Номер 7, страница 186 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 38. Общая характеристика переходных металлов. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 7, страница 186.

Условие.

7. Атом какого элемента имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^63d^34s^2$? Изобразите распределение электронов в данном атоме по энергетическим уровням. Определите максимальную степень окисления элемента в соединениях.

Решение.

Решение 2.

Атом какого элемента имеет электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²?

Для определения элемента необходимо найти общее число электронов в его атоме. В нейтральном атоме число электронов равно порядковому номеру элемента (Z) в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Электронная конфигурация атома дана как $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^3 4s^2$.

Суммируем число электронов, указанное в верхних индексах над символами подуровней:

$Z = 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 3 + 2 = 23$

Элемент с атомным номером 23 — это Ванадий (V).

Ответ: Данную электронную конфигурацию имеет атом элемента Ванадий (V).

Изобразите распределение электронов в данном атоме по энергетическим уровням.

Распределение электронов по главным энергетическим уровням (электронным слоям) для атома ванадия (Z=23) следующее:
- Первый энергетический уровень (n=1): $1s^2$ — 2 электрона.
- Второй энергетический уровень (n=2): $2s^2 2p^6$ — 8 электронов.
- Третий энергетический уровень (n=3): $3s^2 3p^6 3d^3$ — 11 электронов.
- Четвертый энергетический уровень (n=4): $4s^2$ — 2 электрона.

Графическое изображение распределения электронов по орбиталям (энергетическая диаграмма) в виде квантовых ячеек, заполненных в соответствии с принципом Паули и правилом Хунда:
4s: [↑↓]
3d: [↑ ][↑ ][↑ ][ ][ ]
3p: [↑↓][↑↓][↑↓]
3s: [↑↓]
2p: [↑↓][↑↓][↑↓]
2s: [↑↓]
1s: [↑↓]

Ответ: Распределение электронов по энергетическим слоям: 2, 8, 11, 2. Энергетическая диаграмма атома ванадия представлена выше.

Определите максимальную степень окисления элемента в соединениях.

Максимальная (высшая) степень окисления химического элемента, как правило, определяется числом его валентных электронов. Для переходных d-элементов, к которым относится ванадий, валентными являются электроны внешнего s-подуровня и предвнешнего d-подуровня.

Валентные электроны ванадия имеют конфигурацию $3d^3 4s^2$.

Общее число валентных электронов равно сумме электронов на этих подуровнях: $3 + 2 = 5$.

Следовательно, ванадий может отдавать все 5 валентных электронов для образования химических связей, проявляя при этом свою максимальную степень окисления, равную +5 (например, в оксиде $V_2O_5$ или фториде $VF_5$).

Ответ: Максимальная степень окисления ванадия в соединениях равна +5.