§ 2. Строение электронных оболочек атомов

1. Сколько электронов может располагаться на одной орбитали?

На одной орбитали может располагаться не более двух электронов.

2. Сколько орбиталей имеется на первом и на втором энергетических уровнях соответственно?

На первом энергетическом уровне имеется 1 орбиталь, на втором — 4 орбитали.

3. Определите степени окисления элементов в следующих соединениях: HF, H2SO4, H2, NH3, CH4.

H+1F1\mathrm{{H^{+1}}F^{-1}}

H+12S+6O24\mathrm{{H^{+1}}_2S^{+6}{O^{-2}}_4}

H02\mathrm{{H^{0}}_2}

N3H+13\mathrm{N^{-3}{H^{+1}}_3}

C4H+14\mathrm{C^{-4}{H^{+1}}_4}

4. Почему бериллий, имеющий электронную конфигурацию 1s2 2s2, является активным металлом, тогда как гелий с похожей электронной конфигурацией внешнего энергетического уровня (1s2) — благородным газом?

Бериллий в отличие от гелия имеет незавершенный внешний энергетический уровень, поскольку он имеет, кроме ss-подуровня, pp-подуровень.

5. В чём уникальность строения атома углерода, позволяющего ему быть основой для молекул миллионов органических соединений?

На внешнем энергетическом уровне атома углерода 4 электрона, он заполнен наполовину, следовательно, атому углерода выгоднее не отдавать или принимать электроны, а образовывать ковалентные связи с другим атомом углерода. Это приводит к тому, что атомы углерода объединяются в цепи и циклы различных размеров.

6. Химический элемент, электронная конфигурация которого …2s 2 2p2 , образует оксид, массовая доля кислорода в котором равна 72,7 %. Приведите химический символ элемента и формулу оксида.

Дано: ω(C)=72.7%=0.727\mathrm{\omega (C) = 72.7\% = 0.727}

Найти: C2Ox\mathrm{C_2O_x}

Решение:

Данная электронная конфигурация принадлежит атому углерода - C.

ω(O)\mathrm{\omega (O)} = xM(O)xM(O)+yM(C)\mathrm{\dfrac{x \cdot M(O)}{{x \cdot M(O)}+{y \cdot M(C)}}}

Пусть x=1x = 1, тогда 0.727=1626+12y0.727=\dfrac{16}{26+12y};

y0.5.y\approx 0.5.

Для индексов возможны только натуральные значения, следовательно:

y=12=2.y=1\cdot 2=2.

Формула оксида CO2\mathrm{CO_2}.

Ответ: CO2\mathrm{CO_2}.

7. Какие из приведённых электронных конфигураций соответствуют основному состоянию атома, а какие — возбуждённому: а) 1s2 2s2 2p2; б) 1s2 2s1 2p2; в) 1s2 2s2 2p5; г) 1s2 2s2 2p6; д) 1s2 2s1 2p3?

Основному состоянию соответствуют конфигурации из пунктов а), в) и г); возбужденному — б), д).