Электроны заполняют орбитали, начиная с подуровня с меньшей энергией.

 

Последовательность нарастания энергии подуровней:

 

 

1s < 2c < 2p < 3s < 3p < 4s ≤ 3d < 4p < 5s ≤ 4d < 5p < 6s

 

2) правило запрета (принцип Паули)

 

 

В каждой орбитали может разместиться не более двух электронов.

 

Один электрон на орбитали называется неспаренным, два электрона – электронной парой:

 

 

3) принцип максимальной мультиплетности (правило Хунда)

 

 

В пределах подуровня электроны сначала заполняют все орбитали наполовину, а затем – полностью.

 

Каждый электрон имеет свою собственную характеристику – спин (условно изображается стрелкой вверх или вниз). Спины электронов складываются как вектора, сумма спинов данного числа электронов на подуровне должна быть максимальной (мультиплетность):

 

 

Заполнение электронами уровней, подуровней и орбиталей атомов элементов от Н (Z = 1) до Kr (Z = 36) показано на энергетической диаграмме (номера отвечают последовательности заполнения и совпадают с порядковыми номерами элементов):

 

 

Из заполненных энергетических диаграмм выводятся электронные формулы атомов элементов. Число электронов на орбиталях данного подуровня указывается в верхнем индексе справа от буквы (например, 3d5 – это 5 электронов на Зd‑подуровне); вначале идут электроны 1‑го уровня, затем 2‑го, 3‑го и т. д. Формулы могут быть полными и краткими, последние содержат в скобках символ соответствующего благородного газа, чем передается его формула, и, сверх того, начиная с Zn, заполненный внутренний d‑подуровень. Примеры:

1H = 1s1

2Не = 1s2

3Li = 1s22s1 = [2He]2s1

8O = 1s22s22p4 = [2He]2s22p4

13Al = 1s22s22p63s23p1 = [10Ne]3s23p1

17Cl = 1s22s22p63s23p5 = [10Ne]3s23p5

2OСа = 1s22s22p63s23p4s2 = [18Ar]4s2

21Sc = 1s22s22p63s23p63d14s2 = [18Ar]3d14s2

25Mn = 1s22s22p63s23p63d54s2 = [18Ar]3d54s2

26Fe = 1s22s22p63s23p63d64s2 = [18Ar]3d64s2

3OZn = 1s22s22p63s23p63d104s2 = [18Ar, 3d10]4s2

33As = 1s22s22p63s23p63d104s24p3 = [18Ar, 3d10]4s24p3

36Kr = 1s22s22p63s23p63d104s24p6 = [18Ar, 3d10]4s24p6

Электроны, вынесенные за скобки, называются валентными. Именно они принимают участие в образовании химических связей.

Исключение составляют:

24Cr = 1s22s22p63s23p63d54s1 = [18Аr]Зd54s1 (а не 3d44s2!),

29Cu = 1s22s22p63s23p63d104s1 = [18Ar]3d104s1 (а не 3d94s2!).

 

Примеры заданий части А

 

1. Название,не относящееся к изотопам водорода, – это

1) дейтерий

2) оксоний

3) протий

4) тритий

 

2. Формула валентных подуровней атома металла – это

1) 4s24p4

2) 3d54s2

3) 2s22p1

4) 3s23p6

 

3. Число неспаренных электронов в основном состоянии атома железа равно

1) 2

2) 3

3) 4

4) 8

 

4. В возбужденном состоянии атома алюминия число неспаренных электронов равно

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

 

5. Электронная формула [Ar]3d94s0 отвечает катиону

1) Ti2+

2) Cu2+

3) Cr2+

4) Zn2+

 

6. Электронная формула аниона Э2‑ [Ne] 3s23p6 отвечает элементу

1) аргон

2) хлор

3) сера

4) фосфор

 

7. Суммарное число электронов в катионе Mg2+ и анионе F равно

1) 9

2) 10

3) 20

4) 21

 

Периодический закон. Периодическая система. Электроотрицательность. Степени окисления

 

Современная формулировка Периодического закона, открытого Д. И. Менделеевым в 1869 г.: