Úrovně a podúrovně v atomu. Mnohoelektronové atomy

TÉMA 2: Úrovně a podúrovně v atomu. Vícerelektronové atomy
1.  Kolik energetických podúrovní existuje pro danou energetickou úroveň? Jaká je hodnota hlavního kvantového čísla, pokud energetická úroveň má 4 podúrovně? Uveďte jejich písmenné označení.

2.  Který prvek má v atomu tři elektrony, pro každý z nich platí n = 3 a l = 1? Jaká je hodnota magnetického kvantového čísla pro tyto elektrony? Musejí mít antiparalelní spiny?

3.  Uveďte hodnoty kvantových čísel n a l pro valenční elektrony v atomech prvků s protonovými čísly 12, 13, 23.

4.  Napište elektronové a elektronově-grafické konfigurace atomů s protonovými čísly 18 a 63. Do které elektronové skupiny patří?

5.  Vysvětlete pomocí Klečkovského pravidla, které atomové orbitaly se zaplňují dříve:
a) 3d nebo 4p;
b) 4f nebo 5p;
c) 5p nebo 6s;
d) 4d nebo 4f.

6.  Napište elektronové a elektronově-grafické konfigurace atomů s protonovými čísly 27 a 7. Kolik volných f-orbitalů mají atomy těchto prvků?

8.  Které z uvedených elektronových konfigurací jsou nesprávné a vysvětlete proč:
a) 1s¹2s²2p⁶
b) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵4s¹
c) 1s²2s²2p⁶3s¹
d) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴
e) 1s²2s²2p³
f) 1s²2s³

9.  Jaké hodnoty mohou nabývat kvantová čísla n, l, ml a ms, která charakterizují stav elektronů v atomu hliníku?

10.  Jaký je maximální počet elektronů na s-, p-, d-, f-podúrovních? Napište elektronovou a elektronově-grafickou konfiguraci atomu s protonovým číslem 51.

11.  Jaký je maximální počet elektronů na úrovních K, L, M, N, O, P? Co jsou kvantová čísla?

12.  Kvantová čísla pro elektrony valenční energetické úrovně jednoho prvku mají následující hodnoty: n = 5, l = 0, ml = 0, ms = +1/2. Kolik volných 4d-orbitalů má atom tohoto prvku? Napište jeho elektronovou a elektronově-grafickou konfiguraci.

13.  Uveďte hodnoty kvantových čísel l, ml a ms pro elektrony, jejichž hlavní kvantová čísla jsou 3 a 4.

14.  Uveďte protonové číslo prvku, u kterého:
a) končí zaplňování 3d-orbitalů;
b) končí zaplňování 4s-orbitalů;
c) začíná zaplňování 4p-orbitalů;
d) začíná zaplňování 4f-orbitalů.

15.  Kolik volných 3d-orbitalů mají excitované atomy:
a) síry;
b) chloru;
c) fosforu;
d) vanadu?

16.  Uveďte hodnoty kvantových čísel n a l pro valenční elektrony v atomech prvků s protonovými čísly 10, 15, 33.

17.  Jakou hodnotu má:
a) orbitální kvantové číslo pro energetické podúrovně s kapacitou 10 a 14;
b) hlavní kvantové číslo pro energetické úrovně s kapacitou 32, 50, 72?

18.  Vzhledem ke kapacitě energetických úrovní určete, kolik jich obsahuje elektronový obal atomu s 18, 36, 54 a 86 elektrony.

19.  Kolik nespárovaných elektronů mají atomy v základním stavu:
a) hořčíku;
b) hliníku;
c) uhlíku;
d) boru;
e) síry?

20.  Napište elektronové a elektronově-grafické konfigurace atomů prvků s protonovými čísly 39 a 41. Kolik volných d-orbitalů mají atomy těchto prvků?

21.  Napište elektronové a elektronově-grafické konfigurace atomů prvků s protonovými čísly 24 a 33, přičemž u prvního dochází k „pádu“ jednoho 4s-elektronu na 3d-podúroveň. Jaký je maximální spin d-elektronů u prvního atomu a p-elektronů u druhého?

22.  Napište elektronové konfigurace atomů prvků:
a) cesia;
b) bromu;
c) vanadu;
d) molybdenu;
e) železa;
f) titanu;
g) vápníku;
h) cínu;
i) chloru;
j) bromu;
k) kobaltu;
l) platiny;
m) olova;
n) manganu;
o) síry.

23.  Kolik elektronů je na energetických úrovních, pokud hlavní kvantové číslo je 2, 3 a 4?

24.  Kolik elektronů je na:
a) 4f- a 5d-podúrovních atomu olova;
b) 5s- a 4d-podúrovních atomu cesia;
c) 5d- a 4f-podúrovních atomu wolframu;
d) 3p- a 3d-podúrovních atomu kobaltu;
e) 3d- a 4s-podúrovních atomu arsenu?

25.  Kolik neutronů je v jádrech atomů:
a) fosforu;
b) olova;
c) hořčíku;
d) křemíku;
e) cínu;
f) stříbra;
g) vizmutu;
h) kadmia;
i) železa?

26.  Jaký je maximální valencní stav, který mohou prvky projevit:
a) cín;
b) wolfram;
c) hliník;
d) vizmut;
e) vápník;
f) titan;
g) kyslík;
h) fluor;
i) chlor?

27.  Kolik volných f-orbitalů mají atomy prvků s protonovými čísly 57, 68 a 82? Pomocí Hundova pravidla rozvrhněte elektrony do orbitalů.

28.  Na základě elektronové struktury atomů fluoru a chloru vysvětlete podobnosti a rozdíly ve vlastnostech těchto prvků.

29.  Pomocí Klečkovského pravidla napište elektronové konfigurace atomů těchto prvků:
a) manganu;
b) chromu;
c) zirkonia;
d) hafnia.

30.  Pomocí Hundova pravidla rozvrhněte elektrony do orbitalů odpovídajících základnímu stavu atomů:
a) fosforu;
b) uhlíku;
c) manganu;
d) kyslíku;
e) železa.

31.  Pomocí Hundova pravidla rozvrhněte elektrony do orbitalů odpovídajících excitovanému stavu atomů:
a) boru;
b) síry;
c) chloru.