Номер 3, страница 13 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Какие электроны называются спаренными, а какие — неспаренными?

Решение

В соответствии с квантово-механической моделью строения атома, электроны располагаются на атомных орбиталях. Атомная орбиталь — это область пространства вокруг ядра, в которой вероятность нахождения электрона наиболее высока. Согласно принципу запрета Паули, на одной атомной орбитали может находиться не более двух электронов, причём они должны иметь противоположные спины. Спин — это собственная квантовая характеристика электрона, которую можно условно представить как его вращение вокруг своей оси. Спин может быть направлен «вверх» (спиновое квантовое число $m_s = +1/2$, обозначается стрелкой ↑) или «вниз» ($m_s = -1/2$, обозначается стрелкой ↓).

На основании этого электроны подразделяются на спаренные и неспаренные.

Спаренные электроны

Спаренными электронами называется пара электронов, занимающая одну и ту же атомную орбиталь. Вследствие принципа Паули, такие электроны всегда имеют антипараллельные (противоположно направленные) спины. Суммарный спин такой пары равен нулю ($+1/2 - 1/2 = 0$), поэтому их магнитные моменты взаимно компенсируются. На электронных диаграммах спаренные электроны изображают в виде двух разнонаправленных стрелок в одной ячейке (квантовой ячейке).

Например, в атоме гелия (He) с электронной конфигурацией $1s^2$ оба электрона находятся на 1s-орбитали и являются спаренными.

Неспаренные электроны

Неспаренным электроном называется электрон, который один находится на атомной орбитали. Такой электрон обладает собственным спином и, следовательно, создает вокруг себя магнитное поле. Атомы и молекулы, имеющие неспаренные электроны, являются парамагнетиками (втягиваются в магнитное поле). Согласно правилу Хунда (правилу максимальной мультиплетности), в пределах одного подуровня электроны сначала по одному занимают все свободные орбитали, имея при этом одинаковый спин, и только затем начинают образовывать пары.

Например, в атоме углерода (C) с электронной конфигурацией $1s^2 2s^2 2p^2$ на p-подуровне находятся два неспаренных электрона, каждый в своей p-орбитали.

Ответ: Спаренные электроны — это два электрона, которые находятся на одной и той же атомной орбитали и имеют противоположные спины. Неспаренный электрон — это электрон, который в одиночку занимает атомную орбиталь.