Задание №1 — Теоретические основы химии
Определите элементы, атомы которых в основном состоянии содержат одинаковое число неспаренных электронов.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:
1) Sc 2) F 3) N 4) C 5) Ca
Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.
Правильный ответ
12
Пояснение
Решение.
Чтобы определить количество неспаренных электронов, необходимо рассмотреть электронную конфигурацию внешнего (или внешнего и предвнешнего для d-элементов) электронного слоя каждого из предложенных элементов в основном состоянии.
1) Sc (скандий). Порядковый номер 21. Это d-элемент 4-го периода. Его электронная конфигурация: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1. На внешнем 4s-подуровне 2 электрона (они спарены), а на предвнешнем 3d-подуровне находится 1 электрон.
Число неспаренных электронов = 1.
2) F (фтор). Порядковый номер 9. Элемент VIIA группы 2-го периода. Конфигурация: 1s2 2s2 2p5. На p-подуровне 3 орбитали. Согласно правилу Хунда, сначала заполняются все три орбитали по одному электрону, затем добавляются оставшиеся два. В итоге: две пары электронов и один неспаренный электрон.
Число неспаренных электронов = 1.
3) N (азот). Порядковый номер 7. Элемент VA группы 2-го периода. Конфигурация: 1s2 2s2 2p3. На p-подуровне 3 электрона, каждый из которых занимает отдельную орбиталь.
Число неспаренных электронов = 3.
4) C (углерод). Порядковый номер 6. Элемент IVA группы 2-го периода. Конфигурация: 1s2 2s2 2p2. На p-подуровне 2 электрона, они занимают две разные орбитали и являются неспаренными.
Число неспаренных электронов = 2.
5) Ca (кальций). Порядковый номер 20. Элемент IIA группы 4-го периода. Конфигурация: ...3s2 3p6 4s2. На внешнем 4s-подуровне 2 электрона, они образуют пару.
Число неспаренных электронов = 0.
Сравнивая полученные результаты, видим, что одинаковое число неспаренных электронов (по одному) имеют скандий (1) и фтор (2).
Ответ: 12
Источник: ФИПИ