Задание №1 — Теоретические основы химии
Определите, катионы каких двух из указанных в ряду элементов имеют конфигурацию внешнего энергетического уровня 2s22p6.
Запишите номера выбранных элементов.
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:
1) Na 2) Al 3) K 4) Rb 5) N
Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.
Правильный ответ
12
Пояснение
Решение.
Для решения задачи необходимо рассмотреть электронное строение атомов указанных элементов и определить конфигурацию их катионов (положительно заряженных ионов, образующихся при отдаче электронов).
Конфигурация внешнего уровня 2s22p6 соответствует электронной оболочке благородного газа неона (Ne). Всего на этом уровне 8 электронов, а общее число электронов в таком ионе равно 2 (на первом уровне) + 8 (на втором) = 10 электронов.
- Na (натрий). Находится в 3-м периоде, I группе, главной подгруппе. Порядковый номер 11. Электронная конфигурация атома: 1s22s22p63s1. При образовании катиона Na+ атом отдает 1 электрон с внешнего уровня. Конфигурация катиона Na+: 1s22s22p6. Внешним становится второй уровень, его конфигурация 2s22p6. Подходит.
- Al (алюминий). Находится в 3-м периоде, III группе, главной подгруппе. Порядковый номер 13. Электронная конфигурация атома: 1s22s22p63s23p1. При образовании катиона Al3+ атом отдает 3 электрона (все электроны третьего уровня). Конфигурация катиона Al3+: 1s22s22p6. Внешним становится второй уровень, его конфигурация 2s22p6. Подходит.
- K (калий). Находится в 4-м периоде, I группе, главной подгруппе. Порядковый номер 19. Электронная конфигурация атома: 1s22s22p63s23p64s1. При образовании катиона K+ атом отдает 1 электрон. Конфигурация катиона K+: 1s22s22p63s23p6. Внешним является третий уровень. Не подходит.
- Rb (рубидий). Находится в 5-м периоде. При образовании катиона Rb+ внешним станет четвертый уровень (4s24p6). Не подходит.
- N (азот). Находится во 2-м периоде, V группе. Порядковый номер 7. Электронная конфигурация атома: 1s22s22p3. Азот — типичный неметалл, для него характерно принятие электронов с образованием аниона N3- (1s22s22p6). Катионы азота в рамках школьной программы обычно не рассматриваются как стабильные изолированные частицы с пустой p-оболочкой, но даже если предположить отдачу электронов, их конфигурация не будет 2s22p6, так как у самого атома на втором уровне всего 5 электронов. Не подходит.
Таким образом, искомыми элементами являются натрий (1) и алюминий (2).
Ответ: 12
Источник: ФИПИ