Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов: s-, p- и d-элементы. Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденное состояние атомов

В структуре данного блока выделяют четыре содержательные линии:

• Современные представления о строении атома.

• Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.

• Химическая связь и строение вещества.

• Химическая реакция.

Для каждой из этих линий указаны проверяемые элементы содержания (см. таблицу 1).

Таблица 1

Проверяемые элементы содержания	Уровень сложности задания, проверяющего усвоение элемента содержания
Современные представления о строении атома
Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов: s-, р- и d-элементы. Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденное состояние атомов	Б
Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
Закономерности изменения свойств элементов и их соединений по периодам и группам	Б
Химическая связь и строение вещества
Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов.	Б, П
Ковалентная химическая связь, её разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь.	Б
Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Тип кристаллической решетки. Зависимость свойств веществ от их состава и строения.	Б
Химическая реакция
Классификация химических реакций в неорганической и органической химии.	Б
Скорость реакции, её зависимость от различных факторов.	Б
Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов.	П
Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты.	Б
Реакции ионного обмена.	Б
Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная.	П
Реакции окислительно-восстановительные. Коррозия металлов и способы защиты от неё.	П, В
Электролиз расплавов и растворов солей, щелочей, кислот.	П

Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов: s-, p- и d-элементы. Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденное состояние атомов

Задания с комментариями и решениями

Пример 1. Из указанных в ряду химических элементов выберите два элемента, атомы которых имеют на внешнем энергетическом уровне в основном состоянии неспаренные электроны.

1) Be

2) Si

3) Аr

4) Mg

5) Al

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Атом бериллия имеет конфигурацию внешнего электронного слоя 2s² (два электрона на одной атомной орбитали спарены). Аналогичную электронную конфигурацию (3s²) имеет атом магния. В атоме аргона на внешнем уровне 8 электронов, образующих четыре электронные пары: 3s²3p⁶. В атоме кремния на внешнем уровне четыре электрона: 3s²3p², два из них являются неспаренными. Элемент IIIА группы алюминий на внешнем уровне имеет три электрона 3s²3p¹, при этом электрон, находящийся на p-орбитали, является неспаренным.

Ответ: 25

Пример 2. Какие из указанных ионов имеют электронную конфигурацию инертного газа?

1) Сr³⁺

2) Сl^-

3) Сu²⁺

4) Na⁺

5) Fe²⁺

Атомы инертных газов имеют завершенный внешний энергетический уровень: 1s²(He) или ns²nр⁶, т.е. содержащий 8 внешних электронов. В условии задания указаны положительно заряженные ионы хрома, меди и железа, которые относят к 3d-элементам. Число электронов в этих частицах равно, соответственно 21, 27 и 24, что не соответствует ни одному из инертных газов. Атом хлора на внешнем уровне содержит 7 электронов (3s²3p⁵), соответственно хлорид-ион содержит 8 электронов и имеет строение внешнего уровня 3s²3p⁶. Именно таково строение внешнего уровня инертного газа - аргона. Электронная конфигурация атома натрия 1s²2s²2p⁶3s¹. Катион натрия содержит на один электрон меньше. Строение внешнего уровня катиона натрия совпадает со строением внешнего уровня инертного газа-неона (1s²2s²2p⁶).

Ответ: 24

Пример 3. Из указанных в ряду химических элементов выберите два элемента, имеющих сходную конфигурацию внешнего энергетического уровня.

1) Rb

2) Р

3) Mg

4) Сr

5) Аl

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Рубидий является элементом пятого периода IA группы. Электронная конфигурация внешнего слоя его атома 5s¹. Фосфор, магний и алюминий - также элементы A-групп. Число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов равно номеру группы:

Р 3s²3p³

Mg 3s²

Al 3s²3p¹

Атом хрома является d-элементом. На внешнем энергетическом уровне атомов d-элементов находится не более двух электронов. У атома хрома из-за «провала» электрона на внешнем энергетическом уровне находится только один электрон 4s¹. Таким образом, сходную конфигурацию внешнего энергетического уровня имеют атомы хрома и рубидия.

Ответ: 14

Пример 4. Какие из указанных ионов имеют электронную конфигурацию атома гелия?

1) Аl³⁺

2) Н^-

3) С⁺²

4) О^2-

5) Li⁺

Атом гелия, расположенный в 1-м периоде VIIIА группе имеет конфигурацию 1s². Среди предложенных ионов только гидрид-ион Н^- и-катион лития содержат на внешнем 1s уровне два электрона. Электронные конфигурации остальных ионов отличаются от конфигурации атома гелия:

Ответ: 25

Задания для самостоятельной работы

1. Из указанных в ряду ионов выберите два иона, имеющих электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

1) Fe²⁺

2) S^2-

3) Al³⁺

4) N^3-

5) Са²⁺

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ:

2. Из указанных в ряду частиц выберите два атома или иона, которым соответствует электронная формула внешнего электронного слоя 3s²3р⁶.

1) Na⁰

2) Аr⁰

3) К⁺

4) О^2-

5) Li⁺

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ:

3. Из указанных в ряду элементов выберите два элемента, атомы которых в основном состоянии имеют электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня ж²пр\

1) Li

2) Аl

3) Сu

4) В

5) Fe

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ:

4. Из указанных в ряду элементов выберите два элемента, атомы которых в основном состоянии имеют только один неспаренный электрон.

1) Ва

2) Fe

3) Сu

4) F

5) S

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ:

5. Определите, какие из приведенных электронных конфигураций соответствуют возбуждённому состоянию атомов.

Ответ:

6. Определите, атомы каких из перечисленных элементов в основном состоянии содержат на внешнем энергетическом уровне неспаренные электроны.

1) фтор

2) цинк

3) кальций

4) магний

5) алюминий

Ответ:

7. Среди указанных частиц выберите две частицы, которые содержат одинаковое число электронов.

Запишите в поле ответа номера выбранных частиц.

Ответ:

8. У каких элементов, указанных в ряду, наиболее распространённые изотопы имеют равное число протонов и нейтронов.

1) Са

2) F

3) Аl

4) Si

5) Na

Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Ответ: