Номер 7, страница 30 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 1. Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов L. И. Менделеева. Параграф 4. Электронные конфигурации атомов - номер 7, страница 30.

Условие.

7. Расположите орбитали в порядке заполнения их электронами: $\text{4p}$, $\text{4d}$, $\text{4f}$, $\text{5s}$, $\text{5p}$, $\text{6s}$.

Решение.

Решение 2.

7. Решение

Порядок заполнения электронами атомных орбиталей определяется правилом Клечковского (также известным как правило $n+l$ или правило Маделунга). Это правило состоит из двух положений:

1. Орбитали заполняются в порядке возрастания суммы главного квантового числа $\text{n}$ и орбитального (побочного) квантового числа $\text{l}$. То есть, чем меньше сумма $n+l$, тем раньше заполняется орбиталь.

2. Если для двух или более орбиталей сумма $n+l$ одинакова, то первой заполняется та орбиталь, у которой значение главного квантового числа $\text{n}$ меньше.

Значения орбитального квантового числа $\text{l}$ для различных подуровней следующие:
- для s-подуровня $l=0$
- для p-подуровня $l=1$
- для d-подуровня $l=2$
- для f-подуровня $l=3$

Рассчитаем сумму $n+l$ для каждой из указанных в задании орбиталей:

Для 4p-орбитали: $n=4$, $l=1 \implies n+l = 4+1 = 5$
Для 4d-орбитали: $n=4$, $l=2 \implies n+l = 4+2 = 6$
Для 4f-орбитали: $n=4$, $l=3 \implies n+l = 4+3 = 7$
Для 5s-орбитали: $n=5$, $l=0 \implies n+l = 5+0 = 5$
Для 5p-орбитали: $n=5$, $l=1 \implies n+l = 5+1 = 6$
Для 6s-орбитали: $n=6$, $l=0 \implies n+l = 6+0 = 6$

Теперь расположим орбитали в порядке возрастания суммы $n+l$, применяя второе положение правила для случаев, когда суммы совпадают.

Группа с $n+l = 5$:
Сюда входят орбитали 4p ($n=4$) и 5s ($n=5$). Так как $4 < 5$, то сначала заполняется 4p, а затем 5s. Последовательность: 4p, 5s.

Группа с $n+l = 6$:
Сюда входят орбитали 4d ($n=4$), 5p ($n=5$) и 6s ($n=6$). Так как $4 < 5 < 6$, порядок их заполнения будет: 4d, 5p, 6s.

Группа с $n+l = 7$:
Из данного списка сюда относится только 4f-орбиталь.

Объединив все группы в порядке возрастания суммы $n+l$ (сначала группа с $n+l=5$, затем с $n+l=6$, и в конце с $n+l=7$), получим окончательную последовательность заполнения орбиталей:

4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f.

Ответ: 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f.