Назовите элементы 4-го периода, атомы которых содержат наибольшее число неспаренных d-электронов. напишите их электронные формулы. сформулируйте правила клечковского и покажите их выполнение на примере элементов 4-го периода.
Теперь давайте сформулируем правила клечковского для побочных квантовых чисел.
1. Количество электронов в подуровне (s, p, d) не может превышать значение побочного квантового числа (l).
2. Порядок заполнения электронами подуровней происходит с увеличением значения суммы главного и побочного квантовых чисел (n + l).
Давайте применим данные правила на примере элементов четвертого периода.
Вышеуказанные атомы имеют следующие электронные конфигурации:
- Кальций (Ca): 4s^2. Здесь s-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 0), что соответствует правилу 1.
- Скандий (Sc): 3d^1 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 1 электрон. Затем заполняется s-подуровень, так как энергия этого уровня ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Титан (Ti): 3d^2 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 2 электрона. Затем заполняется s-подуровень, поскольку его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Ванадий (V): 3d^3 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 3 электрона. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Хром (Cr): 3d^5 4s^1. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 5 электронов. Затем заполняются s- и d-подуровни, поскольку энергия s-подуровня ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Марганец (Mn): 3d^5 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 5 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Железо (Fe): 3d^6 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 6 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Кобальт (Co): 3d^7 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 7 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Никель (Ni): 3d^8 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 8 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Медь (Cu): 3d^10 4s^1. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 10 электронов. Затем заполняются s- и d-подуровни, поскольку энергия s-подуровня ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Цинк (Zn): 3d^10 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 10 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
Таким образом, мы перечислили элементы четвертого периода, атомы которых содержат наибольшее число неспаренных d-электронов, и сформулировали правила клечковского в контексте этих элементов.
Атомы данных элементов содержат наибольшее число неспаренных d-электронов.
Электронные формулы данных элементов можно записать следующим образом:
- Кальций (Ca): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2
- Скандий (Sc): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^1
- Титан (Ti): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^2
- Ванадий (V): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^3
- Хром (Cr): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^5
- Марганец (Mn): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^5
- Железо (Fe): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6
- Кобальт (Co): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^7
- Никель (Ni): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^8
- Медь (Cu): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^10
- Цинк (Zn): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10
Теперь давайте сформулируем правила клечковского для побочных квантовых чисел.
1. Количество электронов в подуровне (s, p, d) не может превышать значение побочного квантового числа (l).
2. Порядок заполнения электронами подуровней происходит с увеличением значения суммы главного и побочного квантовых чисел (n + l).
Давайте применим данные правила на примере элементов четвертого периода.
Вышеуказанные атомы имеют следующие электронные конфигурации:
- Кальций (Ca): 4s^2. Здесь s-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 0), что соответствует правилу 1.
- Скандий (Sc): 3d^1 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 1 электрон. Затем заполняется s-подуровень, так как энергия этого уровня ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Титан (Ti): 3d^2 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 2 электрона. Затем заполняется s-подуровень, поскольку его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Ванадий (V): 3d^3 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 3 электрона. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Хром (Cr): 3d^5 4s^1. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 5 электронов. Затем заполняются s- и d-подуровни, поскольку энергия s-подуровня ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Марганец (Mn): 3d^5 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 5 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Железо (Fe): 3d^6 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 6 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Кобальт (Co): 3d^7 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 7 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Никель (Ni): 3d^8 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 8 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Медь (Cu): 3d^10 4s^1. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 10 электронов. Затем заполняются s- и d-подуровни, поскольку энергия s-подуровня ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
- Цинк (Zn): 3d^10 4s^2. Здесь d-подуровень имеет одно значение побочного квантового числа (l = 2), соответствующее правилу 1, и в данном подуровне уже находится 10 электронов. Затем заполняется s-подуровень, так как его энергия ниже энергии d-подуровня, что соответствует правилу 2.
Таким образом, мы перечислили элементы четвертого периода, атомы которых содержат наибольшее число неспаренных d-электронов, и сформулировали правила клечковского в контексте этих элементов.