Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3246797
А
Аноним
22 мая 2025 08:41 · публичный вопрос
А
Аноним

Для выполнения заданий мспользуйте следующий ряд химических элементов: 2) Br 4) S 5) Определите два элемента, атомы которых в основном состоянии на внешнем энергетическом уровне…

Запрос пользователя

Для выполнения заданий мспользуйте следующий ряд химических элементов: 2) Br 4) S 5) Определите два элемента, атомы которых в основном состоянии на внешнем энергетическом уровне содержат только по одному спаренному и по одному неспаренному электрону. Запишите номера выбранных элементов.

Ответ нейросети
22 мая 2025 08:41

Давайте внимательно разберем задачу.

Задача: Используя указанный ряд химических элементов (2) Br, 4) S, 5)), определить два элемента, у которых в основном состоянии на внешнем энергетическом уровне есть по одному спаренному и по одному неспаренному электрону. Записать номера выбранных элементов.

Шаг 1. Определение электронных конфигураций элементов

Для начала запишем электронную конфигурацию каждого элемента, а также посмотрим, сколько неспаренных и спаренных электронов у них на внешнем уровне.


Элемент 2) Br (Бром)

  • Атомный номер Br = 35.

  • Электронная конфигурация (учитывая последние уровни):

    \[\text{[Ar]} 3d^{10} 4s^2 4p^5\]

  • На внешнем уровне (четвертом):

    \[4s^2 4p^5\]

  • В 4p-подобласти имеется 5 электронов. Они занимают 5 орбиталей p с по 1 или 2 электронами.

  • Распределение:

    • 4s: 2 электрона (спаренные, т.к. заполняются по правилам)
    • 4p: 5 электронов
  • В 4p тяжелом состоянии:

    • 2 электрона спарены в 4s
    • 5 электронов в 4p: из них 3 электрона — неспаренные (по правилу Hund), а 2 электрона — спарены.

Итак, у Br:

  • Спаренные электроны на внешнем уровне: 2 (из 4s)
  • Неспаренные электроны: 3 (из 4p)

Элемент 4) S ( sulfur — сера)

  • Атомный номер = 16.

  • Электронная конфигурация:

    \[\text{[Ne]} 3s^2 3p^4\]

  • Внешний уровень — 3-й:

    \[3s^2 3p^4\]

  • В 3p есть 4 электрона.

  • Распределение в p-орбиталях:

    • 3p: 4 электрона. Максимум для p — 6, поэтому:

      • 2 электрона в 3s (спаренные)

      • 4 электрона в 3p:

        • по Hundу, максимально расположенных по разным орбиталям:

          • по 1 неспаренному в 3p (3 орбитали)

          • одна из орбиталей имеет 2 электрона (спаренные), остальные две — по 1 неспаренному.

Итак, у S:

  • Спаренные электроны: 2 (в 3s) + 2 (в одной из 3p) = 4

  • Неспаренные электроны: 2 (по одному в двух отдельных p-орбиталях)


Итог:

  • For Br: 3 неспаренных, 2 спаренных.
  • For S: 2 неспаренных, 4 спаренные.

Условие задачи:

"Элементы, у которых на внешнем энергетическом уровне есть один спаренный и один неспаренный электрон."

Итак, ищем элементы, у которых 1 неспаренный и 1 спаренный электрон.

Но по анализу:

  • Br: 3 неспаренных, 2 спаренных

  • S: 2 неспаренных, 4 спаренных

Ни один из этих элементов не подходит под услов.


Внимание! Возможно, в условиях задачи есть мелкая хитрость: В общем случае, нужно искать элементы, у которых в основном состоянии именно по одному неспаренному и по одному спаренному.

Какие элементы соответствуют данному условию?


Обобщение

  • Элементы 1-20 (до аргон) чаще всего имеют запаренные уровни, где неспаренные электроны обычно встречаются у элементов 7 (N: 3 неспаренных), 15 (P: 3 неспаренных), 13 (Al: 1 неспаренный), 17 (Cl: 1 неспаренный).

  • Одним из таких элементов является Алюминий (13): конфигурация [Ne] 3s^2 3p^1.

    • В 3p: 1 неспаренный, 1 спаренный (так как 2 электрона в 3s — спаренные).
  • Также, например, Кислород (8): 2 неспаренных, без спаренного? Нет — в кислороде 2 неспаренных, а спаренных — 4.

  • В случае с ксеноном (54) — он инертный газ, его уровень заполнен, все электроны спарены.


Перепроверка данных условий:

Вероятно, имеется в виду, что элемент в основном состоянии содержит ровно по одному неспаренному и по одному спаренному электрону.

Самый подходящий пример — железо (Fe):

  • В основном состоянии электронная конфигурация:

    \[\text{[Ar]} 3d^6 4s^2\]

  • В 4s: 2 спаренных электрона

  • В 3d: 6 электронов — в d-подуровне, где неспаренных может быть 4 (так как максимум 5 орбиталей).

    • Для 3d^6:

      • Орбитали:

        • по Hundу, наиболее устойчиво:

          • 1 орбиталь — с 2 электронами (спаренными)

          • 4 орбитали по 1 электрону (неспаренные)

      Так что в 3d: 4 неспаренных, 1 спаренный.

Все-таки, задача, видимо, проще.


Итог.

Если исходить из начальных данных и наглядных вариаций, один из очевидных элементов, где в основном состоянии есть ровно по одному неспаренному и по одному спаренному электрону — алюминий (13). В его 3s^2 3p^1:

  • 3s: 2 спаренных электрона

  • 3p: 1 неспаренный (орбиталь с одним электроном)

С другой стороны — он содержит 2 спаренных (в 3s), а не по одному.

Поэтому, данный пример не подходит.


Итоговое решение:

Из указанных элементов наиболее подходящим по условию является сера (S):

  • в 3p: 4 электрона — 2 неспаренных и 2 спаренных. Но условие — ровно по одному неспаренному и по одному спаренному.

Поскольку среди данных элементов только сера и бром рассматривались — ни один из них не подходит идеально.


Но в задаче, скорее всего, подразумевается:

Элемент с конфигурацией (пример):

  • 1 неспаренный электрон (в основном состоянии) и 1 спаренный — это характерно для водорода (H): 1 электрон, или гелия (He): 2 электрона, оба спарены.

  • Также, например, Хлор (Cl) — 7 неспаренных и 1 спаренный, не подходит.


Итоговое решение, исходя из буквального анализа:

Элемент, у которого в основном состоянии есть ровно один неспаренный и один спаренный электрон — это, скорее всего, элемент с конфигурацией:

  • Спаренных — 1

  • Неспаренных — 1

Из предложенных элементов наиболее близким примером является аргон (не изначально, но по принципу), однако в задаче предоставлены только Br, S, 5).


Ответ:

Номера элементов:

  • 4) S — у него 2 неспаренных, но не подходит по условию строго, так как требуется по одному спаренному и по одному неспаренному.

  • 2) Br — 3 неспаренных, 2 спаренных — не подходит.

Если задача — подсказать, то правильными являются (предположительно):

№ 13 (Al) — 1 неспаренный и 1 спаренный электрон.

Но так как в числе есть только 2 и 4, вероятнее всего, правильный ответ — номер 4 (S).


Итог:

Ответ:
4) — Сера
или
2) — Бром

Поскольку ни один из элементов не полностью соответствует условию, предполагается, что правильный ответ — это один из них.


Если нужно более точное решение или уточнение — пожалуйста, уточните параметры.