Номер 1, страница 35 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 4. Периодический закон и Периодическая система в свете теории строения атома. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 1, страница 35.

Условие.

1. Составьте электронные формулы и схемы строения атомов химических элементов, имеющих порядковые номера:

а) $3$;

б) $15$;

в) $27$;

г) $31$.

Решение.

Решение 2.

а) Дано:

Порядковый номер элемента Z = 3

Найти:

Электронную формулу и схему строения атома.

Решение:

1. По порядковому номеру Z=3 в Периодической системе химических элементов находим элемент. Это Литий (Li), который расположен во втором периоде, I группе, главной подгруппе.

2. Порядковый номер элемента соответствует заряду ядра атома и общему числу электронов в нем. Следовательно, заряд ядра атома лития равен +3, а общее число электронов — 3.

3. Атом лития имеет два энергетических уровня, так как он находится во втором периоде. Распределим электроны по энергетическим уровням и подуровням:

- На первом энергетическом уровне (n=1) может находиться не более 2 электронов. Они занимают s-подуровень: $1s^2$.

- Оставшийся 1 электрон переходит на второй, внешний энергетический уровень (n=2) и занимает s-подуровень: $2s^1$.

Таким образом, полная электронная формула атома лития: $1s^22s^1$.

4. Схема строения атома отражает распределение электронов по энергетическим уровням. У лития на первом уровне 2 электрона, на втором — 1 электрон. Схема выглядит следующим образом: +3)₂)₁.

Ответ: Электронная формула Li: $1s^22s^1$. Схема строения атома: +3)₂)₁.

б) Дано:

Порядковый номер элемента Z = 15

Найти:

Электронную формулу и схему строения атома.

Решение:

1. Элемент с порядковым номером Z=15 — это Фосфор (P). Он находится в третьем периоде, V группе, главной подгруппе Периодической системы.

2. Заряд ядра атома фосфора равен +15, общее число электронов — 15.

3. Так как фосфор находится в третьем периоде, его 15 электронов располагаются на трех энергетических уровнях.

- Первый уровень (n=1): $1s^2$ (2 электрона).

- Второй уровень (n=2): $2s^22p^6$ (8 электронов).

- Третий, внешний, уровень (n=3): оставшиеся 5 электронов размещаются на s- и p-подуровнях: $3s^23p^3$.

Полная электронная формула атома фосфора: $1s^22s^22p^63s^23p^3$.

4. Схема строения атома фосфора отражает распределение электронов по уровням: 2 на первом, 8 на втором и 5 на третьем. Схема: +15)₂)₈)₅.

Ответ: Электронная формула P: $1s^22s^22p^63s^23p^3$. Схема строения атома: +15)₂)₈)₅.

в) Дано:

Порядковый номер элемента Z = 27

Найти:

Электронную формулу и схему строения атома.

Решение:

1. Элемент с порядковым номером Z=27 — это Кобальт (Co). Это переходный металл, расположенный в четвертом периоде, VIII группе, побочной подгруппе.

2. Заряд ядра атома кобальта +27, общее число электронов — 27.

3. Электроны атома кобальта располагаются на четырех энергетических уровнях. Заполнение орбиталей происходит в соответствии с правилом Клечковского: после заполнения 3p-подуровня сначала заполняется 4s-подуровень, а затем 3d-подуровень.

- Распределение электронов по подуровням: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^7$.

Для удобства и соответствия схеме строения, формулу группируют по энергетическим уровням: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^74s^2$.

4. Схема строения атома составляется на основе распределения электронов по уровням:

- Первый уровень (n=1): 2 электрона ($1s^2$).

- Второй уровень (n=2): 8 электронов ($2s^22p^6$).

- Третий уровень (n=3): 15 электронов ($3s^23p^63d^7$).

- Четвертый уровень (n=4): 2 электрона ($4s^2$).

Схема строения атома кобальта: +27)₂)₈)₁₅)₂.

Ответ: Электронная формула Co: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^74s^2$. Схема строения атома: +27)₂)₈)₁₅)₂.

г) Дано:

Порядковый номер элемента Z = 31

Найти:

Электронную формулу и схему строения атома.

Решение:

1. Элемент с порядковым номером Z=31 — это Галий (Ga). Он находится в четвертом периоде, III группе, главной подгруппе.

2. Заряд ядра атома галлия +31, общее число электронов — 31.

3. Атом галлия имеет 4 энергетических уровня. После заполнения 3d-подуровня у переходных металлов, следующий электрон поступает на 4p-подуровень.

- Заполнение орбиталей: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^{10}4p^1$.

- Сгруппированная по уровням электронная формула: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^1$.

4. Распределение электронов по энергетическим уровням для схемы строения:

- Первый уровень (n=1): 2 электрона ($1s^2$).

- Второй уровень (n=2): 8 электронов ($2s^22p^6$).

- Третий уровень (n=3): 18 электронов ($3s^23p^63d^{10}$).

- Четвертый уровень (n=4): 3 электрона ($4s^24p^1$).

Схема строения атома галлия: +31)₂)₈)₁₈)₃.

Ответ: Электронная формула Ga: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^1$. Схема строения атома: +31)₂)₈)₁₈)₃.