Номер 1265, страница 195 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1265. Составьте формулы электронных конфигураций для атомов лития, алюминия, кальция и ионов магния и кальция.

Электронная конфигурация атома или иона описывает распределение электронов по электронным оболочкам и подоболочкам. Для составления формул используется порядковый номер элемента в Периодической системе Д. И. Менделеева, который равен числу протонов в ядре и, для нейтрального атома, числу электронов. Заполнение орбиталей электронами происходит в порядке возрастания их энергии согласно принципу наименьшей энергии (правилу Клечковского).

Атом лития

Литий (Li) имеет порядковый номер 3, следовательно, в его нейтральном атоме содержится 3 электрона. Распределение этих электронов по орбиталям происходит следующим образом: первые два электрона занимают первую s-орбиталь ($1s^2$), а оставшийся третий электрон занимает вторую s-орбиталь ($2s^1$). Таким образом, полная электронная конфигурация атома лития выглядит так: $1s^22s^1$.

Ответ: $1s^22s^1$.

Атом алюминия

Алюминий (Al) находится под номером 13 в Периодической системе, что означает наличие 13 электронов в его атоме. Электроны заполняют орбитали в следующем порядке: $1s^2$ (2 электрона), $2s^2$ (2 электрона), $2p^6$ (6 электронов). На данный момент заполнено 10 электронов. Оставшиеся 3 электрона располагаются на третьем энергетическом уровне: $3s^2$ (2 электрона) и $3p^1$ (1 электрон). Полная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^1$.

Ответ: $1s^22s^22p^63s^23p^1$.

Атом кальция

Кальций (Ca) имеет порядковый номер 20, следовательно, в его атоме 20 электронов. Заполнение орбиталей до 18-го электрона соответствует конфигурации благородного газа аргона: $1s^22s^22p^63s^23p^6$. Согласно правилу Клечковского, 4s-подуровень имеет меньшую энергию, чем 3d-подуровень, поэтому следующие два электрона занимают его. Таким образом, электронная конфигурация кальция: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$.

Ответ: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$.

Ион магния

Атом магния (Mg) имеет порядковый номер 12, его электронная конфигурация — $1s^22s^22p^63s^2$. Ион магния $Mg^{2+}$ образуется в результате потери атомом магния двух электронов с внешнего (третьего) энергетического уровня. Таким образом, у иона $Mg^{2+}$ остается 10 электронов (12 - 2 = 10). Его электронная конфигурация становится такой же, как у благородного газа неона (Ne): $1s^22s^22p^6$.

Ответ: $1s^22s^22p^6$.

Ион кальция

Атом кальция (Ca) имеет порядковый номер 20 и конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$. При образовании иона $Ca^{2+}$ атом кальция теряет два электрона с внешнего (четвертого) энергетического уровня. В результате у иона $Ca^{2+}$ остается 18 электронов (20 - 2 = 18). Его электронная конфигурация становится идентичной конфигурации благородного газа аргона (Ar): $1s^22s^22p^63s^23p^6$.

Ответ: $1s^22s^22p^63s^23p^6$.