Номер 8, 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 8, страница 139.

8. Какие из наборов чисел и почему не могут соответствовать распределению электронов по энергетическим уровням атома химического элемента:

а) 2, 7, 1;

б) 2, 3;

в) 1, 8, 1;

г) 3, 2;

д) 2, 9;

е) 2, 7;

ж) 2, 8, 8?

Для определения возможности существования указанных электронных конфигураций атомов необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Максимальное число электронов $N$ на энергетическом уровне с номером $n$ определяется формулой $N = 2n^2$.
   • Для первого уровня ($n=1$): $N = 2 \cdot 1^2 = 2$ электрона.
   • Для второго уровня ($n=2$): $N = 2 \cdot 2^2 = 8$ электронов.
   • Для третьего уровня ($n=3$): $N = 2 \cdot 3^2 = 18$ электронов.
2. Принцип наименьшей энергии (принцип Ауфбау): электроны в атоме в основном (невозбужденном) состоянии занимают энергетические уровни последовательно, начиная с самого низкого по энергии. То есть, следующий уровень начинает заполняться только после полного заполнения предыдущего.
3. Число электронов на внешнем (последнем) энергетическом уровне не может превышать 8.

Проанализируем каждый набор чисел:

а) 2, 7, 1
Данный набор чисел не может соответствовать распределению электронов в основном состоянии. Второй энергетический уровень (n=2) не завершен (содержит 7 из 8 возможных электронов), но уже начинается заполнение третьего уровня (n=3). Это нарушает принцип последовательного заполнения энергетических уровней. Сначала должен полностью заполниться второй уровень, и только потом электроны могут занимать третий уровень.
Ответ: не может соответствовать.

б) 2, 3
Данный набор чисел может соответствовать распределению электронов. Это электронная конфигурация атома бора (B). Первый уровень (n=1) полностью заполнен (2 электрона), на втором уровне (n=2) находится 3 электрона, что не превышает его максимальную ёмкость (8 электронов).
Ответ: может соответствовать.

в) 1, 8, 1
Данный набор чисел не может соответствовать распределению электронов в основном состоянии. Первый энергетический уровень (n=1), который вмещает максимум 2 электрона, не заполнен, в то время как на более высоких уровнях (втором и третьем) уже есть электроны. Это является грубым нарушением принципа наименьшей энергии.
Ответ: не может соответствовать.

г) 3, 2
Данный набор чисел не может соответствовать распределению электронов. На первом энергетическом уровне (n=1) находится 3 электрона. Максимально возможное число электронов на первом уровне равно 2 ($N = 2 \cdot 1^2 = 2$). Превышение этого числа невозможно.
Ответ: не может соответствовать.

д) 2, 9
Данный набор чисел не может соответствовать распределению электронов. На втором энергетическом уровне (n=2) находится 9 электронов. Максимально возможное число электронов на втором уровне равно 8 ($N = 2 \cdot 2^2 = 8$). Наличие 9 электронов на этом уровне невозможно.
Ответ: не может соответствовать.

е) 2, 7
Данный набор чисел может соответствовать распределению электронов. Это электронная конфигурация атома фтора (F). Первый уровень (n=1) полностью заполнен (2 электрона), на втором, внешнем, уровне находится 7 электронов, что не превышает его максимальную ёмкость (8 электронов).
Ответ: может соответствовать.

ж) 2, 8, 8
Данный набор чисел может соответствовать распределению электронов. Это электронная конфигурация атома аргона (Ar). Первый и второй уровни полностью заполнены. На третьем уровне находится 8 электронов, что является устойчивой завершенной конфигурацией для элементов третьего периода. Максимальная ёмкость третьего уровня — 18, поэтому 8 электронов на нем возможно.
Ответ: может соответствовать.