Номер 248, страница 43 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

248. В атомах только двух химических элементов второго периода в невозбуждённом состоянии отсутствуют неспаренные электроны. Назовите эти элементы.

Решение

Неспаренные электроны — это электроны, которые в атоме в одиночку занимают одну орбиталь. Отсутствие неспаренных электронов означает, что все электронные орбитали в атоме либо полностью заполнены двумя электронами с противоположными спинами, либо пусты. Чтобы найти искомые элементы, необходимо рассмотреть электронные конфигурации атомов всех элементов второго периода в невозбужденном (основном) состоянии.

Элементы второго периода: литий (Li), бериллий (Be), бор (B), углерод (C), азот (N), кислород (O), фтор (F), неон (Ne).

Рассмотрим их электронное строение:

• Литий (Li), порядковый номер 3. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^1$. На внешнем $2s$-подуровне находится один электрон, который является неспаренным.

• Бериллий (Be), порядковый номер 4. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2$. Внешний $2s$-подуровень полностью заполнен. Все электроны в атоме спарены. Неспаренные электроны отсутствуют.

• Бор (B), порядковый номер 5. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^1$. На $2p$-подуровне находится один неспаренный электрон.

• Углерод (C), порядковый номер 6. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^2$. Согласно правилу Хунда, два электрона на $2p$-подуровне занимают разные орбитали, поэтому в атоме углерода два неспаренных электрона.

• Азот (N), порядковый номер 7. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^3$. Согласно правилу Хунда, три электрона на $2p$-подуровне занимают три разные орбитали. В атоме азота три неспаренных электрона.

• Кислород (O), порядковый номер 8. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^4$. Четыре электрона на $2p$-подуровне располагаются так, что одна орбиталь заполнена полностью, а две другие содержат по одному электрону. Таким образом, в атоме кислорода два неспаренных электрона.

• Фтор (F), порядковый номер 9. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^5$. Пять электронов на $2p$-подуровне располагаются так, что две орбитали заполнены полностью, а одна содержит один неспаренный электрон.

• Неон (Ne), порядковый номер 10. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6$. Внешний электронный уровень ($n=2$) полностью завершен. Все подуровни ($1s, 2s, 2p$) заполнены. Все электроны в атоме спарены. Неспаренные электроны отсутствуют.

Таким образом, только у двух элементов второго периода — бериллия и неона — в основном состоянии отсутствуют неспаренные электроны, так как у них полностью завершены внешние $s$- и $p$-подуровни соответственно.

Ответ: бериллий (Be) и неон (Ne).