Номер 2, страница 27 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 3. Современные представления о строении атома. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 2, страница 27.

Условие.

2. Определите электронную конфигурацию атомов:

а) лития;

б) фтора;

в) ванадия;

г) селена.

Решение.

Решение 2.

Электронная конфигурация атома описывает распределение электронов по атомным орбиталям. Для её определения необходимо знать порядковый номер элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева, который равен числу электронов в нейтральном атоме. Заполнение орбиталей электронами происходит в соответствии с принципом наименьшей энергии (правилом Клечковского), принципом Паули и правилом Хунда.

а) лития;

Литий (Li) — химический элемент с порядковым номером 3. Следовательно, в его нейтральном атоме содержится 3 электрона. Распределение этих электронов по орбиталям происходит следующим образом:

• На первом энергетическом уровне ($n=1$) находится 1s-подуровень, на который помещаются первые два электрона: $1s^2$.
• Оставшийся третий электрон ($3 - 2 = 1$) занимает орбиталь следующего, второго энергетического уровня ($n=2$). В соответствии с правилом наименьшей энергии, это будет 2s-орбиталь: $2s^1$.

Таким образом, полная электронная конфигурация атома лития записывается как $1s^22s^1$.

Ответ: Электронная конфигурация лития: $1s^22s^1$.

б) фтора;

Фтор (F) — химический элемент с порядковым номером 9. В его атоме находится 9 электронов. Заполняем электронные оболочки по порядку возрастания энергии:

• Первый энергетический уровень ($n=1$): заполняется 1s-орбиталь — $1s^2$. Использовано 2 электрона, осталось 7.
• Второй энергетический уровень ($n=2$):
  • Сначала заполняется 2s-подуровень — $2s^2$. Использовано ещё 2 электрона, осталось 5.
  • Затем заполняется 2p-подуровень, который может вместить до 6 электронов. Оставшиеся 5 электронов размещаются на нём — $2p^5$.

Полная электронная конфигурация атома фтора: $1s^22s^22p^5$. В сокращённом виде, используя электронную конфигурацию предыдущего благородного газа гелия (He, $1s^2$), её можно записать как $[He]2s^22p^5$.

Ответ: Электронная конфигурация фтора: $1s^22s^22p^5$.

в) ванадия;

Ванадий (V) — d-элемент с порядковым номером 23. Его атом содержит 23 электрона. Заполнение орбиталей происходит по правилу Клечковского (порядку возрастания суммы $n+l$):

• Конфигурация первых 18 электронов соответствует конфигурации благородного газа аргона (Ar): $1s^22s^22p^63s^23p^6$.
• Осталось распределить $23 - 18 = 5$ электронов.
• Далее, согласно правилу Клечковского, заполняется 4s-орбиталь ($n+l = 4+0=4$), а не 3d ($n+l = 3+2=5$). На 4s-орбиталь помещается 2 электрона: $4s^2$.
• Оставшиеся 3 электрона ($5 - 2 = 3$) занимают 3d-подуровень: $3d^3$.

Полная электронная конфигурация ванадия, записанная с группировкой по энергетическим уровням: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^34s^2$. Сокращенная форма записи с использованием ядра аргона: $[Ar]3d^34s^2$.

Ответ: Электронная конфигурация ванадия: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^34s^2$ (или в сокращенном виде $[Ar]3d^34s^2$).

г) селена.

Селен (Se) — p-элемент с порядковым номером 34. В его атоме 34 электрона. Для удобства воспользуемся сокращенной записью через предыдущий благородный газ аргон (Ar, 18 электронов):

• Электронная конфигурация аргона: $[Ar] = 1s^22s^22p^63s^23p^6$.
• Нужно распределить оставшиеся $34 - 18 = 16$ электронов.
• После 3p-подуровня, согласно правилу Клечковского, заполняется 4s-подуровень: $4s^2$. Остается 14 электронов.
• Затем полностью заполняется 3d-подуровень, вмещающий 10 электронов: $3d^{10}$. Остается 4 электрона.
• Оставшиеся 4 электрона помещаются на 4p-подуровень: $4p^4$.

Таким образом, полная электронная конфигурация селена, сгруппированная по уровням: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^4$. Сокращенная форма записи: $[Ar]3d^{10}4s^24p^4$.

Ответ: Электронная конфигурация селена: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^4$ (или в сокращенном виде $[Ar]3d^{10}4s^24p^4$).