По традиции учебный год начинается со строения атома и одновременно с этим возникает масса вопросов об электронном строении не только атомов, но и ионов.
Давайте вспомним, что число электронов в атоме равняется его порядковому номеру в периодической таблице. Электронное строение атома описывают при помощи электронных облаков (орбиталей). Необходимо помнить последовательность заполнения орбиталей (по энергии орбиталей):
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ и т.д.
*Если 3d-орбиталь заполняется полностью, то она понижает свою энергию и становится на свое место 1s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²...
А если нам необходимо записать электронную конфигурацию иона, то как это сделать?
Для начала необходимо оценить какой именно ион у нас - катион или анион.
- Катионы (положительно заряженные ионы) образуются, когда отнимаем электроны от атома.
- Анионы (отрицательно заряженные ионы) образуются, когда атом принимает электроны.
Возьмем для примера сначала катион элемента.
Далее стоит определить в какой подгруппе стоит наш элемент главной или побочной. У элементов главных подгрупп валентные электроны находятся либо на s-орбитали, либо на s- и p-орбиталях. Если у элемента только s-орбиталь, то электрон/электроны будут уходить с нее, а если у элемента есть s- и p-орбитали, то электроны сначала будут уходить с p-орбиталей, а потом только с s-орбитали. При этом сначала будут уходить электроны из пар, а потом только те, которые стоят по одному. Рассмотрим на примере:
У элементов побочных подгрупп валентные электроны находятся на s-орбитали и d-орбиталях. При образовании катионов сначала будут уходить электроны с s-орбитали, а потом уже с d-орбиталей. Рассмотрим на примере:
Теперь давайте разберем несколько заданий №1.
Пример №1:
Для того, чтобы сделать это задание не обязательно расписывать электронную конфигурацию. Определим число электронов в ионе Ca²⁺. Для этого посмотрим на число электронов у кальция (порядковый номер элемента), это будет 20, затем рассчитаем число электронов уже в ионе. Если заряд иона +2, значит от кальция отняли 2 электрона и в нашем ионе осталось 18 электронов.
Нам необходимо найти такие анионы у элементов, в которых будет тоже по 18 электронов.
Теперь вспомним у каких элементов есть анионы (для упрощения мы будем рассматривать их как отрицательные степени окисления):
1. у Аl нет отрицательных степеней окисления.
2. у As есть -3.
3. у S есть -2.
4. у Cl есть -1.
5. у N есть -3.
Рассчитаем число электронов (к электронам атома будем добавлять число заряда):
2. As⁻³ =33+3 =36 электронов - не подходит.
3. S⁻² =16+2=18 электронов - подходит.
4. Cl⁻¹ =17+1=18 электронов - подходит.
5. N⁻³ =7+3 =10 электронов - не подходит.
Ответ: 34
Пример №2:
Определим число электронов в ионе F⁻. Для этого посмотрим на число электронов у фтора (порядковый номер элемента), это будет 9, затем рассчитаем число электронов в ионе. Если заряд иона -1, значит фтор принял 1 электрон и в ионе стало 10 электронов.
Нам необходимо найти такие катионы у элементов, в которых будет тоже по 10 электронов.
Теперь вспомним у каких элементов есть катионы (для упрощения мы будем рассматривать их как положительные степени окисления):
1. у Аl есть +3.
2. у Li есть +1.
3. у He нет.
4. у Br есть +7 (остальные не будем рассматривать) .
5. у Na есть +1.
Рассчитаем число электронов (от электронов атома будем отнимать число заряда):
1. Аl⁺³ =13-3 =10 электронов - подходит.
2. Li⁺¹ =3-1 =2 электрона - не подходит.
4. Br⁺⁷ =35-7 =28 электронов - не подходит.
5. Na⁺¹ =11-1 =10 электронов - подходит.
Ответ: 15
Больше заданий №1 можно найти по ссылке в телеграмм-канале.
Успехов в выполнении задания!