Тема 1. Періодичний закон і Періодична система хімічних елементів. Будова атома

§ 14. Будова електронних оболонок атомів і структура Періодичної системи

Пояснення

За будовою електронних оболонок хімічні елементи поділяють на s-, р-, d- та f-елементи.

Кожний період починається двома s-елементами і закінчується шістьма p-елементами. У кожному періоді, починаючи з четвертого, між s і p-елементами розміщені по 10 d-елементів.

1. Кожний енергетичний рівень позначають числом n. Число енергетичних підрівнів на енергетичному рівні дорівнює номеру цього рівня. Отже:

а) перший рівень складається тільки з s-підрівня;

б) другий рівень складається тільки з s- та р-підрівнів;

в) третій рівень складається тільки з s-, р- та d-підрівнів.

2. Електронними аналогами Нітрогену є хімічні елементи V-a групи, вони містять 5 електронів на останньому енергетичному рівні.

Електронна конфігурація Арсену: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³.

3. До головних підгруп належать тільки s- і p-елементи, у яких заповнюється зовнішній енергетичний рівень, а до побічних підгруп належать тільки d-елементи, у яких заповнюється передостанній електронний шар.

4. а) Якщо в атомах хімічного елемента останнім заповнюється s-підрівень, то такі елементи належать до s-елементів. Відповідно, у s-елементів четвертого періоду останнім заповнюється 4s-підрівень;

б) у p-елементів п’ятого періоду останнім заповнюється 5р-підрівень;

в) у s-елементів третього періоду останнім заповнюється 3s-підрівень;

г) у p-елементів другого періоду останнім заповнюється 2р-підрівень.

5. Число пар електронів дорівнює числу неспарених електронів у Карбону і Літію.

Карбон С

Два неспарених електрони, дві пари електронів.

Літій Li

Один неспарений електрон, одна пара електронів.

6. № 11, Na 1s²2s²2p⁶3s¹;

№ 14, Si 1s²2s²2p⁶3s²3p².

7. У другому періоді на зовнішньому рівні мають один неспарений електрон металічний елемент Літій і неметалічний елемент Флуор.

8. В атомах елементів:

№ 3 Li заповнюється електронами 2s-підрівень;

№ 9 F заповнюється електронами 2р-підрівень;

№ 16 S заповнюється електронами 3р-підрівень.

9. № 15, Р Фосфор, неметалічний хімічний елемент, тому що він перебуває в довгому варіанті періодичної системи справа від ламаної лінії (від Бору до Астату) і на зовнішньому енергетичному рівні має 5 електронів. Формула вищого оксиду Р₂O₅, гідратів НРO₃, Н₃РO₄.

Фосфор Р

[Ne] 3s²3p³

10. Електронним аналогом Магнію, елемента з порядковим номером 12, у другому періоді є Берилій. На зовнішньому енергетичному рівні ці елементи мають 2 електрони.

12. a) 1s²2s²2p³ — Нітроген N;

б) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ — Аргон Аr;

в) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² — Кальцій Ca.

13. а) ...3s²3p¹ — Алюміній, Al;

б) ...3s²3p³ — Фосфор P;

в) ...3s¹ — Натрій Na;

r) ...4s² — Кальцій Ca.

14. В атомах Берилію, Магнію та Кальцію, що розташовані в другій групі Періодичної системи, на зовнішньому рівні міститься по два електрони на s-орбіталях.

15. а) Арсен As, електронна формула [Аr] 3d¹⁰4s²4p³ — містить на зовнішньому електронному рівні 5 електронів;

б) Станум Sn, електронна формула [Kr] 4d¹⁰5s²5p² — містить на зовнішньому електронному рівні 4 електрони;

в) Барій Ва, електронна формула [Хе] 6s² — містить на зовнішньому електронному рівні 2 електрони.