Задание №1 — Теоретические основы химии

Решение.

Для того чтобы определить количество неспаренных d-электронов, необходимо составить электронные конфигурации атомов указанных элементов в основном состоянии. Нас интересует только заполнение d-подуровня внешнего или предвнешнего слоя.

1) Cr (хром). Порядковый номер 24. Хром является d-элементом 4-го периода. Для него характерен «провал» (проскок) электрона с 4s- на 3d-подуровень для достижения более устойчивого состояния.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵.
На 3d-подуровне находится 5 электронов. Согласно правилу Хунда, они располагаются по одному в каждой из пяти d-орбиталей.
Число неспаренных d-электронов = 5.

2) P (фосфор). Порядковый номер 15. Это p-элемент 3-го периода.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³.
У фосфора в основном состоянии d-подуровень полностью пуст.
Число неспаренных d-электронов = 0.

3) Al (алюминий). Порядковый номер 13. Это p-элемент 3-го периода.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹.
У алюминия в основном состоянии d-подуровень также пуст.
Число неспаренных d-электронов = 0.

4) Mn (марганец). Порядковый номер 25. Это d-элемент 4-го периода.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵.
На 3d-подуровне находится 5 электронов. Они занимают пять d-орбиталей по одному.
Число неспаренных d-электронов = 5.

5) S (сера). Порядковый номер 16. Это p-элемент 3-го периода.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴.
У серы в основном состоянии d-подуровень пуст.
Число неспаренных d-электронов = 0.

Сравним результаты:
Хром (Cr) — 5 неспаренных d-электронов.
Марганец (Mn) — 5 неспаренных d-электронов.
У остальных элементов (P, Al, S) неспаренных d-электронов нет (0), однако в заданиях подобного типа обычно ищут элементы, у которых d-подуровень находится в процессе заполнения. Одинаковое ненулевое число неспаренных d-электронов имеют хром и марганец.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ