Химия ЕГЭ — решения заданий ФИПИ с ответами

Рассмотрим электронные конфигурации элементов ряда. У кальция конфигурация заканчивается подуровнем $4s^2$, поэтому неспаренных электронов нет.$$\mathrm{Ca}: [\mathrm{Ar}]4s^2$$

У фосфора на подуровне $3p^3$ находятся три электрона, занимающие разные орбитали, поэтому они являются неспаренными.$$\mathrm{P}: [\mathrm{Ne}]3s^2 3p^3$$

Определяем конфигурации внешних энергетических уровней атомов из ряда.

Одинаковую конфигурацию внешнего энергетического уровня имеют атомы железа и кальция: в обоих случаях это $s^2$ на четвёртом энергетическом уровне, то есть $4s^2$.

Запишем конфигурации внешних электронов элементов из ряда. У натрия внешний подуровень имеет вид $3s^1$, поэтому его $s$-электрон неспарен.$$\mathrm{Na}: [\mathrm{Ne}]3s^1$$

У ванадия конфигурация внешних уровней $4s^2 3d^3$, поэтому $s$-электроны спарены. У фосфора и серы внешние $s$-подуровни также заполнены как $3s^2$.$$\mathrm{V}: [\mathrm{Ar}]3d^3 4s^2;\quad \mathrm{P}: [\mathrm{Ne}]3s^2 3p^3;\quad \mathrm{S}: [\mathrm{Ne}]3s^2 3p^4$$

Конфигурация внешнего уровня $4s^2 4p^6$ является завершённой конфигурацией атома криптона.

Анион брома образуется при присоединении одного электрона: $\mathrm{Br^-}$ имеет конфигурацию внешнего уровня $4s^2 4p^6$.

Рассмотрим электронные конфигурации элементов из ряда и определим число неспаренных электронов.

У бериллия конфигурация $1s^22s^2$, неспаренных электронов нет; у ванадия конфигурация $[\mathrm{Ar}]3d^24s^2$, неспаренных электронов два? В основном состоянии ванадия конфигурация $[\mathrm{Ar}]3d^34s^2$, поэтому неспаренных электронов…

Определим число $p$-электронов в атоме кальция. Его конфигурация $[\mathrm{Ar}]4s^2$, поэтому на $p$-подуровнях находятся электроны $2p^6$ и $3p^6$.$$6+6=12$$

Для хрома конфигурация основного состояния имеет вид $[\mathrm{Ar}]3d^54s^1$. Как и у кальция, на $p$-подуровнях находятся электроны $2p^6$ и $3p^6$.$$6+6=12$$

Хром имеет электронную конфигурацию $[\mathrm{Ar}]3d^54s^1$. На внешнем энергетическом уровне находится один электрон $4s^1$, поэтому он неспаренный.

Фосфор имеет внешний уровень $3s^23p^3$, то есть три неспаренных электрона.

У ванадия электронная конфигурация внешних подуровней имеет вид $3d^3 4s^2$, поэтому число валентных электронов равно пяти.

У мышьяка внешняя электронная конфигурация имеет вид $4s^2 4p^3$, поэтому также имеется пять валентных электронов.

Для углерода основная конфигурация имеет вид $1s^2 2s^2 2p^2$. В возбуждённом состоянии один электрон переходит с подуровня $2s$ на подуровень $2p$: $1s^2 2s^1 2p^3$. На внешнем уровне находятся четыре неспаренных электрона.$$2s^1 2p^3 \rightarrow 4\text{ неспаренных электрона}$$

Для кремния основная конфигурация имеет вид $[\mathrm{Ne}]3s^2 3p^2$. В возбуждённом состоянии образуется конфигурация $[\mathrm{Ne}]3s^1 3p^3$, содержащая четыре неспаренных электрона.$$3s^1 3p^3 \rightarrow 4\text{ неспаренных электрона}$$

Определяем электронные конфигурации внешних уровней элементов из общего материала.

В атоме натрия один электрон на подуровне $3s$, поэтому он является неспаренным.

Определим число электронов на внешнем энергетическом уровне у каждого атома: Ca — 2, S — 6, Na — 1, F — 7, Mn — 2.

Одинаковое число внешних электронов имеют атомы кальция и марганца.

У серы валентные электроны находятся на $3s$- и $3p$-подуровнях, поэтому она не подходит.$$3s^2 3p^4$$

У ванадия есть электроны на $4s$- и $3d$-подуровнях, поэтому он не подходит.$$4s^2 3d^3$$

В атоме неона электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6$, поэтому число $s$-электронов равно $2+2=4$.$$N_s(\mathrm{Ne})=2+2=4$$

Фтор образует ион $\mathrm{F^-}$ с электронной конфигурацией неона: $1s^2 2s^2 2p^6$. В ней 4 $s$-электрона.$$\mathrm{F^-}: 1s^2 2s^2 2p^6$$

Электронная формула внешнего энергетического уровня $2s^2 2p^6$ соответствует устойчивой конфигурации атома неона: всего 10 электронов.$$1s^2 2s^2 2p^6$$

Натрий имеет 11 электронов и при образовании катиона отдаёт один электрон: образуется ион $\mathrm{Na^+}$ с 10 электронами.$$\mathrm{Na} - e^- \rightarrow \mathrm{Na^+}$$

Катион натрия образуется при потере атомом натрия одного электрона, поэтому содержит 10 электронов.$$\mathrm{Na^+}: 1s^2 2s^2 2p^6$$

В катионе натрия четыре $s$-электрона: два электрона на подуровне $1s$ и два — на подуровне $2s$.

Запишем распределение электронов на внешнем энергетическом уровне для каждого элемента ряда.$$1) \mathrm{B}: 2s^2 2p^1;\quad 2) \mathrm{Sn}: 5s^2 5p^2;\quad 3) \mathrm{Cr}: 4s^1;\quad 4) \mathrm{N}: 2s^2 2p^3;\quad 5) \mathrm{C}: 2s^2 2p^2$$

У атома бора на подуровне $2p$ находится один электрон, поэтому он неспаренный.

Рассмотрим электронные конфигурации элементов из ряда. У хрома конфигурация $[\mathrm{Ar}]3d^54s^1$, поэтому неспаренный электрон находится не только на d-, но и на s-орбитали.

У фосфора и азота неспаренные электроны находятся на p-орбиталях: $\mathrm{P}: [\mathrm{Ne}]3s^23p^3$, $\mathrm{N}: [\mathrm{He}]2s^22p^3$.

Рассмотрим элементы ряда и определим строение их внешнего энергетического уровня.

У лития электронная конфигурация заканчивается на $2s^1$, поэтому его внешняя электронная формула имеет вид $ns^1$. Литий имеет номер 1.$$1s^2 2s^1$$

Распределим электроны по энергетическим уровням у элементов ряда. У Rb внешним является четвёртый уровень: $4s^1$, поэтому на внешнем уровне один электрон.

У I внешняя оболочка имеет вид $5s^2 5p^5$, у Sn — $5s^2 5p^2$, у Mn — $4s^2$, у Cr — $4s^1$.

Запишем электронные конфигурации атомов выбранных элементов и проверим внешний $s$-подуровень.

У атома водорода конфигурация $1s^1$: на внешнем $s$-подуровне находится один неспаренный электрон.$$1s^1$$