Номер 10, страница 65 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Готовимся к ЕГЭ. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 10, страница 65.

Условие.

10. Определите, в атомах каких элементов (в основном состоянии) имеется два неспаренных электрона. (Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.)

Ответ:

Решение.

Решение 2.

Решение

Для определения числа неспаренных электронов в атоме в основном состоянии необходимо рассмотреть его электронную конфигурацию, а именно заполнение электронами внешнего и предвнешнего энергетических уровней. Распределение электронов по орбиталям подчиняется принципу Паули и правилу Хунда.

Согласно правилу Хунда, в пределах одного подуровня электроны сначала по одному заполняют все орбитали (имея одинаковое направление спина), и только после этого начинают образовывать пары (с противоположным направлением спина). Нам нужно найти элементы, у которых на орбиталях в сумме находятся два электрона без пары.

Рассмотрим возможные случаи:

1. p-элементы с конфигурацией внешнего слоя $ns^2np^2$
На p-подуровне есть три орбитали. Два электрона, согласно правилу Хунда, разместятся на двух разных орбиталях, имея параллельные спины. Следовательно, они будут неспаренными.
Примеры:
• Углерод (C), порядковый номер 6. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^2$. На $2p$-подуровне два неспаренных электрона.
• Кремний (Si), порядковый номер 14. Электронная конфигурация: $[Ne]3s^23p^2$. На $3p$-подуровне два неспаренных электрона.

2. p-элементы с конфигурацией внешнего слоя $ns^2np^4$
На p-подуровне четыре электрона. Сначала три электрона займут по одной орбитали, а четвертый электрон образует пару с одним из них. В результате останутся две орбитали с неспаренными электронами.
Примеры:
• Кислород (O), порядковый номер 8. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^4$. На $2p$-подуровне два неспаренных электрона.
• Сера (S), порядковый номер 16. Электронная конфигурация: $[Ne]3s^23p^4$. На $3p$-подуровне два неспаренных электрона.

3. d-элементы (переходные металлы)
На d-подуровне имеется пять орбиталей. Два неспаренных электрона будут у элементов с конфигурациями $nd^2$ или $nd^8$.
• Конфигурация $nd^2$: Два электрона займут две разные d-орбитали. Пример: Титан (Ti), порядковый номер 22, конфигурация $[Ar]3d^24s^2$.
• Конфигурация $nd^8$: Восемь электронов на пяти d-орбиталях. Пять электронов сначала займут все орбитали по одному, а затем три электрона образуют пары. В итоге останется два неспаренных электрона. Пример: Никель (Ni), порядковый номер 28, конфигурация $[Ar]3d^84s^2$.

Для ответа на вопрос необходимо выбрать из предложенного списка (который в задании отсутствует) элементы, подходящие под описанные выше случаи, и записать их номера.

Ответ: Два неспаренных электрона в основном состоянии имеют атомы элементов с электронной конфигурацией валентных электронов $ns^2np^2$ (например, углерод C, кремний Si), $ns^2np^4$ (например, кислород O, сера S), а также некоторые d-элементы, например, с конфигурацией $3d^24s^2$ (титан Ti) или $3d^84s^2$ (никель Ni).