Номер 4, страница 15 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Почему бериллий, имеющий электронную конфигурацию $1s^22s^2$, является активным металлом, тогда как гелий с похожей электронной конфигурацией внешнего энергетического уровня $(1s^2)$ — благородным газом?

Различие в свойствах бериллия и гелия, несмотря на кажущуюся схожесть конфигураций их внешних электронов ($s^2$), объясняется тем, к какому энергетическому уровню эти электроны относятся и является ли этот уровень завершенным.

У атома гелия (He) электронная конфигурация $1s^2$. Его валентные электроны находятся на первом энергетическом уровне (главное квантовое число $n=1$). Первый энергетический уровень может вместить максимум два электрона, и он у гелия полностью заполнен. Такая конфигурация является чрезвычайно стабильной, так как образует завершенную электронную оболочку. Для отрыва электрона от атома гелия требуется очень большая энергия (высокая энергия ионизации), что обуславливает его химическую инертность. Поэтому гелий является благородным газом.

У атома бериллия (Be) электронная конфигурация $1s^22s^2$. Его валентные электроны находятся на втором энергетическом уровне ($n=2$). Хотя $2s$-подуровень у бериллия заполнен, весь второй энергетический уровень, который также включает в себя $2p$-подуровень (способный вместить 6 электронов), не является завершенным. До полного заполнения внешнего уровня не хватает шести электронов.

Валентные электроны бериллия ($2s^2$) находятся дальше от ядра, чем электроны гелия, и экранируются от притяжения ядра внутренним электронным слоем ($1s^2$). Это ослабляет их связь с ядром, что приводит к значительно более низкой энергии ионизации по сравнению с гелием. Бериллий стремится отдать свои два валентных электрона, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации иона $Be^{2+}$ ($1s^2$), которая идентична конфигурации атома гелия. Способность легко отдавать электроны и образовывать положительные ионы является характерным свойством активных металлов.

Ответ: Ключевое различие заключается в том, что у гелия конфигурация $1s^2$ представляет собой полностью завершенный первый энергетический уровень, что обеспечивает ему максимальную стабильность и химическую инертность. У бериллия конфигурация внешнего уровня $2s^2$ не является завершенной для второго энергетического уровня (где есть еще пустой $2p$-подуровень). Поэтому бериллий легко отдает эти два электрона для достижения стабильности, проявляя свойства активного металла.