Номер 3, страница 22 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 4. Распределение электронов в атомах элементов больших периодов. Глава I. Важнейшие химические понятия и законы - номер 3, страница 22.

Условие.

3. Пользуясь периодической таблицей Д. И. Менделеева, составьте графические электронные формулы атомов элементов ванадия V, никеля Ni и мышьяка As. Какие из этих элементов относят к $p$-элементам, а какие — к $d$-элементам и почему?

Решение.

Решение 2.

Решение

Для составления графических электронных формул и классификации элементов воспользуемся периодической таблицей Д.И. Менделеева. Порядковый номер элемента в таблице равен общему числу электронов в его атоме.

Графическая электронная формула атома ванадия (V)

Ванадий (V) находится в 4-м периоде, 5-й группе (побочной подгруппе). Его порядковый номер Z = 23. Следовательно, атом ванадия содержит 23 электрона.

Электронная конфигурация атома ванадия: $V \space 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^3 4s^2$.

Графическая формула отображает распределение валентных электронов по орбиталям. Для ванадия это электроны на $4s$- и $3d$-подуровнях ($3d^3 4s^2$). Заполнение орбиталей происходит согласно правилу Хунда (в пределах одного подуровня электроны сначала занимают свободные орбитали по одному, имея одинаковый спин, и лишь затем образуют пары).

V (Z=23)
4s [↑↓]
3d [↑ ][↑ ][↑ ][ ][ ]

Ответ: Графическая формула валентных электронов атома ванадия ($3d^3 4s^2$):
4s [↑↓]
3d [↑ ][↑ ][↑ ][ ][ ]

Графическая электронная формула атома никеля (Ni)

Никель (Ni) — элемент 4-го периода, 10-й группы (побочной подгруппе). Его порядковый номер Z = 28. Атом никеля содержит 28 электронов.

Электронная конфигурация атома никеля: $Ni \space 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^8 4s^2$.

Графическая формула для валентных электронов ($3d^8 4s^2$):

Ni (Z=28)
4s [↑↓]
3d [↑↓][↑↓][↑↓][↑ ][↑ ]

Ответ: Графическая формула валентных электронов атома никеля ($3d^8 4s^2$):
4s [↑↓]
3d [↑↓][↑↓][↑↓][↑ ][↑ ]

Графическая электронная формула атома мышьяка (As)

Мышьяк (As) — элемент 4-го периода, 15-й группы (главной подгруппе). Его порядковый номер Z = 33. Атом мышьяка содержит 33 электрона.

Электронная конфигурация атома мышьяка: $As \space 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^3$.

Графическая формула для валентных электронов внешнего энергетического уровня ($4s^2 4p^3$):

As (Z=33)
4s [↑↓]
4p [↑ ][↑ ][↑ ]

Ответ: Графическая формула валентных электронов атома мышьяка ($4s^2 4p^3$):
4s [↑↓]
4p [↑ ][↑ ][↑ ]

Классификация элементов на p- и d-элементы

Принадлежность элемента к электронному семейству (s-, p-, d- или f-) определяется тем, какой электронный подуровень в его атоме заполняется последним.

• У атома ванадия (V) последним заполняется $3d$-подуровень (электронная конфигурация заканчивается на $3d^3 4s^2$). Заполняется d-подуровень предпоследнего (третьего) энергетического уровня. Следовательно, ванадий — это d-элемент.
• У атома никеля (Ni) последним также заполняется $3d$-подуровень (конфигурация $3d^8 4s^2$). Следовательно, никель — это d-элемент.
• У атома мышьяка (As) последним заполняется $4p$-подуровень (конфигурация $4s^2 4p^3$). Заполняется p-подуровень внешнего (четвертого) энергетического уровня. Следовательно, мышьяк — это p-элемент.

Ответ: Ванадий (V) и никель (Ni) относятся к d-элементам, так как у их атомов последним заполняется d-подуровень. Мышьяк (As) относится к p-элементам, так как у его атома последним заполняется p-подуровень.