Разбор типовых заданий ЕГЭ

Задание 1. Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырёх периодов: s-, p- и d-элементы. Электронная конфигурация атома. Основное и возбуждённое состояние атомов.

Первые четыре периода (да-да, те цыиферки сбоку) Периодической системы элементов Д.И. Менделеева насчитывают 47 элементов. 1 период: H, He 2 период: Li, Be, B, C, N, O, F, Ne 3 период: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar 4 период: K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Kr
s-элементы	H, He, Li, Be, Na, Mg, K, Ca
p-элементы	B, C, N, O, F, Ne, Al, Si, P, S, Cl, Ar
d-элементы	Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn

H – часто встречающиеся элементы Sc – редко встречающиеся элементы

Энергетические уровни и распределение электронов на внешних оболочках s-, p- и d-элементов 1-4 периода

Каждая оболочка атома составляет энергетический уровень. Уровни состоят из подуровней

s-подуровень	p-подуровень	d-подуровень

На s-подуровне максимальное количество электронов равно 2, на p-подуровне 6, на d-подуровне 10

Конфигурация внешнего уровня для s-элементов имеет вид ns^a, где n – номер периода, а – номер группы. Так, конфигурации внешнего уровня всех s-элементов приведены в таблице 3

Таблица 3
1 период	H	1s¹	2 период	Li	2s¹	3 период	Na	3s¹	4 период	K	4s¹
He	1s²	Be	2s²	Mg	3s²	Ca	4s²

Конфигурация внешнего уровня для p-элементов (см. таблицу 1) имеет вид ns²np^a где n – номер периода, а – номер элемента среди p-элементов в периоде. Так, конфигурации внешнего уровня всех p-элементов приведены в таблице 4

Таблица 4
2 период	B	2s²2p¹	3 период	Al	3s²3p¹	4 период	Ga	4s²4p¹
C	2s²2p²	Si	3s²3p²	Ge	4s²4p²
O	2s²2p³	P	3s²3p³	As	4s²4p³
N	2s²2p⁴	S	3s²3p⁴	Se	4s²4p⁴
F	2s²2p⁵	Cl	3s²3p⁵	Br	4s²4p⁵
Ne	2s²2p⁶	Ar	3s²3p⁶	Kr	4s²4p⁶

Конфигурация внешнего уровня для d-элементов (см. таблицу 1) имеет вид ns²(n-1)d^a где n – номер периода, а – номер элемента среди d-элементов в периоде. Так, конфигурации внешнего уровня всех d-элементов приведены в таблице 5. На уровне ЕГЭ рассматриваются только d-элементы 4 периода. Поэтому формула внешнего уровня упрощается до вида 4s²3d^a

Таблица 5
Sc	4s²3d¹	Fe	4s²3d⁶	Изучая d- и f-элементы, необходимо помнить о явлении провала электронов. Это явление объясняется устойчивостью энергетических уровней с максимальным, половинным или нулевым количеством электронов. У палладия происходит двойной провал. Конфигурация 5s⁰4d¹⁰ Алгоритм написания электронной конфигурации всех d-элементов будет описан на вебинаре
Ti	4s²3d²	Co	4s²3d⁷
V	4s²3d³	Ni	4s²3d⁸
Cr	4s¹3d⁵	Cu	4s¹3d¹⁰
Mn	4s²3d⁵	Zn	4s²3d¹⁰

Валентные и неспаренные электроны

Валентными электронами называют электроны, которые атом способен отдать в процессе химической реакции. Для большинства элементов периодической системы (кроме Со, Ni, Rh, Pd, Ir, Pt) это число равно номеру группы. Валентные электроны обеспечивают образование химических связей в веществах.

Неспаренные электроны не имеют электронной пары. Зачастую, чтобы найти число этих электронов, необходимо записать графическую формулу внешнего уровня. На рис. 1 представлена графическая формула внешнего уровня азота (1s²2s²2p³), кислорода (1s²2s²2p⁴), фтора (1s²2s²2p⁵), неона (1s²2s²2p⁶).

N	1s²2s²2p³	3 неспаренных электрона

О	1s²2s²2p⁴	2 неспаренных электрона

F	1s²2s²2p⁵	1 неспаренный электрон

Ne	1s²2s²2p⁶	0 неспаренных электронов

Основное и возбужденное состояние атома

· При сообщении атому в основном состоянии происходит его возбуждение – переход электрона с одного энергетического подуровня на другой в пределах одного энергетического уровня.

· Углерод в основном состоянии имеет конфигурацию 1s²2s²2p². При сообщении энергии один электрон с 2s-подуровня перейдет на 2p-подуровень, и конфигурация будет иметь вид 1s²2s¹2p³

	С		1s²2s²2p²	→		С^*			1s²2s¹2p³

Разбор типовых заданий ЕГЭ

Среди элементов ряда

1. Al

2. B

3. N

4. As

5. Cr

Выберите те, которые содержат на внешнем уровне в основном состоянии 3 электрона

Пояснение. В основном состоянии на внешнем уровне 3 электрона содержат элементы 3 группы. К ним относятся атомы алюминия и бора. Ответ: 12

Среди частиц ряда

1. Li

2. Br⁺⁷

3. N

4. C

5. Al

Одинаковое число неспаренных электронов на внешнем уровне в основном состоянии имеют

Пояснение. Распишем формулы внешнего уровня для этих частиц. Т.к. ион брома (+7) по конфигурации сходен с атомом никеля, имеем:

Li	2s¹	1 неспаренный электрон	Li и Al, значит ответ 15
Ni	4s²3d⁸	8 неспаренных электронов
N	2s²2p³	3 неспаренных электрона
C	2s²2p²	2 неспаренных электрона
Al	3s²3p¹	1 неспаренный электрон

Среди частиц ряда

1. Al

2. C

3. O

4. F

5. Fe

Один неспаренный электрон на внешнем уровне в основном состоянии имеют

Пояснение. Распишем формулы внешнего уровня для этих частиц

Al	3s²3p¹	1 неспаренный электрон	Al и F, значит ответ 14
C	2s²2p²	2 неспаренных электронов
O	2s²2p⁴	2 неспаренных электрона
F	2s²2p⁵	1 неспаренный электрон
Fe	4s²3d⁶	4 неспаренных электронов

Среди частиц ряда

1. Na

2. K

3. Si

4. Mg

5. C

На внешнем уровне в основном состоянии имеют 4 электрона

Пояснение.Число электронов на внешнем уровне равно числу валентных электронов и равно номеру группы. В 4 группе из предложенных элементов находятся Si и C Ответ: 35

Среди частиц ряда

1. Li

2. Se

3. K

4. S

5. Cs

Определите те, которые в возбужденном состоянии могут иметь электронную конфигурацию внешнего уровня ns²np³nd¹

Пояснение.Вспомнив определение возбужденного состояния атома, понятно, что произошло возбуждение p-электрона и его переход на более высокий d-подуровень. Значит, конфигурация основного состояния имеет вид ns²np⁴. Из формулы видно, что данный элемент имеет на внешнем уровне 6 электронов, это свойство характерно элементам 6 группы. К ним относятся Se и S Ответ: 24

Разбор типовых заданий ЕГЭ

Поиск по сайту