион $H^-$ с зарядом -1.
Для катиона $A^{n+}$ с 10 электронами: порядковый номер элемента A равен $Z_A = N_A + n = 10 + n$. Так как заряд ионов должен быть одинаковым по модулю, мы используем $n=1$. Тогда $Z_A = 10 + 1 = 11$. Элемент с порядковым номером 11 — это натрий (Na). Атом натрия, отдавая один электрон, образует катион $Na^+$ с зарядом +1.

Предложите формулу такого вещества

Ионы $Na^+$ и $H^-$ имеют заряды +1 и -1, поэтому они образуют ионное соединение в соотношении 1:1, что полностью удовлетворяет условиям задачи.
Ответ: Формула вещества — NaH (гидрид натрия).

Запишите электронные конфигурации ионов

Ионами, составляющими данное вещество, являются катион натрия $Na^+$ и гидрид-ион $H^-$.
Катион натрия $Na^+$ имеет 10 электронов ($11-1=10$).
Гидрид-ион $H^-$ имеет 2 электрона ($1+1=2$).
Ответ: Электронная конфигурация иона $Na^+$: $1s^2 2s^2 2p^6$. Электронная конфигурация иона $H^-$: $1s^2$.

10.72. Дан перечень элементов: Аl, В, N, Р, F. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите их в порядке увеличения радиуса атома.

Решение

Для того чтобы выбрать три элемента, находящиеся в одном периоде, определим положение каждого из данных элементов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева:

• Al (алюминий) – находится в 3-м периоде, 13-й группе.
• B (бор) – находится во 2-м периоде, 13-й группе.
• N (азот) – находится во 2-м периоде, 15-й группе.
• P (фосфор) – находится в 3-м периоде, 15-й группе.
• F (фтор) – находится во 2-м периоде, 17-й группе.

Из списка видно, что в одном, 2-м периоде, находятся три элемента: бор (B), азот (N) и фтор (F).

Теперь расположим эти три элемента в порядке увеличения радиуса атома. В периоде (при движении слева направо) радиус атома уменьшается, так как увеличивается заряд ядра, а число электронных слоёв остаётся неизменным. Усиление притяжения внешних электронов к ядру приводит к сжатию электронной оболочки.

Элементы B, N и F расположены во 2-м периоде в порядке увеличения их порядковых номеров (слева направо). Таким образом, их атомные радиусы будут уменьшаться в ряду B → N → F.

Следовательно, ряд этих элементов в порядке увеличения радиуса атома (от самого маленького к самому большому) будет обратным: F → N → B.

Ответ: F, N, B.

10.73. Дан перечень элементов: Mg, S, О, Si, С. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите их в порядке уменьшения радиуса атома.

Решение

1. Для выполнения задания необходимо определить положение каждого из предложенных элементов в Периодической системе химических элементов.

- Магний ($Mg$) — порядковый номер 12, находится в 3-м периоде, II группе.
- Сера ($S$) — порядковый номер 16, находится в 3-м периоде, VI группе.
- Кислород ($O$) — порядковый номер 8, находится во 2-м периоде, VI группе.
- Кремний ($Si$) — порядковый номер 14, находится в 3-м периоде, IV группе.
- Углерод ($C$) — порядковый номер 6, находится во 2-м периоде, IV группе.

2. Из списка элементов выбираем три, которые находятся в одном периоде. Такими элементами являются магний ($Mg$), кремний ($Si$) и сера ($S$). Все они расположены в 3-м периоде.

3. Теперь расположим эти три элемента в порядке уменьшения радиуса атома. В пределах одного периода радиус атома уменьшается при движении слева направо, то есть с увеличением порядкового номера (и заряда ядра). Это происходит потому, что количество электронных слоев у атомов элементов одного периода одинаково, а заряд ядра растет, что приводит к более сильному притяжению электронов внешнего слоя к ядру и, как следствие, к сжатию атома.

Порядковые номера выбранных элементов: $Mg$ (12), $Si$ (14), $S$ (16).

Расположив элементы в порядке их следования в периоде (слева направо), получаем ряд: $Mg$ → $Si$ → $S$.

В этом же направлении радиус атома уменьшается. Следовательно, самый большой радиус у магния, а самый маленький — у серы.

Таким образом, ряд элементов в порядке уменьшения радиуса атома: $Mg$, $Si$, $S$.

Ответ: $Mg$, $Si$, $S$.

10.74. Дан перечень элементов: Н, Na, Ba, N, К. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одной группе, и расположите их в порядке увеличения энергии ионизации атома.

Дано:

Перечень химических элементов: H (водород), Na (натрий), Ba (барий), N (азот), K (калий).

Найти:

1. Три элемента из данного перечня, которые находятся в одной группе Периодической системы.
2. Расположить эти три элемента в порядке увеличения энергии ионизации атома.

Решение:

Для решения задачи определим положение каждого из предложенных элементов в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева:

• H (водород) – 1-й период, 1-я группа, главная подгруппа.
• Na (натрий) – 3-й период, 1-я группа, главная подгруппа.
• Ba (барий) – 6-й период, 2-я группа, главная подгруппа.
• N (азот) – 2-й период, 15-я группа (главная подгруппа V группы).
• K (калий) – 4-й период, 1-я группа, главная подгруппа.

Из анализа положения элементов видно, что в одной и той же, 1-й группе главной подгруппы (группе щелочных металлов, к которой условно относят и водород), находятся три элемента: H, Na и K.

Энергия ионизации – это минимальная энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от нейтрального атома. В пределах одной группы Периодической системы энергия ионизации уменьшается сверху вниз с увеличением порядкового номера элемента. Это объясняется тем, что с ростом числа электронных слоев увеличивается радиус атома, и валентный электрон оказывается дальше от ядра. Кроме того, возрастает экранирующее действие внутренних электронов, что ослабляет связь внешнего электрона с ядром.

Выбранные элементы H, Na, K расположены в 1-й группе в следующем порядке (сверху вниз): H (1-й период), Na (3-й период), K (4-й период).

Следовательно, энергия ионизации уменьшается в ряду H > Na > K.

Для того чтобы расположить элементы в порядке увеличения энергии ионизации, необходимо записать их в обратном порядке: от элемента с наименьшей энергией ионизации к элементу с наибольшей.

Ответ: K, Na, H.

10.75. Дан перечень элементов: Li, С, Cl, Mg, Р. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите эти элементы в порядке увеличения высшей степени окисления.

Решение

1. Для начала определим положение каждого из предложенных элементов (Li, C, Cl, Mg, P) в Периодической системе Д.И. Менделеева, чтобы найти три элемента, расположенные в одном периоде.
- Литий (Li) находится во 2-м периоде.
- Углерод (C) находится во 2-м периоде.
- Магний (Mg) находится в 3-м периоде.
- Фосфор (P) находится в 3-м периоде.
- Хлор (Cl) находится в 3-м периоде.
Таким образом, три элемента, которые находятся в одном периоде, — это магний (Mg), фосфор (P) и хлор (Cl). Все они принадлежат к 3-му периоду.

2. Теперь определим высшую степень окисления для каждого из этих трёх элементов. Для элементов главных подгрупп высшая степень окисления численно равна номеру группы, в которой они находятся.
- Магний (Mg) — элемент II группы, его высшая степень окисления составляет $+2$.
- Фосфор (P) — элемент V группы, его высшая степень окисления составляет $+5$.
- Хлор (Cl) — элемент VII группы, его высшая степень окисления составляет $+7$.

3. Расположим эти элементы в порядке увеличения их высшей степени окисления:
Mg ($+2$) $\rightarrow$ P ($+5$) $\rightarrow$ Cl ($+7$).

Ответ: Mg, P, Cl.

10.76. Дан перечень элементов: Li, F, N, Р, Сl. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите их в порядке увеличения электроотрицательности.

Решение

Для решения данной задачи необходимо определить положение каждого из предложенных элементов в Периодической системе Д. И. Менделеева.

1. Найдем положение элементов в таблице:

- Литий (Li) имеет порядковый номер 3. Он находится во 2-м периоде, I группе, главной подгруппе.

- Фтор (F) имеет порядковый номер 9. Он находится во 2-м периоде, VII группе, главной подгруппе.

- Азот (N) имеет порядковый номер 7. Он находится во 2-м периоде, V группе, главной подгруппе.

- Фосфор (P) имеет порядковый номер 15. Он находится в 3-м периоде, V группе, главной подгруппе.

- Хлор (Cl) имеет порядковый номер 17. Он находится в 3-м периоде, VII группе, главной подгруппе.

2. Выберем три элемента, которые находятся в одном периоде. Из анализа выше видно, что в одном и том же, 2-м периоде, находятся три элемента: Li, N, F.

3. Расположим эти три элемента в порядке увеличения электроотрицательности. Электроотрицательность является мерой способности атома притягивать к себе электроны. В периодах Периодической системы электроотрицательность возрастает слева направо, с увеличением порядкового номера элемента. Это объясняется увеличением заряда ядра при почти неизменном радиусе атома, что усиливает притяжение валентных электронов.

Поскольку элементы Li, N, F находятся во 2-м периоде, их электроотрицательность будет увеличиваться в следующем порядке: от лития (самого левого из них) к фтору (самому правому).

Таким образом, ряд элементов по увеличению электроотрицательности: Li → N → F.

Ответ: Li, N, F.

10.77. Дан перечень элементов: Si, Na, Ne, Р, В. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите их в порядке уменьшения электроотрицательности.

Решение

Чтобы выбрать три элемента, находящиеся в одном периоде, определим положение каждого элемента из списка в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Положение элементов:

• Si (кремний): 3-й период, 14-я группа.
• Na (натрий): 3-й период, 1-я группа.
• Ne (неон): 2-й период, 18-я группа.
• P (фосфор): 3-й период, 15-я группа.
• B (бор): 2-й период, 13-я группа.

Как видно из списка, в одном и том же, 3-м периоде, находятся три элемента: натрий (Na), кремний (Si) и фосфор (P).

Теперь необходимо расположить эти три элемента в порядке уменьшения электроотрицательности. Электроотрицательность — это свойство атомов, характеризующее их способность притягивать к себе электроны. В периоде с увеличением порядкового номера (т.е. при движении слева направо) электроотрицательность элементов возрастает. Это происходит потому, что заряд ядра увеличивается, а количество электронных оболочек остается тем же, что усиливает притяжение валентных электронов.

Элементы Na, Si и P в 3-м периоде располагаются в следующем порядке (в соответствии с ростом их порядковых номеров): Na → Si → P.

Соответственно, их электроотрицательность в этом ряду возрастает. Для того чтобы расположить элементы в порядке уменьшения электроотрицательности, необходимо записать их в обратном порядке.

Ответ: P, Si, Na.

10.78. 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.

Титан (Ti) и его ионы

Атом Ti (Z=22)

Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^2 4s^2$ или $[Ar] 3d^2 4s^2$.

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

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

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^2 4s^2$; а) 2; б) 1; в) $3d$; г) $4p$.

Ион Ti³⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$ и 1 электрон с $3d$): $[Ar] 3d^1$.

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

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (на уровне n=3: одна $3s$-пара и три $3p$-пары).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^1$; а) 1; б) 4; в) $3d$; г) $4s$.

Ванадий (V) и его ионы

Атом V (Z=23)

Электронная конфигурация: $[Ar] 3d^3 4s^2$.

а) число неспаренных электронов: 3 (на $3d$-орбиталях).

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

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^3 4s^2$; а) 3; б) 1; в) $3d$; г) $4p$.

Ион V²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$): $[Ar] 3d^3$.

а) число неспаренных электронов: 3 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (на уровне n=3).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^3$; а) 3; б) 4; в) $3d$; г) $4s$.

Ион V³⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$ и 1 с $3d$): $[Ar] 3d^2$.

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

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (на уровне n=3).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^2$; а) 2; б) 4; в) $3d$; г) $4s$.

Хром (Cr) и его ионы

Атом Cr (Z=24)

Электронная конфигурация (исключение, "провал" электрона): $[Ar] 3d^5 4s^1$.

а) число неспаренных электронов: 6 (пять на $3d$ и один на $4s$).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 0 (на уровне n=4 нет пар).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$ (хотя $4s$ и $3d$ очень близки по энергии, $3d$ обычно считается чуть выше).

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^5 4s^1$; а) 6; б) 0; в) $3d$; г) $4p$.

Ион Cr²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 1 электрон с $4s$ и 1 с $3d$): $[Ar] 3d^4$.

а) число неспаренных электронов: 4 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (на уровне n=3).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^4$; а) 4; б) 4; в) $3d$; г) $4s$.

Ион Cr³⁺

Электронная конфигурация (удаляем 1 электрон с $4s$ и 2 с $3d$): $[Ar] 3d^3$.

а) число неспаренных электронов: 3 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (на уровне n=3).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^3$; а) 3; б) 4; в) $3d$; г) $4s$.

Марганец (Mn) и его ионы

Атом Mn (Z=25)

Электронная конфигурация: $[Ar] 3d^5 4s^2$.

а) число неспаренных электронов: 5 (на $3d$-орбиталях).

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

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^5 4s^2$; а) 5; б) 1; в) $3d$; г) $4p$.

Ион Mn²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$): $[Ar] 3d^5$.

а) число неспаренных электронов: 5 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (на уровне n=3).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^5$; а) 5; б) 4; в) $3d$; г) $4s$.

Железо (Fe) и его ионы

Атом Fe (Z=26)

Электронная конфигурация: $[Ar] 3d^6 4s^2$.

а) число неспаренных электронов: 4 (на $3d$-орбиталях).

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

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^6 4s^2$; а) 4; б) 1; в) $3d$; г) $4p$.

Ион Fe²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$): $[Ar] 3d^6$.

а) число неспаренных электронов: 4 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 5 (4 на $3s, 3p$ и 1 на $3d$).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^6$; а) 4; б) 5; в) $3d$; г) $4s$.

Ион Fe³⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$ и 1 с $3d$): $[Ar] 3d^5$.

а) число неспаренных электронов: 5 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (на уровне n=3).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^5$; а) 5; б) 4; в) $3d$; г) $4s$.

Кобальт (Co) и его ионы

Атом Co (Z=27)

Электронная конфигурация: $[Ar] 3d^7 4s^2$.

а) число неспаренных электронов: 3 (на $3d$-орбиталях).

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

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^7 4s^2$; а) 3; б) 1; в) $3d$; г) $4p$.

Ион Co²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$): $[Ar] 3d^7$.

а) число неспаренных электронов: 3 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 6 (4 на $3s, 3p$ и 2 на $3d$).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^7$; а) 3; б) 6; в) $3d$; г) $4s$.

Ион Co³⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$ и 1 с $3d$): $[Ar] 3d^6$.

а) число неспаренных электронов: 4 (на $3d$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 5 (4 на $3s, 3p$ и 1 на $3d$).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^6$; а) 4; б) 5; в) $3d$; г) $4s$.

Никель (Ni) и его ионы

Атом Ni (Z=28)

Электронная конфигурация: $[Ar] 3d^8 4s^2$.

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

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

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^8 4s^2$; а) 2; б) 1; в) $3d$; г) $4p$.

Ион Ni²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $4s$): $[Ar] 3d^8$.

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

б) число электронных пар на внешнем уровне: 7 (4 на $3s, 3p$ и 3 на $3d$).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^8$; а) 2; б) 7; в) $3d$; г) $4s$.

Медь (Cu) и её ионы

Атом Cu (Z=29)

Электронная конфигурация (исключение, "провал" электрона): $[Ar] 3d^{10} 4s^1$.

а) число неспаренных электронов: 1 (на $4s$-орбитали).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 0.

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4p$.

Ответ: $[Ar] 3d^{10} 4s^1$; а) 1; б) 0; в) $3d$; г) $4p$.

Ион Cu⁺

Электронная конфигурация (удаляем 1 электрон с $4s$): $[Ar] 3d^{10}$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 9 (4 на $3s, 3p$ и 5 на $3d$).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^{10}$; а) 0; б) 9; в) $3d$; г) $4s$.

Ион Cu²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 1 электрон с $4s$ и 1 с $3d$): $[Ar] 3d^9$.

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

б) число электронных пар на внешнем уровне: 8 (4 на $3s, 3p$ и 4 на $3d$).

в) высшую заполненную орбиталь: $3d$.

г) низшую свободную орбиталь: $4s$.

Ответ: $[Ar] 3d^9$; а) 1; б) 8; в) $3d$; г) $4s$.

Серебро (Ag) и его ионы

Атом Ag (Z=47)

Электронная конфигурация (аналогично Cu): $[Kr] 4d^{10} 5s^1$.

а) число неспаренных электронов: 1 (на $5s$-орбитали).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 0.

в) высшую заполненную орбиталь: $4d$.

г) низшую свободную орбиталь: $5p$.

Ответ: $[Kr] 4d^{10} 5s^1$; а) 1; б) 0; в) $4d$; г) $5p$.

Ион Ag⁺

Электронная конфигурация (удаляем 1 электрон с $5s$): $[Kr] 4d^{10}$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 9 (на уровне n=4).

в) высшую заполненную орбиталь: $4d$.

г) низшую свободную орбиталь: $5s$.

Ответ: $[Kr] 4d^{10}$; а) 0; б) 9; в) $4d$; г) $5s$.

Ксенон (Xe) и его ионы

Атом Xe (Z=54)

Электронная конфигурация: $[Kr] 4d^{10} 5s^2 5p^6$.

а) число неспаренных электронов: 0.

б) число электронных пар на внешнем уровне: 4 (одна на $5s$ и три на $5p$).

в) высшую заполненную орбиталь: $5p$.

г) низшую свободную орбиталь: $6s$ (или $5d$, они близки по энергии).

Ответ: $[Kr] 4d^{10} 5s^2 5p^6$; а) 0; б) 4; в) $5p$; г) $6s$.

Ион Xe²⁺

Электронная конфигурация (удаляем 2 электрона с $5p$): $[Kr] 4d^{10} 5s^2 5p^4$.

а) число неспаренных электронов: 2 (на $5p$-орбиталях).

б) число электронных пар на внешнем уровне: 2 (одна на $5s$ и одна на $5p$).

в) высшую заполненную орбиталь: $5p$.

г) низшую свободную орбиталь: $6s$ (или $5d$).

Ответ: $[Kr] 4d^{10} 5s^2 5p^4$; а) 2; б) 2; в) $5p$; г) $6s$.