Задание №1 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи нам необходимо сравнить количество s-электронов в атоме неона и в ионах предложенных элементов.

1. Сначала определим количество s-электронов в атоме неона (Ne). Порядковый номер неона — 10. Его электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶. Считаем электроны на s-орбиталях: 2 (на 1s) + 2 (на 2s) = 4 s-электрона.

2. Теперь проанализируем предложенные элементы и их наиболее устойчивые ионы, чтобы найти те, у которых также 4 s-электрона:

• 1) Фтор (F). Порядковый номер 9. Конфигурация атома: 1s² 2s² 2p⁵. Фтор — типичный неметалл, образует ион F⁻, принимая один электрон: 1s² 2s² 2p⁶. Количество s-электронов: 2 + 2 = 4. Подходит.
• 2) Магний (Mg). Порядковый номер 12. Конфигурация атома: 1s² 2s² 2p⁶ 3s². Магний — металл IIА группы, образует ион Mg²⁺, отдавая два внешних электрона: 1s² 2s² 2p⁶. Количество s-электронов: 2 + 2 = 4. Подходит.
• 3) Бром (Br). Порядковый номер 35. Конфигурация атома: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵. Ион Br⁻ имеет еще больше электронов. В любом случае, у него заполнены уровни 1s, 2s, 3s и 4s, что дает 8 s-электронов. Не подходит.
• 4) Цинк (Zn). Порядковый номер 30. Конфигурация атома: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. При образовании иона Zn²⁺ уходят электроны с 4s-подуровня. Остаются электроны на 1s, 2s и 3s. Итого 2 + 2 + 2 = 6 s-электронов. Не подходит.
• 5) Водород (H). Порядковый номер 1. Конфигурация атома: 1s¹. Ион H⁺ вообще не имеет электронов, а ион H⁻ имеет конфигурацию 1s² (2 s-электрона). Не подходит.

Таким образом, ионы фтора (F⁻) и магния (Mg²⁺) имеют по 4 s-электрона, как и атом неона.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ