Номер 6-18, страница 78 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

6-18. Перечислите все возможные частицы с конфигурацией внешнего энергетического уровня $2s^2 2p^6$.

Решение

Заданная электронная конфигурация внешнего энергетического уровня $2s^22p^6$ означает, что на втором энергетическом уровне ($n=2$) находится 8 электронов ($2+6=8$). Это полностью заполненный внешний уровень, который является очень стабильным и характерен для благородных газов. Полная электронная конфигурация таких частиц будет $1s^22s^22p^6$, что соответствует 10 электронам в сумме. Задача состоит в том, чтобы найти все частицы (нейтральные атомы и ионы), которые имеют ровно 10 электронов.

1. Нейтральный атом.
Нейтральный атом содержит одинаковое количество протонов и электронов. Следовательно, искомый атом должен иметь 10 протонов, что соответствует порядковому номеру Z=10. Этим элементом является благородный газ неон ($Ne$).

2. Анионы (отрицательно заряженные ионы).
Анионы образуются, когда нейтральные атомы принимают один или несколько электронов. Чтобы в итоге иметь 10 электронов, исходные атомы должны иметь порядковый номер меньше 10. Это элементы конца 2-го периода:
- Атом фтора ($F$, Z=9) имеет конфигурацию $1s^22s^22p^5$. Принимая один электрон, он образует ион фторида $F^-$ с конфигурацией $1s^22s^22p^6$.
- Атом кислорода ($O$, Z=8) имеет конфигурацию $1s^22s^22p^4$. Принимая два электрона, он образует ион оксида $O^{2-}$ с конфигурацией $1s^22s^22p^6$.
- Атом азота ($N$, Z=7) имеет конфигурацию $1s^22s^22p^3$. Принимая три электрона, он образует ион нитрида $N^{3-}$ с конфигурацией $1s^22s^22p^6$.

3. Катионы (положительно заряженные ионы).
Катионы образуются, когда нейтральные атомы теряют электроны со своего внешнего уровня. Чтобы после потери электронов у частицы осталось 10, исходный атом должен иметь более 10 протонов. Это элементы начала 3-го периода:
- Атом натрия ($Na$, Z=11) имеет конфигурацию $1s^22s^22p^63s^1$. Теряя один электрон с третьего уровня, он образует катион натрия $Na^+$ с конфигурацией $1s^22s^22p^6$.
- Атом магния ($Mg$, Z=12) имеет конфигурацию $1s^22s^22p^63s^2$. Теряя два электрона, он образует катион магния $Mg^{2+}$ с конфигурацией $1s^22s^22p^6$.
- Атом алюминия ($Al$, Z=13) имеет конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^1$. Теряя три внешних электрона, он образует катион алюминия $Al^{3+}$ с конфигурацией $1s^22s^22p^6$.

Все перечисленные частицы имеют одинаковую электронную конфигурацию и называются изоэлектронным рядом неона.

Ответ: $N^{3-}, O^{2-}, F^-, Ne, Na^+, Mg^{2+}, Al^{3+}$.