Задачи к параграфу 2.7

2.26. Сокращенная электронная формула элемента изображена в виде: ...5p³. Какой это элемент? Напишите полную электронную формулу и набор квантовых чисел для “последнего” электрона на внешнем электронном уровне ¹⁾.

2.27. Сокращенная электронная формула элемента изображена в виде: ...3d⁸. Какой это элемент? Напишите полную электронную формулу и набор квантовых чисел для 8-го электрона на d-подуровне ¹⁾.

2.28. Напишите полную электронную формулу элемента церия ₅₈Ce.

2.29. Напишите полную электронную формулу и нарисуйте орбитальную диаграмму для элемента ₁₉K. Запишите набор квантовых чисел для последнего (наиболее далекого от ядра) электрона этого элемента ¹⁾.

2.30 ¹⁾. В каком элементе при его образовании из субатомных частиц последним свое место в электронной оболочке займет электрон с таким набором квантовых чисел:

n = 3, l = 2, m = - 1, s = 1/2 ?

Напишите полную электронную формулу для этого элемента.

2.31 ¹⁾. Для какого элемента “последним” в электронной оболочке будет электрон с таким набором квантовых чисел:

n = 4, l = 1, m = - 1, s = - 1/2 ?

Напишите полную электронную формулу для этого элемента. Сколько у него неспаренных электронов?

2.32 ¹⁾. Для какого элемента “последним” в электронной оболочке будет электрон с таким набором квантовых чисел:

n = 2, l = 1, m = 0, s = - 1/2 ?

Напишите полную электронную формулу. Почему этот элемент не может быть благородным? Какой подуровень не заполнен по сравнению с ближайшим благородным элементом? Какой благородный элемент ближайший по электронному строению?

2.33. Назовите элементы и укажите число неспаренных электронов в атомах, имеющих следующие электронные конфигурации:

а) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²; б) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴;

в) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ .

1) Примечание к задачам на квантовые числа. В таких задачах существует определенная условность – мы полагаем, что самый первый электрон, начинающий заселять электронное облако в любом атоме, имеет спин s = +1/2. На самом деле для электронов со спином +1/2 и –1/2 это равновероятно. Так, при образовании атомов водорода в недрах звезд все они имеют электронную оболочку 1s¹, но 50% атомов водорода имеют электроны с s = +1/2, и 50% - электроны с s = -1/2. Приведенные здесь задачи предлагается решить в рамках введенной нами условности.

§2.8 "Элементарная" история.

Изучение химии не только в школе, но и в университете начинается с понятий "атом" и "элемент". Всем начинающим химикам приходится заучивать названия элементов. Кому-то это занятие может показаться скучным, но только не студентам. Любое скучное занятие они могут сделать веселым и даже озорным. Студенты Ростовского университета однажды придумали сказку, в которой вместо привычных слов использовались названия химических элементов. В студенческом фольклоре эта сказка имеет несколько вариантов. Здесь мы приводим только один из них. А впервые читатели узнали об этой сказке из журнала “Химия и жизнь” в 1989 году. В этом журнале вообще много интересного не только для взрослых, но и для юных естествоиспытателей. Итак:

Зашли мы как-то с БЕРКЛИЕМ к ВАНАДИЮ на его ФЕРМИЙ. Сидим, скучаем, на душе СЕРА. Тут БЕРКЛИЙ нам вдруг и СКАНДИЙ: "А не сходить ли нам в ЦИРКОНИЙ?" А надо сказать, что от нас неподалеку как раз ЦИРКОНИЙ остановился проездом то ли из ТУЛИЯ в САМАРИЙ, то ли из ФРАНЦИЯ в АМЕРИЦИЙ, а может быть даже из ИНДИЯ в ЕВРОПИЙ.

Мы говорим: "Ну ты, БЕРКЛИЙ, ТИТАН!" Стали считать РУБИДИИ. Как раз на три билета хватило. Тут ВАНАДИЙ и говорит: "А я НЕОДИМ, я с ГАЛЛИЙ". А БЕРКЛИЙ ему: "Раз НЕОДИМ, давай еще рубидии" - и нам подМАРГАНЕЦ. А ВАНАДИЙ, известный ПЛУТОНИЙ, давайАНТИМОНИи разводить: "У меня, мол, одна МЕДЬ АСТАТ, АРГЕНТУМ весь кончился".

Я говорю: "Может, ну ее, ГАЛЛИЙ - вредная она, как МЫШЬЯК!" А ВАНАДИЙ ни в какую - прямо КРЕМНИЙ! Впился в нас, как БОР. Тогда я, как самый АКТИНИЙ, у него ИТТЕРБИЙ: "ПЛАТИНА, - говорю, - и все тут!" С большим трудом ПАЛЛАДИЙ.

"А кто за билетами-то пойдет? - говорит ВАНАДИЙ - Я вчера с ДУБНИЯ упал, совсем ХРОМ..." Тогда БЕРКЛИЙ сБЕРИЛЛИЙ нашиРУБИДИИ, сунул их в карман и побежал. А ВАНАДИЙ РАДОН, как ТОРИЙ - давай звонить своей ГАЛЛИЙ и что-то ей там про ИНДИЙзаЛИТИЙ.

Вдруг из окна слышим: "АУРУМ, АУРУМ!" Я говорю: "Никак БЕРКЛИЙ?" А ВАНАДИЙ: "Нет, НЕОН". ГАДОЛИНИЙ мы, ГАДОЛИНИЙ, кто бы это был. Слышим опять: "АУРУМ, АУРУМ!"

Вышли мы во двор и видим - по двору БЕРКЛИЙ кругами бегает, а за ним соседский КОБАЛЬТ АРГОН и ГАФНИЙ, ГАФНИЙ на него. Догнал он БЕРКЛИЯ, да как УКСУС его сзади за карман, где наши РУБИДИИ лежат!. Наш БЕРКЛИЙ парень ЖЕЛЕЗО, не уступает: "СУРЬМА, - кричит, - СВИНЕЦ, ПРАЗЕОДИМ проклятый!" А тот знай его ТЕРБИЙ.

Тут БЕРКЛИЙ совсем ЛЮТЕЦИЙ стал. Руками машет, орет: "Кто мне брюки ЛАНТАН будет?" Ну, думаю, все - сейчас БЕРКЛИЙ ГОЛЬМИЙостанется. Подбегаем мы и видим - РУБИДИИ-то наши уже у КОБАЛЬТА во РТУТИ! Я к нему: "АРГОНЧИК, - говорю, - скажи "ГАФНИЙ", ну, скажи!" А он только сквозь зубы ЦЕЗИЙ: р-р-р...

Вдруг ВАНАДИЙ СТАННУМ на четвереньки да как рявкнет: "ГАФНИЙ!!!" От неожиданности АРГОН наши РУБИДИИ проглотил и бегом со двора. Я - за ним: "ПОЛОНИЙ, кричу, РУБИДИИ на место!" А ВАНАДИЙ грустно так говорит: "Что он тебе, РОДИЙ их, что ли?"

ПЛЮМБУМ мы на вредного КОБАЛЬТА и ушли. Вот так мы ЦИРКОНИЙ посмотрели, не выходя со двора. Чтобы мы еще когда-нибудьБЕРКЛИЯ за чем-нибудь посылали - ни НИКЕЛЬ!"

Задачи к §2.8.

2.34. Все химические термины, использованные в сказке, обозначают вещества, являющиеся ЭЛЕМЕНТАМИ. Кроме одного, которое является не элементом, а сложным веществом. Найдите его.

2.35. В сказке используются либо русские, либо латинские названия элементов. Исключение составляют два элемента: название одного из них встречается в русском и в латинском варианте, а другого - в русском и английском. Какие это элементы?