Примеры решения задач

Пример 1. Составить электронную формулу атома брома и графическую схему заполнения электронами валентных орбиталей в нормальном и возбужденном состояниях.

Решение. 1. Порядковый номер брома – 35, следовательно атом серы имеет 35 электронов. Бром находится в четвертом периоде периодической системы, следовательно, АО с n = 1, 2 и 3 заполнены полностью. Бром относится к p -элементам, следовательно, заполнен 4 s -подуровень. В ряду 4 p -элементов бром – пятый элемент, следовательно, на 4 p -подуровне – 5 электронов. Таким образом, электронная формула брома - 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁴4 s ²3 d ¹⁰4 p ⁵.

2. Валентными орбиталями в этом атоме являются орбитали внешнего (четвертого) электронного слоя, т. е. 4 s -, 4 p - и незаполненные 4 d -орбитали. Графически схема заполнения электронами этих орбиталей имеет следующий вид:

в таком состоянии бром имеет валентность 1, которой соответствуют степени окисления -1, +1.

3. При затрате некоторой энергии спаренный p -электрон перейдет на свободную d -орбиталь – первое возбужденное состояние брома:

Br^*:

в таком состоянии бром имеет валентность 3, которой соответствует степень окисления +3.

4. При передаче атому брома еще некоторого количества энергии следующий p -электрон также перейдет на свободную d -орбиталь – второе возбужденное состояние брома:

Br^**:

в таком состоянии бром имеет валентность 5, которой соответствует степень окисления +5.

5. При передаче атому брома еще некоторого количества энергии s -электрон также перейдет на свободную d -орбиталь – третье возбужденное состояние брома:

Br^**:

в таком состоянии бром имеет валентность 7, которой соответствует степень окисления +7.

Пример 2. Составить электронные формулы атома селена в состояниях Se^-2 и Se⁺⁴ и графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей.

Решение. 1. Cоставим электронную формулу атома селена (см. пример 1) 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶4 s ²3 d ¹⁰4 p ⁴ и графическую схему заполнения электронами валентных орбиталей

2. Для получения Se^-2 необходимо к атому селена добавить два электрона на 4 p -орбиталь (согласно правилу Клечковского):

Электронная формула Se^-2: 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶4 s ²3 d ¹⁰4 p ⁶.

3. Для получения Se⁺⁴ необходимо от атома селена убрать четыре электрона с 4 p -орбитали:

Электронная формула Se⁺⁴: 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶4 s ²3 d ¹⁰4 p ⁰.

Пример 3. Составить полную электронную формулу элемента, валентные электроны которого имеют конфигурацию 3 d ⁶, определить, к какому периоду таблицы Д. И. Менделеева принадлежит данный элемент.

Решение. Согласно правилу Клечковского 3 d -элементы находятся в четвертом периоде таблицы Д.И. Менделеева. На данной орбитали находится 6 электронов, значит это шестой по счету среди 3 d -элементов, т. е. железо. Полная электронная формула которого 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶4 s ²3 d ⁶.