Номер 3, страница 94 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 12. Простые вещества - металлы. Физические свойства металлов. Сплавы. Глава 3. Неорганическая химия - номер 3, страница 94.

Условие.

3. Составьте электронные конфигурации атомов Na, Al, K, Fe. Укажите максимальную степень окисления каждого элемента.

Решение.

Решение 2.

Для определения электронной конфигурации и максимальной степени окисления воспользуемся периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева.

Na (Натрий)

Атом натрия (Na) имеет порядковый номер 11 в периодической таблице, следовательно, заряд его ядра равен +11, и в атоме содержится 11 электронов. Натрий находится в 3-м периоде и I группе (главной подгруппе), что делает его щелочным металлом.

Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням (электронная конфигурация) выглядит следующим образом: $1s^22s^22p^63s^1$.

На внешнем (валентном) электронном уровне находится один электрон ($3s^1$). Для достижения стабильной электронной конфигурации инертного газа неона ($1s^22s^22p^6$) атому натрия энергетически выгодно отдать этот один электрон. Поэтому максимальная (и единственная устойчивая) степень окисления для натрия равна +1.

Ответ: электронная конфигурация $1s^22s^22p^63s^1$, максимальная степень окисления +1.

Al (Алюминий)

Атом алюминия (Al) имеет порядковый номер 13. Это означает, что в его атоме содержится 13 электронов. Алюминий расположен в 3-м периоде и III группе (главной подгруппе).

Электронная конфигурация атома алюминия: $1s^22s^22p^63s^23p^1$.

На внешнем энергетическом уровне у алюминия находится три валентных электрона ($3s^23p^1$). Максимальная степень окисления для элементов главных подгрупп, как правило, совпадает с номером группы. Отдавая три валентных электрона, алюминий приобретает стабильную конфигурацию и проявляет максимальную степень окисления +3.

Ответ: электронная конфигурация $1s^22s^22p^63s^23p^1$, максимальная степень окисления +3.

K (Калий)

Атом калия (K) имеет порядковый номер 19, следовательно, в нем 19 электронов. Калий — это щелочной металл, расположенный в 4-м периоде и I группе (главной подгруппе).

Электронная конфигурация атома калия: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$.

Подобно натрию, калий имеет один электрон на внешнем энергетическом уровне ($4s^1$). Отдавая этот электрон, атом калия достигает устойчивой конфигурации предыдущего инертного газа (аргона). Таким образом, максимальная степень окисления калия равна +1.

Ответ: электронная конфигурация $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$, максимальная степень окисления +1.

Fe (Железо)

Атом железа (Fe) имеет порядковый номер 26, что соответствует 26 электронам. Железо — это переходный металл, находящийся в 4-м периоде и VIII группе (побочной подгруппе).

Электронная конфигурация атома железа записывается с учетом правила Клечковского, однако для удобства анализа валентных электронов ее часто представляют в виде: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2$.

Железо является d-элементом. Его валентные электроны — это электроны внешнего $4s$-подуровня и предвнешнего $3d$-подуровня. Железо проявляет переменные степени окисления, наиболее распространенные из которых +2 (при потере двух $4s$-электронов) и +3 (при потере двух $4s$- и одного $3d$-электрона, что приводит к энергетически выгодной наполовину заполненной конфигурации $3d^5$). Однако в определенных условиях железо может проявлять и более высокие степени окисления. Максимальная степень окисления, которую железо проявляет в своих соединениях (например, в ферратах, таких как $K_2FeO_4$), равна +6.

Ответ: электронная конфигурация $1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2$, максимальная степень окисления +6.