Какое максимальное число электронов могут занимать s-, p-, d-, f- орбитали на данном энергетическом уровне? Объясните, почему это так. Также напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 31.

Химия 11 класс Электронная конфигурация атомов максимальное число электронов s-орбитали p-орбитали d-орбитали f-орбитали энергетический уровень электронная формула атом элемента 31 порядковый номер 31 объяснение распределения электронов Новый

Давайте разберемся, сколько электронов могут занимать различные типы орбиталей (s, p, d, f) на разных энергетических уровнях.

1. Максимальное число электронов на орбиталях:

• s-орбитали: Каждая s-орбиталь может содержать максимум 2 электрона. Это связано с тем, что s-орбиталь имеет только одно подуровень (m=0), и два электрона могут занимать его с противоположными спинами.
• p-орбитали: Каждая p-орбиталь может содержать максимум 6 электронов (по 2 электрона на каждую из трех подуровней: m=-1, 0, +1). Это связано с тем, что в p-подуровне три орбитали, каждая из которых может содержать по 2 электрона.
• d-орбитали: Каждая d-орбиталь может содержать максимум 10 электронов (по 2 электрона на каждую из пяти подуровней: m=-2, -1, 0, +1, +2). Это объясняется тем, что d-подуровень состоит из пяти орбиталей.
• f-орбитали: Каждая f-орбиталь может содержать максимум 14 электронов (по 2 электрона на каждую из семи подуровней: m=-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3). Это связано с тем, что f-подуровень состоит из семи орбиталей.

Таким образом, максимальное число электронов на каждом уровне будет следующим:

• 1 уровень: 2 (s)
• 2 уровень: 8 (s + p)
• 3 уровень: 18 (s + p + d)
• 4 уровень: 32 (s + p + d + f)

2. Электронная формула атома элемента с порядковым номером 31:

Элемент с порядковым номером 31 - это галлий (Ga). Чтобы записать его электронную конфигурацию, мы будем заполнять орбитали в порядке увеличения энергии, следуя принципу Aufbau:

1. 1s²
2. 2s²
3. 2p⁶
4. 3s²
5. 3p⁶
6. 4s²
7. 3d¹⁰
8. 4p¹

Теперь сложим все электроны:

• 1s²: 2 электрона
• 2s²: 2 электрона
• 2p⁶: 6 электронов
• 3s²: 2 электрона
• 3p⁶: 6 электронов
• 4s²: 2 электрона
• 3d¹⁰: 10 электронов
• 4p¹: 1 электрон

Суммируя, получаем 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 1 = 31. Таким образом, электронная формула для атома галлия (Ga) будет:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p¹