Atomien energiatason ja -alatasojen rakenne. Monielektroniset atomit.

TEMA 2: Atomien energiatasot ja alatasot. Monielektroniset atomit

1. Mikä on energiatasolle kuuluvien alatasojen määrä tietyllä energiatasolla? Minkä pääkvanttiluvun arvoa kuvaa energiataso, jos sillä on 4 alatasoa? Anna niiden kirjallinen merkintä.

2. Mikä alkuaineella on kolme elektronia, joiden pääkvanttiluku n = 3 ja sivukvanttiluku l = 1? Mikä on niiden magneettisen kvanttiluvun arvo? Tuleeko niiden olla antialueellisia spinit?

3. Ilmoita kvanttilukujen n ja l arvot ulkoisille elektroneille alkuaineilla, joiden järjestysluvut ovat 12, 13, 23.

4. Kirjoita elektroniset ja elektronigrafiset kaavat atomille, joiden järjestysluvut ovat 18 ja 63. Mihin elektroniperheeseen ne kuuluvat?

5. Selitä, käyttäen Klechkovskin sääntöä, mitkä atomiorbitaali täytetään ensin:

a) 3d vai 4p; b) 4f vai 5p; c) 5p vai 6s; d) 4d vai 4f.

6. Kirjoita elektroniset ja elektronigrafiset kaavat atomille, joiden järjestysluvut ovat 27 ja 7. Kuinka monta vapaita f-orbitaaleja on näiden alkuaineiden atomeissa?

7. Mitkä seuraavista elektronikaavoista ovat virheellisiä ja miksi:

a) 1s12s22p6
b) 1s22s22p63s23p54s1
c) 1s22s22p63s1
d) 1s22s22p63s23p63d4
e) 1s22s22p3
f) 1s22s3.

8. Mitkä kvanttilukujen arvot n, l, ml ja ms voivat olla alumiiniatomin elektronin tilassa?

9. Mikä on suurin määrä elektroneja, jotka voivat sijaita s-, p-, d- ja f-alatasoilla? Kirjoita elektroninen ja elektronigrafinen kaava alkuaineelle, jonka järjestysluku on 51.

10. Mikä on suurin määrä elektroneja, jotka voivat sijaita K-, L-, M-, N-, O-, P-tasoilla? Mikä on kvanttiluku?

11. Alkuaineen elektronien ulkoisen energiatason kvanttiluvut ovat seuraavat: n = 5, l = 0, ml = 0, ms = +1/2. Kuinka monta vapaata 4d-orbitaalia on tämän alkuaineen atomissa? Kirjoita elektroninen ja elektronigrafinen kaava tämän atomin elektronista.

12. Kirjoita kvanttilukujen l, ml ja ms arvot elektroneille, joiden pääkvanttiluku on 3 ja 4.

13. Ilmoita alkuaineen järjestysnumero, jonka:

a) 3d-orbitaalit täyttyvät viimeisenä;
b) 4s-orbitaalit täyttyvät viimeisenä;
c) 4p-orbitaalit alkavat täyttyä;
d) 4f-orbitaalit alkavat täyttyä.

14. Kuinka monta vapaa 3d-orbitaalia on virittyneillä atomeilla:

a) rikki;
b) kloori;
c) fosfori;
d) vanadiini?

15. Ilmoita kvanttilukujen n ja l arvot ulkoisille elektroneille alkuaineilla, joiden järjestysluvut ovat 10, 15, 33.

16. Mikä on: a) orbitaalinen kvanttiluku energiatasojen alatasoille, joiden kapasiteetti on 10 ja 14; b) pääkvanttiluku energiatasoille, joiden kapasiteetti on 32, 50, 72?

17. Ottaen huomioon energiatasojen kapasiteetin, kuinka monta niitä on elektronikuoressa atomissa, jonka elektronimäärä on 18, 36, 54 ja 86?

18. Kuinka monta parittomia elektroneja on atomeissa perustilassa: a) magnesium; b) alumiini; c) hiili; d) boori; e) rikki?

19. Kirjoita elektroniset ja elektronigrafiset kaavat alkuaineille, joiden järjestysluvut ovat 39 ja 41. Kuinka monta vapaata d-orbitaalia on näiden alkuaineiden atomeissa?

20. Kirjoita elektroniset ja elektronigrafiset kaavat alkuaineille, joiden järjestysluvut ovat 24 ja 33, huomioiden, että ensimmäisellä alkuaineella tapahtuu "putoaminen" yhdestä 4s-elektronista 3d-alatasolle. Mikä on ensimmäisen atomin d-elektronien maksimaalinen spin ja toisen atomin p-elektronien spin?

21. Kirjoita elektronikaavat alkuaineille: a) cesium; b) bromi; c) vanadiini; d) molybdeeni; e) rauta; f) titaani; g) kalsium; h) tina; i) kloori; j) bromi; k) koboltti; l) platina; m) lyijy; n) mangaani; o) rikki.

22. Kuinka monta elektronia on energiatasoilla, jos pääkvanttiluku on 2, 3 ja 4?

23. Kuinka monta elektronia on seuraavilla alatasoilla:

a) 4f- ja 5d-alatasot lyijyatomiassa;
b) 5s- ja 4d-alatasot cesiumatomissa;
c) 5d- ja 4f-alatasot volframiytimen atomissa;
d) 3p- ja 3d-alatasot kobolttiatomissa;
e) 3d- ja 4s-alatasot arsenikkatomissa?

24. Kuinka monta neutronia on atomiytimissä: a) fosfori; b) lyijy; c) magnesium; d) piidioksidi; e) tina; f) hopea; g) vismuttia; h) kadmium; i) rauta?

25. Mikä on suurin valenssikäyttäytyminen seuraavilla alkuaineilla: a) tina; b) volframi; c) alumiini; d) vismutti; e) kalsium; f) titaani; g) happi; h) fluori; i) kloori?

26. Kuinka monta vapaata f-orbitaalia on alkuaineilla, joiden järjestysluvut ovat 57, 68 ja 82? Käyttäen Hundin sääntöä, jaa elektronit orbitaaleihin.

27. Selitä ja vertaile fluorin ja kloorin ominaisuuksia niiden elektronirakenteiden perusteella.

28. Käyttäen Klechkovskin sääntöä, kirjoita elektronikaavat seuraaville alkuaineille: a) mangaani; b) kromi; c) zirkoni; d) hafnium.

29. Käyttäen Hundin sääntöä, jaa elektronit orbitaaleihin, jotka vastaavat alkuaineiden perus- ja virittynyttä tilaa: a) fosfori; b) hiili; c) mangaani; d) happi; e) rauta.

30. Käyttäen Hundin sääntöä, jaa elektronit orbitaaleihin, jotka vastaavat alkuaineiden virittynyttä tilaa: a) boori; b) rikki; c) kloori.