Номер 3, страница 31, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Чему равно максимальное число неспаренных электронов в возбужденном состоянии атомов для большинства элементов?

3. Максимальное число неспаренных электронов в атоме достигается в возбужденном состоянии, когда электроны с парных орбиталей переходят на свободные орбитали более высокого энергетического уровня. Этот процесс позволяет атому формировать максимальное количество ковалентных связей. Число таких неспаренных электронов, как правило, ограничено количеством валентных электронов атома, то есть электронов, расположенных на внешнем энергетическом уровне.

Для элементов главных подгрупп (s- и p-элементов) максимальное число неспаренных электронов в возбужденном состоянии равно номеру группы в периодической системе. Это связано с тем, что все валентные электроны (с s- и p-подуровней) могут быть распарены и размещены по одному на валентных s-, p- и d-орбиталях.

Рассмотрим примеры:

• Атом серы (S), 16 группа (VIA). Электронная конфигурация основного состояния: $ [Ne] 3s^2 3p^4 $. Имеет 2 неспаренных электрона. В возбужденных состояниях может иметь 4 и 6 неспаренных электронов:

  S* → $ [Ne] 3s^2 3p^3 3d^1 $ (4 неспаренных электрона)

  S** → $ [Ne] 3s^1 3p^3 3d^2 $ (6 неспаренных электронов)

  Максимум для серы — 6, что равно номеру группы.

• Атом хлора (Cl), 17 группа (VIIA). Электронная конфигурация основного состояния: $ [Ne] 3s^2 3p^5 $. Имеет 1 неспаренный электрон. В максимально возбужденном состоянии все 7 валентных электронов становятся неспаренными:

  Cl*** → $ [Ne] 3s^1 3p^3 3d^3 $ (7 неспаренных электронов)

  Максимум для хлора — 7, что равно номеру группы.

Следуя этой логике, наибольшее число валентных электронов имеют элементы 18-й группы (VIIIA), благородные газы. У них 8 валентных электронов (кроме гелия). Например, ксенон (Xe) в основном состоянии $ [Kr] 4d^{10} 5s^2 5p^6 $ не имеет неспаренных электронов, но в возбужденном состоянии может иметь до 8 неспаренных электронов, что позволяет ему образовывать такие соединения, как $ XeO_4 $, где его валентность равна VIII.

Элементы побочных подгрупп также могут иметь большое число неспаренных электронов. Например, элементы 8-й группы, такие как рутений (Ru) и осмий (Os), имеют 8 валентных электронов и могут проявлять высшую степень окисления +8, что соответствует наличию 8 неспаренных электронов в возбужденном состоянии, участвующих в образовании связей.

Таким образом, для большинства элементов, способных переходить в возбужденное состояние, максимальное число неспаренных электронов определяется максимальным числом валентных электронов, которое в периодической системе равно 8.

Ответ: 8.