Номер 10, страница 245 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 52. Электронные конфигурации атомов. Глава 5. Строение вещества - номер 10, страница 245.

Условие.

10. Какие ионы могут иметь следующие электронные конфигурации:

а) $1s^2$;

б) $[Ar] 3d^2$;

в) $[Ar] 3d^{10}$;

г) $[Kr] 4d^8$?

Решение.

Решение 2.

а) $1s^2$

Электронная конфигурация $1s^2$ означает, что у частицы (иона) имеется всего 2 электрона. Такую конфигурацию имеет атом благородного газа гелия ($He$). Ионы с такой конфигурацией могут образовываться из атомов элементов, расположенных в периодической таблице рядом с гелием, путем потери или приобретения электронов.

• Атом водорода ($H$, порядковый номер 1, конфигурация $1s^1$) может приобрести один электрон, образуя анион гидрида $H^-$.
• Атом лития ($Li$, порядковый номер 3, конфигурация $1s^2 2s^1$) может потерять один электрон с внешнего $2s$-подуровня, образуя катион $Li^+$.
• Атом бериллия ($Be$, порядковый номер 4, конфигурация $1s^2 2s^2$) может потерять два электрона с внешнего $2s$-подуровня, образуя катион $Be^{2+}$.
• Атом бора ($B$, порядковый номер 5, конфигурация $1s^2 2s^2 2p^1$) может потерять три валентных электрона, образуя катион $B^{3+}$.

Ответ: $H^-$, $Li^+$, $Be^{2+}$, $B^{3+}$ и другие.

б) $[Ar] 3d^2$

Электронная конфигурация $[Ar] 3d^2$ означает, что ион имеет электронную оболочку аргона (18 электронов) и дополнительно 2 электрона на $3d$-подуровне. Общее число электронов в ионе: $18 + 2 = 20$. Такая конфигурация характерна для катионов переходных металлов 4-го периода. При ионизации атомы переходных металлов сначала теряют электроны с внешнего $ns$-подуровня, а затем с $(n-1)d$-подуровня.

• Атом титана ($Ti$, порядковый номер 22) имеет электронную конфигурацию $[Ar] 3d^2 4s^2$. Теряя два электрона с $4s$-подуровня, он образует ион $Ti^{2+}$ с конфигурацией $[Ar] 3d^2$.
• Атом ванадия ($V$, порядковый номер 23) имеет конфигурацию $[Ar] 3d^3 4s^2$. Теряя два $4s$-электрона и один $3d$-электрон, он образует ион $V^{3+}$ с конфигурацией $[Ar] 3d^2$.
• Атом хрома ($Cr$, порядковый номер 24) имеет конфигурацию $[Ar] 3d^5 4s^1$. Теряя один $4s$-электрон и три $3d$-электрона, он образует ион $Cr^{4+}$ с конфигурацией $[Ar] 3d^2$.

Ответ: $Ti^{2+}$, $V^{3+}$, $Cr^{4+}$ и другие.

в) $[Ar] 3d^{10}$

Электронная конфигурация $[Ar] 3d^{10}$ означает, что ион имеет электронную оболочку аргона (18 электронов) и полностью заполненный $3d$-подуровень (10 электронов). Общее число электронов в ионе: $18 + 10 = 28$. Эта конфигурация образуется у ионов, которые потеряли все свои валентные электроны с 4-го энергетического уровня ($4s$ и $4p$ подуровней).

• Атом меди ($Cu$, порядковый номер 29) имеет конфигурацию $[Ar] 3d^{10} 4s^1$. Теряя один $4s$-электрон, он образует ион $Cu^+$ с конфигурацией $[Ar] 3d^{10}$.
• Атом цинка ($Zn$, порядковый номер 30) имеет конфигурацию $[Ar] 3d^{10} 4s^2$. Теряя два $4s$-электрона, он образует ион $Zn^{2+}$ с конфигурацией $[Ar] 3d^{10}$.
• Атом галлия ($Ga$, порядковый номер 31) имеет конфигурацию $[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^1$. Теряя три валентных электрона (два с $4s$ и один с $4p$), он образует ион $Ga^{3+}$ с конфигурацией $[Ar] 3d^{10}$.

Ответ: $Cu^+$, $Zn^{2+}$, $Ga^{3+}$ и другие.

г) $[Kr] 4d^8$

Электронная конфигурация $[Kr] 4d^8$ означает, что ион имеет электронную оболочку криптона (36 электронов) и 8 электронов на $4d$-подуровне. Общее число электронов в ионе: $36 + 8 = 44$. Такая конфигурация характерна для катионов переходных металлов 5-го периода.

• Атом родия ($Rh$, порядковый номер 45) имеет конфигурацию $[Kr] 4d^8 5s^1$. Теряя один электрон с $5s$-подуровня, он образует ион $Rh^+$ с конфигурацией $[Kr] 4d^8$.
• Атом палладия ($Pd$, порядковый номер 46) имеет конфигурацию $[Kr] 4d^{10}$. Теряя два электрона с $4d$-подуровня, он образует ион $Pd^{2+}$ с конфигурацией $[Kr] 4d^8$.
• Атом серебра ($Ag$, порядковый номер 47) имеет конфигурацию $[Kr] 4d^{10} 5s^1$. Теряя три электрона (один с $5s$ и два с $4d$), он образует ион $Ag^{3+}$ с конфигурацией $[Kr] 4d^8$.

Ответ: $Rh^+$, $Pd^{2+}$, $Ag^{3+}$ и другие.