Задание №1 — Теоретические основы химии

Решение.

Чтобы определить количество неспаренных электронов, необходимо рассмотреть электронную конфигурацию внешнего (или внешнего и предвнешнего для d-элементов) слоя каждого из предложенных элементов в основном состоянии.

1) Cr (хром). Хром является d-элементом 4-го периода. У него наблюдается явление «провала» электрона. Электронная конфигурация внешнего и предвнешнего слоев: ...3d⁵4s¹. На 3d-подуровне 5 неспаренных электронов и на 4s-подуровне 1 неспаренный электрон. Итого: 5 + 1 = 6 неспаренных электронов.

2) Si (кремний). Элемент III периода, IV группы, главной подгруппы (p-элемент). Конфигурация внешнего слоя: 3s²3p². На 3s-подуровне электроны спарены, а на 3p-подуровне (согласно правилу Хунда) 2 электрона занимают разные орбитали и являются неспаренными. Итого: 2 неспаренных электрона.

3) Sc (скандий). d-элемент 4-го периода. Конфигурация внешнего и предвнешнего слоев: ...3d¹4s². На 4s-подуровне электроны спарены, а на 3d-подуровне находится 1 неспаренный электрон. Итого: 1 неспаренный электрон.

4) O (кислород). Элемент II периода, VI группы, главной подгруппы (p-элемент). Конфигурация внешнего слоя: 2s²2p⁴. На 2p-подуровне 3 орбитали. Сначала они заполняются по одному электрону (3 неспаренных), а четвертый электрон образует пару с одним из них. Остается 2 неспаренных электрона. Итого: 2 неспаренных электрона.

5) N (азот). Элемент II периода, V группы, главной подгруппы (p-элемент). Конфигурация внешнего слоя: 2s²2p³. На 2p-подуровне 3 электрона, каждый из которых занимает отдельную орбиталь. Итого: 3 неспаренных электрона.

Сравнивая полученные результаты, видим, что одинаковое число неспаренных электронов (по два) имеют кремний (2) и кислород (4).

Ответ: 24

Источник: ФИПИ