Номер 7, страница 15 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

7. Какие из приведённых электронных конфигураций соответствуют основному состоянию атома, а какие — возбуждённому:

а) $1s^2 2s^2 2p^2$;

б) $1s^2 2s^1 2p^2$;

в) $1s^2 2s^2 2p^5$;

г) $1s^2 2s^2 2p^6$;

д) $1s^2 2s^1 2p^3$?

Для определения, является ли электронная конфигурация основной или возбуждённой, необходимо проанализировать порядок заполнения электронами энергетических подуровней. В основном состоянии атома электроны занимают самые низкие из доступных энергетических уровней в соответствии с принципом наименьшей энергии (правило Ауфбау). Если электрон «перескакивает» на более высокий энергетический подуровень, оставляя при этом свободное место на более низком, то такое состояние атома называется возбуждённым.

Последовательность заполнения подуровней по мере возрастания их энергии: $1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p \rightarrow 4s \rightarrow 3d \dots$

а) $1s^22s^22p^2$

В данной конфигурации суммарно 6 электронов, что соответствует атому углерода (C). Подуровни $1s$ и $2s$ полностью заполнены, после чего начинается заполнение подуровня $2p$. Порядок заполнения соответствует принципу наименьшей энергии, следовательно, это основное состояние.

Ответ: основное состояние.

б) $1s^22s^12p^2$

Здесь всего 5 электронов, что соответствует атому бора (B). Однако подуровень $2s$ (который ниже по энергии) не заполнен до конца (1 электрон вместо 2), в то время как на подуровне $2p$ (который выше по энергии) уже есть 2 электрона. Это означает, что один электрон перешел с подуровня $2s$ на $2p$.

Ответ: возбуждённое состояние.

в) $1s^22s^22p^5$

Всего 9 электронов, что соответствует атому фтора (F). Подуровни $1s$ и $2s$ полностью заполнены, а оставшиеся электроны занимают подуровень $2p$. Заполнение происходит последовательно, без "пропусков" более низких уровней.

Ответ: основное состояние.

г) $1s^22s^22p^6$

Конфигурация с 10 электронами, соответствует атому неона (Ne). Все подуровни первого и второго энергетических уровней ($1s, 2s, 2p$) полностью заполнены, что является стабильным основным состоянием для данного элемента.

Ответ: основное состояние.

д) $1s^22s^12p^3$

Всего 6 электронов, что, как и в пункте "а", соответствует атому углерода (C). В основном состоянии его конфигурация $1s^22s^22p^2$. Здесь же мы видим, что подуровень $2s$ недозаполнен, а на подуровне $2p$ на один электрон больше. Это типичный пример возбуждённого состояния, когда электрон с $2s$-орбитали переходит на $2p$-орбиталь.

Ответ: возбуждённое состояние.