На квантовых уровнях и подуровнях

П р и м е р 26.Какой энергетический подуровень будет заполняться раньше 3d или 4s?

Решение:В соответствии с принципом наименьшей энергии (правило Клечковского)

энергетическому подуровню 3d соответствует сумма n+ l = 3 + 2 = 5, а 4s соответствует сумма 4 + 0 = 4. Следовательно, сначала заполнится подуровень 4s, а затем 3d.

П р и м е р 27.Составьте электронную и электронно-графическую формулы атома кремния в нормальном и возбужденном состояниях.

Решение:Для Si число электронов равно 14, электронная формула имеет вид: 1s²2s²2p⁶3s²3p².

Электронно-графическая формула атома кремния:

14Si

При затрате некоторой энергии (hn)один из 3s-электронов атома кремния может быть переведен на вакантную 3р-орбиталь; при этом энергия атома возрастает, так как возникающая электронная конфигурация (1s²2s²2p⁶3s¹3p³) соответствует возбужденному состоянию атома кремния (Si* ):

14Si*

П р и м е р 28.На каком основании хлор и марганец помещают в одной группе периодической системы элементов Д.И. Менделеева? Почему их помещают в разных подгруппах?

Решение:Так как число электронов в атоме элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для хлора - Z = 17, марганца - Z = 25. Электронные формулы имеют вид:

17Сl 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵;

25Mn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁵.

Электронно-графические формулы этих атомов:

17Cl

25Mn

Валентные электроны хлора - 3s²3p⁵, а марганца - 4s²3d⁵. Таким образом, эти элементы не являются электронными аналогами и не должны размещаться в одной и той же подгруппе. Но на валентных орбиталях атомов этих элементов находится одинаковое число электронов - 7. Поэтому оба элемента помещают в одну и ту же группу периодической системы Д. И. Менделеева.