Номер 2, страница 16 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Вопросы в начале параграфа. Параграф 4. Распределение электронов в атомах элементов больших периодов. Глава I. Важнейшие химические понятия и законы - номер 2, страница 16.

Условие.

• Как рассчитать число электронов на энергетическом уровне?

Решение.

Решение 2.

Как рассчитать число электронов на энергетическом уровне?

Чтобы рассчитать максимальное число электронов, которое может находиться на определённом энергетическом уровне (электронной оболочке) атома, используется формула, основанная на главном квантовом числе n. Главное квантовое число (n) соответствует номеру энергетического уровня и принимает целые значения: 1, 2, 3, 4 и так далее.

Максимальное число электронов N на энергетическом уровне с номером n вычисляется по формуле:

$N = 2n^2$

В этой формуле: N — это максимальное возможное число электронов на уровне. n — это номер энергетического уровня (главное квантовое число).

Примеры расчета для первых четырех уровней:

Для первого энергетического уровня, где n=1: $N = 2 \cdot 1^2 = 2 \cdot 1 = 2$ электрона.

Для второго энергетического уровня, где n=2: $N = 2 \cdot 2^2 = 2 \cdot 4 = 8$ электронов.

Для третьего энергетического уровня, где n=3: $N = 2 \cdot 3^2 = 2 \cdot 9 = 18$ электронов.

Для четвертого энергетического уровня, где n=4: $N = 2 \cdot 4^2 = 2 \cdot 16 = 32$ электрона.

Эта формула является следствием квантово-механической модели строения атома. Каждый энергетический уровень n состоит из $n^2$ атомных орбиталей. Согласно принципу Паули, на каждой отдельной орбитали может находиться не более двух электронов, причём их спины должны быть противоположны. Таким образом, общее максимальное число электронов на уровне равно удвоенному числу орбиталей: $2 \times n^2$.

Ответ: Максимальное число электронов N на энергетическом уровне с главным квантовым числом n рассчитывается по формуле $N = 2n^2$.