Номер 1, страница 73 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Как изменяются электронные оболочки атома при увеличении заряда ядра атома на единицу?

Решение

Увеличение заряда ядра атома на единицу означает, что число протонов в ядре, а следовательно, и порядковый номер элемента ($Z$) в периодической системе Д.И. Менделеева, увеличивается на 1. Это соответствует переходу от одного химического элемента к следующему за ним в таблице. Поскольку атом в целом электронейтрален, увеличение положительного заряда ядра на единицу должно быть скомпенсировано увеличением числа электронов в электронной оболочке также на единицу.

Изменения, происходящие с электронными оболочками, можно описать несколькими ключевыми пунктами:

1. Добавление электрона и изменение электронной конфигурации. Дополнительный электрон занимает наиболее энергетически выгодное положение — свободную атомную орбиталь с наименьшей энергией, в соответствии с принципом наименьшей энергии (правилом Клечковского) и принципом Паули.
Например, при переходе от лития ($Li$, $Z=3$, конфигурация $1s^22s^1$) к бериллию ($Be$, $Z=4$), новый электрон занимает ту же $2s$-орбиталь, и конфигурация становится $1s^22s^2$.
При переходе от неона ($Ne$, $Z=10$, конфигурация $1s^22s^22p^6$) к натрию ($Na$, $Z=11$), внешний слой неона уже завершен, поэтому новый электрон начинает заполнять следующий, третий энергетический уровень, и конфигурация становится $1s^22s^22p^63s^1$.

2. Сжатие электронных оболочек. С увеличением заряда ядра ($Z$) сила электростатического притяжения между ядром и каждым электроном возрастает. Это приводит к тому, что все электронные оболочки, как внешние, так и внутренние, сильнее притягиваются к ядру. В результате радиус атома уменьшается (это особенно заметно при движении по периоду периодической системы слева направо).

Таким образом, при увеличении заряда ядра на единицу происходит как качественное изменение (меняется электронная конфигурация), так и количественное (оболочки сжимаются, радиус атома уменьшается).

Ответ: При увеличении заряда ядра атома на единицу в его электронную оболочку добавляется один электрон, который занимает самую низкую по энергии свободную орбиталь, изменяя электронную конфигурацию атома. Одновременно с этим, из-за усиления притяжения к более положительному ядру, все электронные оболочки сжимаются, что приводит к уменьшению радиуса атома.