Номер 5, страница 186 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 38. Общая характеристика переходных металлов. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 5, страница 186.

Условие.

5. При ионизации атомов переходных металлов сначала отрываются электроны с внешнего уровня, а затем — с d-подуровня предвнешнего уровня. С учётом этого составьте электронные конфигурации атома марганца и ионов $Mn^{2+}$ и $Mn^{3+}$.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для того чтобы составить электронные конфигурации, необходимо определить положение марганца в периодической системе и его порядковый номер. Марганец (Mn) — это элемент с порядковым номером 25. Это значит, что ядро атома марганца содержит 25 протонов, а на электронной оболочке нейтрального атома находится 25 электронов. Марганец является d-элементом (переходным металлом), расположенным в 4-м периоде и VIIB группе.

Заполнение электронных орбиталей в атоме происходит в соответствии с принципом наименьшей энергии (правилом Клечковского) в следующем порядке: $1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p \rightarrow 4s \rightarrow 3d \rightarrow ...$

Электронная конфигурация атома марганца (Mn)

Распределим 25 электронов атома марганца по энергетическим уровням и подуровням. В результате получим следующую электронную конфигурацию: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^5$. Часто для наглядности представления валентных электронов конфигурацию записывают, группируя электроны по энергетическим уровням (главному квантовому числу n): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^2$. Из этой записи видно, что внешним является четвертый энергетический уровень, на котором находятся 2 электрона ($4s^2$), а предвнешний третий уровень содержит 13 электронов ($3s^2 3p^6 3d^5$).

Ответ: Полная электронная конфигурация атома Mn: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^2$. Сокращенная электронная конфигурация (с использованием конфигурации благородного газа аргона [Ar]): $[Ar] 3d^5 4s^2$.

Электронная конфигурация иона Mn²⁺

Ион $Mn^{2+}$ образуется при потере нейтральным атомом марганца двух электронов. Согласно правилу, указанному в задаче, при ионизации атомов переходных металлов электроны в первую очередь удаляются с внешнего энергетического уровня. У марганца внешний уровень — четвертый, на котором находятся два $4s$-электрона. Следовательно, атом марганца теряет именно эти два электрона.

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

После потери двух электронов с $4s$-подуровня конфигурация иона $Mn^{2+}$ становится: $[Ar] 3d^5 4s^0$ или просто $[Ar] 3d^5$.

Ответ: Полная электронная конфигурация иона Mn²⁺: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5$. Сокращенная электронная конфигурация: $[Ar] 3d^5$.

Электронная конфигурация иона Mn³⁺

Ион $Mn^{3+}$ образуется при потере атомом марганца трех электронов. Первые два электрона удаляются с внешнего $4s$-подуровня, как и в случае с $Mn^{2+}$. Третий электрон, согласно правилу, удаляется с $d$-подуровня предвнешнего уровня.

Конфигурация после потери двух электронов (конфигурация $Mn^{2+}$) была $[Ar] 3d^5$.

Для образования иона $Mn^{3+}$ необходимо удалить еще один электрон с $3d$-подуровня. Таким образом, число электронов на $3d$-подуровне уменьшается с 5 до 4 ($3d^5 \rightarrow 3d^4$).

Ответ: Полная электронная конфигурация иона Mn³⁺: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^4$. Сокращенная электронная конфигурация: $[Ar] 3d^4$.