Как узнать число неспаренных электронов
Задание №1 ЕГЭ по химии
В Задании №1 нам необходимо уметь хорошо пользоваться таблицей Менделеева. Первое задание — это поиск атома или иона с заданной конфигурацией электронов, обычно это количество электронов на внешнем уровне (соответствует номеру группы).
Тематика заданий: электронная конфигурация атомов Бал: 1 Сложность задания: ♦ ◊◊ Примерное время выполнения: 1 мин.
Разбор типовых вариантов заданий №1 ЕГЭ по химии
Вариант 1ЕХ1
Определите, атомы каких двух из указанных в ряду элементов имеют на внешнем энергетическом уровне пять электронов.
Данный пример — типичный вариант первого задания — необходимо определить количество электронов на внешнем уровне. Вспоминаем, что на количество электронов на внешнем уровне указывает номер ГРУППЫ:
Напомню, что нам важно обращать внимание на то, в главной или побочной группе находится элемент. К сожалению, в таблице, которая дана на ЕГЭ нет деления на главные или побочные группы (какие-то элементы пишут правее, какие-то левее, но это не деление на главные и побочные группы), данная таблица не удобна, однако, по правилам можно пользоваться только ей. Обсуждать недостатки данной таблицы мы не будем, скажем лишь, что в условиях задания представлены всегда элементы главных групп, поэтому данный вопрос отпадает сам собой на экзамене (но нет гарантий, что не могут дать определить количество внешних электронов у кобальта, например, по номеру группы в данной таблице это не определишь).
Итак, находим наши пять элементов из условия:
Определяем номер группы — у алюминия 3 группа, у азота и фосфора — пятая, у кислорода и серы — шестая.
В условии нас спрашивают про пять электронов — значит выбираем элементы из пятой группы — азот и фосфор!
Вариант 1ЕХ2
Определите, двум атомам каких из указанных элементов до завершения внешнего уровня не хватает шести электронов.
Данное задание немного другого типа, в нем необходимо определить элементы, которым не хватает какого-то количества электронов до завершения внешнего уровня. В этом случае наш алгоритм прост: мы знаем, что на внешнем уровне должно быть 8 электронов (2 и 3 период, или главные группы 4,5,6.. — в заданиях в основном фигурируют именно эти элементы), а значит вычитаем из 8 заданное число — в нашем случае 6: 8-6=2. Значит, в нашем элементе должно быть два электрона на внешнем уровне и, следовательно, расположен он во второй группе. Определяем группы элементов из условия:
В данном случае элементы второй группы — магний и барий. Ответ: 14
Вариант 1ЕХ3
Определите, атомы каких двух из указанных в ряду элементов в основном состоянии содержат один неспаренный электрон.
Следующий вид задания на поиск элементов с неспаренным электроном. Тут все достаточно просто. Так как электроны у нас в орбиталях всегда располагаются по парам (если помните, то есть квадратик, в котором мы рисуем стрелочку вверх и низ), то логично, что неспаренный электрон образуется, когда количество электронов на внешнем уровне нечетно, то есть в элемент должен быть расположен в нечетной группе, а именно 1,3,5,7. Определяем группы указанных нам элементов:
Итак, натрий в первой группе, магний во второй, алюминий в третьей, кремний в четвертой, а сера в шестой.
Выбираем элементы в нечетных группах — это натрий и алюминий!
Вариант 1ЕХ4
Определите, атомы каких двух из указанных в ряду элементов в основном состоянии содержат два неспаренных электрона.
В нашем случае это углерод и сера. Ответ: 13
Вариант 1ЕХ5
Определите, какие два из указанных элементов образуют устойчивый положительный ион, содержащий 10 электронов.
В данном варианте задания речь идет уже об ионе, причем положительном, который содержит 10 электронов. В такого вида заданиях необходимо определить, сколько заполнено уровней у иона в зависимости от количества электронов. В нашем случае 10 электронов — это полностью заполненные первый (2) и второй (8) уровни (или периоды в таблице). Так мы говорим о положительном ионе — значит элемент потерял электроны, но у него их было больше чем 10, а значит, он расположен в третьем периоде. Ищем такие элементы:
Нам подходят натрий и алюминий.
Вариант 1ЕХ6
Определите, какие из указанных элементов образуют устойчивый отрицательный ион, содержащий 18 электронов.
Отрицательный ион получается путем добавления электронов к атому. 18 электронов — это полностью заполненный третий уровень или период, значит, наши элементы расположены именно в нем (в отличии от предыдущего задания, где мы искали в следующем периоде, так как ион положительный). Смотрим на предоставленные в условии элементы:
В данном случае в третий период попали алюминий, сера и хлор. Алюминий не может принять электроны до 18, так как является металлом и отдает электроны. Наиболее типичные элементы-любители электронов расположены правее. Это сера и хлор для данного задания.
Вариант 1ЕХ7
Определите, какие из указанных элементов на внешнем уровне содержат больше s-электронов, чем p-электронов (в основном состоянии).
Такие виды заданий часто встречаются в тренировочных вариантах, нужно либо определить кого меньше, когда равно или кого больше. Разберем для наглядности данный пример. s-электронов всего два, значит p-электронов должно быть 1, чтобы было меньше. В сумме у элемента на внешнем уровне получается максимум 3 электрона (но может быть и ноль p-электронов и один или два s!), а значит он в третьей, второй или первой группе:
Нам подходит водород и бериллий. Ответ: 14.
Остальные задания очень похожи на разобранные, поэтому вы их точно сможете решить, разобравшись с выше представленными решениями.
Атомы и электроны
Атомно-молекулярное учение
Описываемая модель атома называется «планетарной» и была предложена в 1913 году великими физиками: Нильсом Бором и Эрнестом Резерфордом
Запомните, что в невозбужденном состоянии атом содержит одинаковое число электронов и протонов. Так у кальция (порядковый номер 20) в ядре находится 20 протонов, а вокруг ядра на электронных орбиталях 20 электронов.
Я еще раз подчеркну эту важную деталь. На данном этапе будет отлично, если вы запомните простое правило: порядковый номер элемента = числу электронов. Это наиболее важно для практического применения и изучения следующей темы.
Электронная конфигурация атома
Электроны атома находятся в непрерывном движении вокруг ядра. Энергия электронов отличается друг от друга, в соответствии с этим электроны занимают различные энергетические уровни.
Состоит из s-подуровня: одной «s» ячейки (2s 2 ) и p-подуровня: трех «p» ячеек (2p 6 ), на которых помещается 6 электронов
Состоит из s-подуровня: одной «s» ячейки (3s 2 ), p-подуровня: трех «p» ячеек (3p 6 ) и d-подуровня: пяти «d» ячеек (3d 10 ), в которых помещается 10 электронов
Состоит из s-подуровня: одной «s» ячейки (4s 2 ), p-подуровня: трех «p» ячеек (4p 6 ), d-подуровня: пяти «d» ячеек (4d 10 ) и f-подуровня: семи «f» ячеек (4f 14 ), на которых помещается 14 электронов
Зная теорию об энергетических уровнях и порядковый номер элемента из таблицы Менделеева, вы должны расположить определенное число электронов, начиная от уровня с наименьшей энергией и заканчивая к уровнем с наибольшей. Чуть ниже вы увидите несколько примеров, а также узнаете об исключении, которое только подтверждает данные правила.
Подуровни: «s», «p» и «d», которые мы только что обсудили, имеют в определенную конфигурацию в пространстве. По этим подуровням, или атомным орбиталям, движутся электроны, создавая определенный «рисунок».
Правила заполнения электронных орбиталей и примеры
Должно быть, вы обратили внимание на некоторое несоответствие: после 3p подуровня следует переход к 4s, хотя логично было бы заполнить до конца 4s подуровень. Однако природа распорядилась иначе.
Запомните, что, только заполнив 4s подуровень двумя электронами, можно переходить к 3d подуровню.
Теперь мы располагаем указанное количество электронов на энергетических уровнях, руководствуясь правилами заполнения.
Обращаю ваше особе внимание: на 2p-подуровне углерода мы расположили 2 электрона в разные ячейки, следуя одному из правил. А на 3p-подуровне у серы электронов оказалось много, поэтому сначала мы расположили 3 электрона по отдельным ячейкам, а оставшимся одним электроном дополнили первую ячейку.
Внешний уровень и валентные электроны
Тренировка
Потренируйтесь и сами составьте электронную конфигурацию для магния и скандия. Определите число электронов на внешнем (валентном) уровне и число неспаренных электронов. Ниже будет дано наглядное объяснение этой задаче.
Как определить число неспаренных электронов в атоме?
Сколько неспаренных электронов имеется в атоме P?
Таким образом заключаем, что в основном состоянии число неспаренных электронов в атоме фосфора равно трем.
Сколько неспаренных электронов имеет атом азота?
В атоме азота на внешнем уровне 5 электронов,3 из которых неспаренные.
Как определить количество спаренных и неспаренных электронов?
Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным, а если два – то это спаренные электроны. Легче всего определить, какие они, при помощи графической формулы. Эта схема размещения электронов в квантовых ячейках, которые являются графическим изображением атомной орбитали.
Сколько неспаренных электронов имеет фосфор в возбужденном состоянии?
Фосфор относится к р-элементам. На внешнем энергетическом уровне в возбуждённом состоянии располагается пять электронов, которые определяют валентность элемента. В обычном состоянии внешний уровень остаётся незавершённым. Три неспаренных электрона указывают на степень окисления (+3) и третью валентность.
Сколько неспаренных электронов у Титана?
Наличие четырех неспаренных электронов свидетельствует о том, что титан также проявляет валентность IV в своих соединениях (TiIVO2, TiIVF4). Известно, что у титана есть валентность III (TiIII2O3, TiIIICl3).
Сколько неспаренных электронов в атоме железа?
Таким образом у атома железа 4 неспаренных электрона на d-орбиталях.
Сколько неспаренных электронов содержит атом азота в невозбужденном состоянии?
Сколько неспаренных электронов у азота в возбужденном состоянии?
4) видно, что азот имеет три неспаренных электрона, он может образовывать три химические связи и его валентность равна трем (рис. 5 и 6). Переход атома азота в возбужденное состояние невозможен, поскольку второй энергетический уровень не содержит d–орбиталей.
Сколько неспаренных электронов имеют атомы водорода?
В атоме водорода есть только один электрон, поэтому он должен быть непарным. «Парный» относится к двум электронам на одной орбите.
Какие элементы имеют 2 неспаренных электрона?
Два неспаренных электрона имеют элементы 4 и 6 группы, кислород и титан.
Сколько неспаренных электронов имеет атом углерода в возбужденном состоянии?
Принято говорить, что атом углерода перешел в возбужденное состояние. Таким образом, атом углерода имеет четыре неспаренных электрона и может образовать четыре ковалентные связи.
Какие элементы имеют три неспаренных электрона?
Что значит электрона в возбужденное состояние?
Значение энергетически нестабильное, неустойчивое состояние атома, образуемое из основного состояния при переходе одного или нескольких электронов (из-за получения энергии извне) с занятых орбиталей на свободные или занятые лишь одним электроном ◆ Отсутствует пример употребления (см.
Почему у кислорода нет возбужденного состояния?
Сколько неспаренных электронов у S?
Сера имеет два неспаренных электрона. Молекула S2 образована ковалентной неполярной связью, т.
Как узнать число неспаренных электронов
Какие из указанных элементов имеют в основном состоянии нечётное число неспаренных электронов? Запишите номера выбранных элементов в порядке возрастания.
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:
Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.
2. —
— два неспаренных электрона;
3. —
— один неспаренный электрон;
4. —
— один неспаренный электрон;
5. —
— два неспаренных электрона.
Как узнать число неспаренных электронов
Определите, у каких из указанных элементов число неспаренных электронов в основном состоянии превышает номер периода. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в порядке возрастания.
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:
Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.
Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде. Расположите выбранные элементы в порядке увеличения высшей валентности. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Из перечня элементов в одном периоде (четвёртом) находятся: мышьяк, марганец и хром. Высшая валентность элемента зависит от количества электронов на валентных орбиталях. У хрома и марганца валентные орбитали 3d и 4s, в сумме на них расположено 6 и 7 электронов соответственно. У мышьяка валентные орбитали 4s и 4p, на которых расположено 5 электронов. Поэтому последовательность элементов в порядке увеличения высшей валентности следующая: мышьяк — хром — марганец.
Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые в соединениях могут иметь степень окисления +7. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в порядке возрастания.
Степень окисления +7 могут проявлять элементы, имеющие минимум 7 валентных электронов. Марганец и хлор могут проявлять степень окисления +7 (например, в ).
Запишем электронные формулы:
1. —
— 3 неспаренных электрона (4 период);
2. —
— 1 неспаренный электрон (3 период);
3. —
— 5 неспаренных электронов (4 период);
4. —
— 2 неспаренных электрона (3 период);
5. —
— 6 неспаренных электронов (4 период).