Номер 2, страница 139 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 31. Строение электронных оболочек атомов. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 2, страница 139.

2. Каков порядок заполнения электронных слоёв у атомов элементов № 1–20 в таблице Д.И. Менделеева?

Заполнение электронных слоёв (энергетических уровней) у атомов химических элементов подчиняется определённым правилам. Электроны последовательно занимают орбитали в порядке увеличения их энергии, от меньшей к большей (принцип наименьшей энергии, или правило Клечковского). Максимальное число электронов $N$, которое может находиться на одном электронном слое с главным квантовым числом $n$, вычисляется по формуле $N = 2n^2$.

1-й период (элементы № 1–2)
У атомов водорода (H) и гелия (He) заполняется первый электронный слой ($n=1$). Максимальная ёмкость этого слоя составляет $2 \cdot 1^2 = 2$ электрона. Он имеет только один подуровень — 1s. У гелия ($1s^2$) этот слой является полностью заполненным.

2-й период (элементы № 3–10)
У элементов от лития (Li) до неона (Ne) заполняется второй электронный слой ($n=2$). Его максимальная ёмкость — $2 \cdot 2^2 = 8$ электронов. Заполнение происходит последовательно: сначала 2s-подуровень (2 электрона), затем 2p-подуровень (6 электронов). У неона (электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6$) второй слой становится завершённым.

3-й период (элементы № 11–18)
У элементов от натрия (Na) до аргона (Ar) начинается заполнение третьего электронного слоя ($n=3$). Теоретически он может вместить до $2 \cdot 3^2 = 18$ электронов. Однако у элементов до №20 включительно заполняются только 3s- и 3p-подуровни, что в сумме даёт 8 электронов на внешнем слое у аргона. Электронная конфигурация аргона: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$.

4-й период (элементы № 19–20)
У калия (K, №19) и кальция (Ca, №20) начинается заполнение четвёртого электронного слоя ($n=4$), несмотря на то, что третий слой ещё не завершён (3d-подуровень остаётся пустым). Это связано с тем, что энергия 4s-подуровня ниже, чем энергия 3d-подуровня. Поэтому электроны сначала занимают его.

• Электронная конфигурация калия (K): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$.
• Электронная конфигурация кальция (Ca): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$.

Ответ: Порядок заполнения электронных орбиталей для атомов элементов № 1–20 следующий: $1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p \rightarrow 4s$. Сначала последовательно и полностью заполняются первый (2 электрона) и второй (8 электронов) электронные слои. Затем заполняется третий слой до 8 электронов (заполняются 3s- и 3p-подуровни). После этого, из-за более низкой энергии 4s-подуровня по сравнению с 3d-подуровнем, начинается заполнение четвёртого электронного слоя, а не продолжается заполнение третьего.