Номер 2, страница 227 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

2. Составьте формулу электронной конфигурации и электронно-графическую схему кремния в основном и в одном из возбуждённых состояний.

Кремний (Si) — химический элемент с порядковым номером 14. Он расположен в 3-м периоде, IVА группе Периодической системы химических элементов. Атом кремния содержит 14 протонов в ядре и 14 электронов на электронных оболочках.

Кремний в основном состоянии

В основном, или невозбуждённом, состоянии электроны атома кремния занимают орбитали с наименьшей возможной энергией в соответствии с принципом Паули и правилом Хунда. Распределение 14 электронов по энергетическим уровням и подуровням приводит к следующей электронной конфигурации:

Полная формула электронной конфигурации: $1s^22s^22p^63s^23p^2$.

Электронно-графическая схема показывает распределение электронов по орбиталям (квантовым ячейкам) внешнего энергетического уровня (в данном случае, n=3). На 3s-подуровне находится спаренная пара электронов, а на 3p-подуровне, согласно правилу Хунда, два электрона занимают разные орбитали и имеют параллельные спины.

Электронно-графическая схема валентных электронов:

В основном состоянии у атома кремния есть два неспаренных электрона, что позволяет ему проявлять валентность II.

Ответ: Электронная конфигурация кремния в основном состоянии — $1s^22s^22p^63s^23p^2$. Электронно-графическая схема валентного уровня: $3s^2$ (одна ячейка с двумя спаренными электронами ↑↓) и $3p^2$ (две ячейки с одним неспаренным электроном в каждой ↑, ↑ и одна пустая ячейка).

Кремний в возбуждённом состоянии

Для образования четырёх ковалентных связей, что характерно для кремния, атому необходимо иметь четыре неспаренных электрона. Это достигается при переходе атома в возбуждённое состояние. При поглощении энергии один из электронов с 3s-подуровня "перескакивает" на свободную орбиталь 3p-подуровня, так как разница в энергии между ними невелика.

Формула электронной конфигурации в возбуждённом состоянии (обозначается Si*): $1s^22s^22p^63s^13p^3$.

В результате этого перехода на внешнем уровне оказывается четыре неспаренных электрона, каждый из которых занимает отдельную орбиталь.

Электронно-графическая схема валентных электронов в возбуждённом состоянии:

В этом состоянии атом кремния может образовывать четыре химические связи, проявляя валентность IV.

Ответ: Электронная конфигурация кремния в возбуждённом состоянии — $1s^22s^22p^63s^13p^3$. Электронно-графическая схема валентного уровня: $3s^1$ (одна ячейка с одним неспаренным электроном ↑) и $3p^3$ (три ячейки, в каждой из которых по одному неспаренному электрону ↑, ↑, ↑).