Номер 324, страница 51 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

324. Какое максимальное число электронов может находиться на внешнем энергетическом уровне атомов различных химических элементов?

Решение

Максимальное число электронов на внешнем энергетическом уровне атома (также называемом валентной оболочкой) определяет его химические свойства и устойчивость. Это число зависит от строения атома и его положения в Периодической системе.

Для элементов первого периода, к которым относятся Водород (H) и Гелий (He), внешним является первый энергетический уровень (главное квантовое число $n=1$). Этот уровень может вместить максимум 2 электрона, так как он содержит только одну s-орбиталь. Таким образом, для этих двух элементов завершенный внешний уровень содержит 2 электрона.

Для элементов всех последующих периодов (со второго по седьмой) внешний энергетический уровень состоит из s- и p-подуровней. На s-подуровне может располагаться не более 2 электронов, а на p-подуровне — не более 6 электронов. В сумме это составляет $2 + 6 = 8$ электронов. Это наблюдение легло в основу правила октета, согласно которому атомы стремятся к достижению электронной конфигурации с восемью электронами на внешней оболочке, так как такое состояние (соответствующее конфигурации благородных газов) является наиболее энергетически выгодным и стабильным.

Важно различать максимальную ёмкость энергетического уровня и максимальное число электронов на нём, когда он является внешним. Например, полная ёмкость третьего энергетического уровня ($n=3$) составляет $2n^2 = 2 \cdot 3^2 = 18$ электронов. Однако, когда этот уровень является внешним (для элементов 3-го периода от Na до Ar), он заполняется только до 8 электронов. После этого начинается заполнение s-подуровня следующего, четвертого, уровня.

Таким образом, несмотря на то что внутренние электронные оболочки могут содержать большое количество электронов, на внешней оболочке любого атома (кроме H и He) не может быть более 8 электронов.

Ответ: Максимальное число электронов, которое может находиться на внешнем энергетическом уровне атомов различных химических элементов, равно 8.