Задание №1 — Теоретические основы химии

Решение.

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

1) Ca (кальций). Находится в IV периоде, IIA группе. Порядковый номер 20.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
На внешнем 4s-подуровне находятся 2 электрона, которые образуют пару (↑↓). Неспаренных электронов нет (0).

2) P (фосфор). Находится в III периоде, VA группе. Порядковый номер 15.
Электронная конфигурация внешнего слоя: 3s² 3p³.
На 3s-подуровне 2 электрона (пара), а на 3p-подуровне 3 электрона. Согласно правилу Хунда, они располагаются по одному в каждой из трех p-орбиталей (↑ ↑ ↑). Итого: 3 неспаренных электрона.

3) N (азот). Находится во II периоде, VA группе. Порядковый номер 7.
Электронная конфигурация внешнего слоя: 2s² 2p³.
Аналогично фосфору, на 2p-подуровне находятся 3 электрона, каждый из которых занимает отдельную орбиталь (↑ ↑ ↑). Итого: 3 неспаренных электрона.

4) O (кислород). Находится во II периоде, VIA группе. Порядковый номер 8.
Электронная конфигурация внешнего слоя: 2s² 2p⁴.
На 2p-подуровне 4 электрона. Сначала заполняются три орбитали по одному электрону, затем четвертый электрон образует пару с одним из них (↑↓ ↑ ↑). Итого: 2 неспаренных электрона.

5) Ti (титан). Находится в IV периоде, IVB группе. Порядковый номер 22. Это d-элемент.
Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d².
На внешнем 4s-слое 2 электрона (пара). На предвнешнем 3d-подуровне 2 электрона, которые занимают две разные d-орбитали (↑ ↑ _ _ _). Итого: 2 неспаренных электрона.

Таким образом, три неспаренных электрона содержат атомы фосфора (2) и азота (3).

Ответ: 23

Источник: ФИПИ