Составьте электронно-графические формулы атомов Н - Zn

Ниже представлены электронно-графические формулы (электронные конфигурации) всех атомов от водорода до цинка, с кратким пояснением метода заполнения орбиталей. Также приведены условно упрощенные Lewis-структуры (распределение валентных электронов) для основных групп; для переходных элементов Lewis-структуры обычно менее однозначны, поэтому здесь приведена только обобщенная конфигурация.

Как заполняются орбитали (кратко)

• Основной принцип: Aufbau (постепенное заполнение орбиталей по возрастанию энергии).
• Порядок заполнения орбиталей (для данного диапазона): 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p.
• Исключения в ряду переходных металлов: у Cr и Cu встречаются особые конфигурации 4s и 3d (Cr: [Ar] 3d5 4s1; Cu: [Ar] 3d10 4s1), что связано с энергетическим близким положением уровней d и s.
• Льюис-формулы дают наглядное представление валентных электронов у элементов главной группы; для переходных металлов они менее однозначны, поэтому в списке ниже чаще приводится чистая конфигурация.

Электронные конфигурации и упрощённые Lewis-формулы H → Zn

H, Z = 1

• Конфигурация: 1s1
• Lewis: H•

He, Z = 2

• Конфигурация: 1s2
• Lewis: :He: (пара электронов)

Li, Z = 3

• Конфигурация: [He] 2s1
• Lewis: Li• (1 валентный электрон)

Be, Z = 4

• Конфигурация: [He] 2s2
• Lewis: :Be: (2 валентных электрона)

B, Z = 5

• Конфигурация: [He] 2s2 2p1
• Lewis: B••• (3 валентных электрона)

C, Z = 6

• Конфигурация: [He] 2s2 2p2
• Lewis: C•••• (4 валентных электронов)

N, Z = 7

• Конфигурация: [He] 2s2 2p3
• Lewis: N••••• (5 валентных)

O, Z = 8

• Конфигурация: [He] 2s2 2p4
• Lewis: O•••••• (6 валентных)

F, Z = 9

• Конфигурация: [He] 2s2 2p5
• Lewis: F••••••• (7 валентных)

Ne, Z = 10

• Конфигурация: [He] 2s2 2p6
• Lewis: :Ne: (8 валентных, полный октет)

Na, Z = 11

• Конфигурация: [Ne] 3s1
• Lewis: Na•

Mg, Z = 12

• Конфигурация: [Ne] 3s2
• Lewis: :Mg: (2 валентных)

Al, Z = 13

• Конфигурация: [Ne] 3s2 3p1
• Lewis: Al••• (3 валентных)

Si, Z = 14

• Конфигурация: [Ne] 3s2 3p2
• Lewis: Si•••• (4 валентных)

P, Z = 15

• Конфигурация: [Ne] 3s2 3p3
• Lewis: P••••• (5 валентных)

S, Z = 16

• Конфигурация: [Ne] 3s2 3p4
• Lewis: S•••••• (6 валентных)

Cl, Z = 17

• Конфигурация: [Ne] 3s2 3p5
• Lewis: Cl••••••• (7 валентных)

Ar, Z = 18

• Конфигурация: [Ne] 3s2 3p6
• Lewis: :Ar: (8 валентных, полный октет)

K, Z = 19

• Конфигурация: [Ar] 4s1
• Lewis: K•

Ca, Z = 20

• Конфигурация: [Ar] 4s2
• Lewis: :Ca: (2 валентных)

Sc, Z = 21

• Конфигурация: [Ar] 3d1 4s2
• Примечание: переходный металл; валентность обычно выражается сочетанием 4s и 3d

Ti, Z = 22

• Конфигурация: [Ar] 3d2 4s2
• Примечание: переходный металл

V, Z = 23

• Конфигурация: [Ar] 3d3 4s2
• Примечание: переходный металл

Cr, Z = 24

• Конфигурация: [Ar] 3d5 4s1
• Примечание: характерное исключение (полу-пустой d-подуровень)

Mn, Z = 25

• Конфигурация: [Ar] 3d5 4s2
• Примечание: переходный металл

Fe, Z = 26

• Конфигурация: [Ar] 3d6 4s2
• Примечание: переходный металл

Co, Z = 27

• Конфигурация: [Ar] 3d7 4s2
• Примечание: переходный металл

Ni, Z = 28

• Конфигурация: [Ar] 3d8 4s2
• Примечание: переходный металл

Cu, Z = 29

• Конфигурация: [Ar] 3d10 4s1
• Примечание: характерное исключение (полностью заполненная подуровень d)

Zn, Z = 30

• Конфигурация: [Ar] 3d10 4s2
• Примечание: переходный металл

Краткая подсказка по использованию

• Для задач по общей химии чаще полезна запись конфигураций в виде полного набора заполненных орбиталей: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s и т.д. Это позволяет увидеть, какие электроны являются валентными и как строятся периоды таблицы.
• Для главных группа: валентные электроны примерно равны группе элемента, поэтому легкость построения Lewis-структур выше.
• Для переходных металлов: у некоторых элементов валентность гибкая (d-электроны вовлекаются в связи), поэтому в задачах по неорганической химии чаще используют конфигурацию и краткое указание валентности, а не строгую Lewis-формулу.

Если нужно, могу оформить результат в виде таблицы или в виде изображений электронных конфигураций для каждого элемента, или сосредоточиться на конкретной группе (например, только главной группы или только переходных металлах). Также могу объяснить подробнее, почему у Cr и Cu возникают такие аномалии в конфигурациях.