Номер 2, страница 76 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Как определить ёмкость электронного слоя по его номеру?

Ёмкость электронного слоя, то есть максимальное число электронов ($N$), которое может находиться на данном энергетическом уровне, определяется его номером ($n$), также известным как главное квантовое число.

Для определения этой ёмкости используется простая формула, выведенная из принципов квантовой механики.

Решение

Максимальное число электронов на электронном слое вычисляется по формуле:

$N = 2n^2$

где $N$ – максимальное число электронов в слое (ёмкость слоя), а $n$ – номер электронного слоя (главное квантовое число, $n = 1, 2, 3, \ldots$).

Этот закон объясняется тем, что каждый электронный слой с номером $n$ содержит $n^2$ атомных орбиталей. Согласно принципу Паули, на каждой орбитали может разместиться не более двух электронов (с противоположными спинами). Таким образом, общая ёмкость слоя равна $2 \times n^2$.

Примеры расчета:

Для первого электронного слоя ($n=1$): ёмкость $N = 2 \times 1^2 = 2 \times 1 = 2$ электрона. Этот слой состоит из одной s-орбитали.

Для второго электронного слоя ($n=2$): ёмкость $N = 2 \times 2^2 = 2 \times 4 = 8$ электронов. Этот слой состоит из одной s-орбитали и трех p-орбиталей.

Для третьего электронного слоя ($n=3$): ёмкость $N = 2 \times 3^2 = 2 \times 9 = 18$ электронов. Этот слой состоит из одной s-, трех p- и пяти d-орбиталей.

Для четвертого электронного слоя ($n=4$): ёмкость $N = 2 \times 4^2 = 2 \times 16 = 32$ электрона. Этот слой состоит из одной s-, трех p-, пяти d- и семи f-орбиталей.

Важно отметить, что эта формула определяет теоретическую максимальную ёмкость. В реальных атомах внешний электронный слой (валентный) не содержит более 8 электронов (правило октета), а предпоследний — не более 18, что связано с энергетической стабильностью электронных конфигураций.

Ответ: Ёмкость электронного слоя определяется по формуле $N = 2n^2$, где $n$ – номер слоя. Чтобы найти максимальное число электронов, нужно номер слоя возвести в квадрат и умножить на два.