Konfiguracja elektronowa: zadania z rozwiązaniami

Konfiguracja elektronowa to nie wkuwanie, tylko system: zapełniasz orbitale po kolei (z małą pomocą układu okresowego), pamiętasz o dwóch wyjątkach (chrom i miedź) i o tym, że przy jonach najpierw ruszasz orbital s. Jak to opanujesz, potrafisz z samej konfiguracji zidentyfikować pierwiastek, a to ulubione maturalne zadanie. Wziąłem cztery: trzy detektywistyczne i jedno na liczenie elektronów. Każde mam też na filmie. Lecimy.

Trzy rzeczy, które załatwiają większość zadań

Po pierwsze, kolejność zapełniania: 1s ⟶ 2s ⟶ 2p ⟶ 3s ⟶ 3p ⟶ 4s ⟶ 3d ⟶ 4p ⟶ 5s ⟶ 4d ⟶ 5p… Po drugie, dwa wyjątki (promocja elektronowa): Cr = [Ar] 4s1 3d5 oraz Cu = [Ar] 4s1 3d10. Po trzecie, przy tworzeniu kationów z metali bloku d zabieramy elektrony najpierw z orbitalu s, a dopiero potem z d.

Zadanie 1rozpoznaj z konfiguracji walencyjnej

Wpisz symbole pierwiastków, których atomy w stanie podstawowym mają następujące konfiguracje elektronów walencyjnych: (a) 3d10 4s1, (b) 6s2 6p2, (c) 3d3 4s2.

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

(a) 3d10 4s1 to jeden z wyjątków, czyli miedź: łącznie [Ar] 3d10 4s1, Z = 29.

(b) 6s2 6p2, czyli 4 elektrony walencyjne w 6. okresie, w 14. grupie: to ołów Pb (Z = 82).

(c) 3d3 4s2 to 5 elektronów walencyjnych, 4. okres, 5. grupa układu: wanad V (Z = 23).

(a) Cu, (b) Pb, (c) V
Zadanie 2jon zdradza pierwiastek

Atomy pierwiastka Y tworzą aniony Y4− o konfiguracji 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Zidentyfikuj pierwiastek Y i podaj konfigurację elektronową jego atomu (w stanie podstawowym).

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

Anion Y4− ma konfigurację argonu, czyli 18 elektronów. Ale to jon o ładunku −4, więc przyjął 4 dodatkowe elektrony. Atom obojętny Y ma zatem 18 − 4 = 14 elektronów, czyli Z = 14. To krzem.

Konfiguracja atomu krzemu (14 elektronów):

Y = Si; konfiguracja: 1s2 2s2 2p63s2 3p2 (podkreślona powłoka zewnętrzna)
Zadanie 3konfiguracja z opisu słownego

Zapisz skróconą konfigurację elektronową dla: (a) pierwiastka z jednym niesparowanym elektronem na orbitalu 5p, który tworzy związek kowalencyjny z fluorem; (b) pierwiastka z 4. okresu z bloku d, który ma największą liczbę niesparowanych elektronów.

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

(a) Jeden niesparowany elektron na 5p oznacza konfigurację 5p5 (bo w 5p5 jest dokładnie jeden niesparowany elektron), a wiązanie kowalencyjne z fluorem i 5. okres wskazują na fluorowiec, czyli jod:

I: [Kr] 4d10 5s2 5p5

(b) Najwięcej niesparowanych elektronów w bloku d 4. okresu ma chrom, bo dzięki promocji ma aż 6 pojedynczych elektronów (4s1 + pięć elektronów 3d):

Cr: [Ar] 3d5 4s1
(a) I: [Kr] 4d10 5s2 5p5; (b) Cr: [Ar] 3d5 4s1
Zadanie 4liczenie elektronów: rtęć

Dla atomu rtęci (Hg, Z = 80) w stanie podstawowym podaj: (a) ile elektronów zajmuje orbitale o głównej liczbie kwantowej n = 3; (b) ile elektronów zajmuje orbitale typu d; (c) ile elektronów zajmuje orbitale pz.

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

Konfiguracja Hg kończy się na 5d10 6s2; powłoka 6p jest jeszcze pusta.

(a) n = 3: to podpowłoki 3s, 3p i 3d, całkowicie zapełnione: 2 + 6 + 10 = 18 elektronów.

(b) orbitale d: zapełnione są 3d, 4d i 5d, każdy po 10 elektronów: 10 + 10 + 10 = 30 elektronów.

(c) orbitale pz: zapełnione podpowłoki p to 2p, 3p, 4p i 5p. W każdej z nich orbital pz mieści 2 elektrony, więc 4 · 2 = 8. (6p jest pusty, więc nie liczymy.)

(a) 18, (b) 30, (c) 8

Elektrony na swoich miejscach

Chrom i miedź już Cię nie zaskoczą, a z samej konfiguracji rozpoznasz pierwiastek.

Zapis pełny, skrócony, klatkowy, liczby kwantowe, jony, wyjątki, wszystko po kolei: teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.

To wycinek z lekcji o konfiguracji elektronowej. W kursie jest tego znacznie więcej: zapis klatkowy z regułą Hunda i zakazem Pauliego, konfiguracje jonów, wyjątki Cr i Cu, liczby kwantowe i pełen zestaw zadań maturalnych z budowy atomu.

Chcesz ogarnąć chemię na spokojnie?

Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku

Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.

Darmowy kurs dostajesz na swoje konto. Bez spamu.