Номер 1, страница 60 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 8. Ковалентная химическая связь и механизмы её образования - номер 1, страница 60.

Условие.

1. Какое состояние атома называется возбуждённым? Чем оно отличается от основного состояния? Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

1. Возбуждённым состоянием атома называется любое его квантовое состояние, энергия которого превышает энергию основного состояния. Основное состояние — это состояние с наименьшей возможной энергией, и оно является стабильным.

Атом переходит в возбуждённое состояние, когда один или несколько его электронов поглощают энергию (например, в виде фотона или при столкновении с другими частицами) и переходят на более высокие, ранее не занятые, энергетические уровни. Главное отличие возбуждённого состояния от основного — это его более высокая энергия и нестабильность. Атом находится в возбуждённом состоянии очень короткое время (порядка $10^{-8}$ с) и стремится вернуться в стабильное основное состояние. Этот обратный переход сопровождается излучением кванта электромагнитной энергии — фотона, энергия которого равна разности энергий возбуждённого и основного состояний ($E_{фотона} = E_{возб} - E_{осн}$).

Примеры:

Атом водорода (H): В основном состоянии его электрон находится на первом энергетическом уровне ($n=1$), конфигурация $1s^1$. Поглотив энергию, электрон может перейти на второй уровень ($n=2$), и атом окажется в возбуждённом состоянии. При возвращении электрона на первый уровень испускается фотон.

Атом углерода (C): Его конфигурация в основном состоянии — $1s^22s^22p^2$. При переходе в возбуждённое состояние один из $\text{2s}$-электронов переходит на $\text{2p}$-орбиталь, и конфигурация внешнего слоя становится $2s^12p^3$. Это состояние с четырьмя неспаренными электронами позволяет углероду образовывать четыре ковалентные связи, что характерно для его соединений (например, в молекуле метана $CH_4$).

Ответ:

Возбуждённое состояние атома — это нестабильное состояние с более высокой энергией по сравнению с основным, которое возникает при переходе электрона на более высокий энергетический уровень после поглощения энергии. От основного (стабильного, с минимальной энергией) оно отличается избытком энергии и нестабильностью. Примером является переход электрона в атоме водорода с первого на второй уровень или распаривание электронов в атоме углерода ($1s^22s^22p^2 \rightarrow 1s^22s^12p^3$), что объясняет его валентность IV.