ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 31 Вопрос 2 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Каков порядок заполнения электронных слоев у атомов № 1—20 в таблице Д. И. Менделеева?

У атомов элементов первого периода имеется только один энергетический уровень. Этот уровень, который является внешним и единственным, завершается у атома гелия, содержащего 2 электрона.

У атомов второго периода формируется второй энергетический уровень. С увеличением заряда ядра при переходе от одного элемента к другому, внешний уровень постепенно заполняется электронами. Второй период завершается неоном, атом которого характеризуется завершённой электронной оболочкой с устойчивым 8-электронным состоянием.

Электронные оболочки атомов третьего периода строятся аналогично второму периоду. Завершает этот период аргон, у которого внешняя оболочка также достигает устойчивого состояния.

В атомах элементов четвёртого периода появляется четвёртый энергетический уровень. На этом уровне у атома калия находится один электрон, а у атома кальция — два электрона.

Заполнение электронных слоёв у атомов элементов с порядковыми номерами от 1 до 20 в таблице Д. И. Менделеева происходит по определённой последовательности, которая определяется квантовыми законами. Электроны располагаются вокруг ядра атома на энергетических уровнях (слоях), начиная с самого близкого к ядру. Каждый уровень имеет ограниченную вместимость, которая увеличивается с удалением от ядра.

Первый период (элементы № 1 и № 2)

Элементы первого периода, водород (\( H \)) и гелий (\( He \)), имеют только один энергетический уровень. Этот уровень является внешним и единственным для атомов этих элементов.

Водород (\( H \), № 1):

• На первом уровне находится один электрон, так как порядковый номер элемента равен числу протонов, а в нейтральном состоянии число электронов равно числу протонов.
• Электронная конфигурация водорода: \( 1s^1 \).

Гелий (\( He \), № 2):

• На первом уровне находятся два электрона, что соответствует максимальной вместимости первого уровня.
• Электронная конфигурация гелия: \( 1s^2 \).

Второй период (элементы № 3—10)

У элементов второго периода появляется второй энергетический уровень. Этот уровень начинает заполняться электронами по мере увеличения заряда ядра атома. Первый уровень остаётся полностью заполненным (2 электрона), а электроны добавляются на второй уровень.

Литий (\( Li \), № 3):

• Первый уровень заполнен (2 электрона), а на втором уровне появляется один электрон.
• Электронная конфигурация лития: \( 1s^2 2s^1 \).

Бериллий (\( Be \), № 4):

• Второй уровень содержит два электрона.
• Электронная конфигурация бериллия: \( 1s^2 2s^2 \).

Бор (\( B \), № 5) — Неон (\( Ne \), № 10):

• Электроны постепенно заполняют второй уровень, добавляясь на подуровни \( 2p \).
• У неона второй уровень завершается, достигая устойчивого состояния с 8 электронами (максимальная вместимость второго уровня).
• Электронная конфигурация неона: \( 1s^2 2s^2 2p^6 \).

Третий период (элементы № 11—18)

Элементы третьего периода начинают заполнять третий энергетический уровень, в то время как первый и второй уровни остаются полностью заполненными.

Натрий (\( Na \), № 11):

• Третий уровень содержит один электрон.
• Электронная конфигурация натрия: \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1 \).

Магний (\( Mg \), № 12):

• Третий уровень содержит два электрона.
• Электронная конфигурация магния: \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 \).

Алюминий (\( Al \), № 13) — Аргон (\( Ar \), № 18):

• Электроны добавляются на подуровни \( 3p \), пока третий уровень не достигает устойчивого состояния с 8 электронами у аргона.
• Электронная конфигурация аргона: \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 \).

Четвёртый период (элементы № 19 и № 20)

У элементов четвёртого периода начинает заполняться четвёртый энергетический уровень.

Калий (\( K \), № 19):

• Четвёртый уровень содержит один электрон, в то время как первые три уровня полностью заполнены.
• Электронная конфигурация калия: \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 \).

Кальций (\( Ca \), № 20):

• Четвёртый уровень содержит два электрона.
• Электронная конфигурация кальция: \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 \).

Итог:
Порядок заполнения электронных слоёв у атомов элементов с порядковыми номерами от 1 до 20 следует принципу минимизации энергии: электроны сначала занимают уровни с меньшей энергией, а затем переходят на более высокие уровни, строго соблюдая правила квантовой механики.