Les niveaux et sous-niveaux dans l'atome. Atomes multi-électroniques

TITRE2 : Niveaux et sous-niveaux dans l'atome. Atomes multi-électroniques

1. Quelle est le nombre de sous-niveaux énergétiques pour un niveau énergétique donné ? Quelle valeur du nombre quantique principal caractérise un niveau énergétique ayant 4 sous-niveaux ? Donnez leur désignation littérale.

2. Quel élément possède trois électrons dans son atome, pour lesquels n = 3 et l = 1 ? Quelle est la valeur du nombre quantique magnétique pour ces électrons ? Doivent-ils avoir des spins antiparallèles ?

3. Indiquez les valeurs des nombres quantiques n et l pour les électrons externes des atomes des éléments ayant les numéros atomiques 12, 13, 23.

4. Écrivez les formules électroniques et électroniques-graphiques des atomes des éléments ayant les numéros atomiques 18 et 63. À quelle famille d'électrons appartiennent-ils ?

5. Expliquez, en utilisant la règle de Klechkowski, quelles orbitales atomiques se remplissent en premier :

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

6. Écrivez les formules électroniques et électroniques-graphiques des atomes des éléments ayant les numéros atomiques 27 et 7. Combien d'orbitales f libres y a-t-il dans les atomes de ces éléments ?

7. Quelles de ces formules électroniques sont incorrectes et expliquez pourquoi :

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

8. Quelles valeurs peuvent prendre les nombres quantiques n, l, ml et ms caractérisant l'état des électrons dans un atome d'aluminium ?

9. Quel est le nombre maximal d'électrons sur les sous-niveaux s, p, d, f ? Écrivez la formule électronique et la formule électronique-graphique de l'atome ayant le numéro atomique 51.

10. Quel est le nombre maximal d'électrons pouvant être sur les niveaux K, L, M, N, O, P ? Qu'est-ce que les nombres quantiques ?

11. Les nombres quantiques des électrons du niveau énergétique externe d'un atome d'un certain élément sont les suivants : n = 5, l = 0, ml = 0, ms = +1/2. Combien d'orbitales 4d libres contient l'atome de cet élément ? Écrivez la formule électronique et la formule électronique-graphique de cet atome.

12. Écrivez les valeurs des nombres quantiques l, ml et ms pour les électrons dont les nombres quantiques principaux sont égaux à 3 et 4.

13. Indiquez le numéro atomique de l'élément pour lequel :

a) la remplissage des orbitales 3d se termine ;
b) la remplissage des orbitales 4s se termine ;
c) la remplissage des orbitales 4p commence ;
d) la remplissage des orbitales 4f commence.

14. Combien d'orbitales 3d vacantes ont les atomes excités de :

a) soufre ; b) chlore ; c) phosphore ; d) vanadium ?

15. Indiquez les valeurs des nombres quantiques n et l pour les électrons externes des atomes des éléments ayant les numéros atomiques 10, 15, 33.

16. Quelle est la valeur :
    a) du nombre quantique orbital pour les sous-niveaux énergétiques dont la capacité est de 10 et 14 ;
    b) du nombre quantique principal pour les niveaux énergétiques dont la capacité est de 32, 50, 72 ?

17. En tenant compte de la capacité des niveaux énergétiques, indiquez combien de niveaux sont contenus dans la couche électronique d'un atome ayant 18, 36, 54 et 86 électrons.

18. Combien d'électrons non appariés contient l'atome dans son état fondamental :
    a) magnésium ; b) aluminium ; c) carbone ; d) bore ; e) soufre ?

19. Écrivez les formules électroniques et électroniques-graphiques des atomes des éléments ayant les numéros atomiques 39 et 41. Combien d'orbitales d libres y a-t-il dans les atomes de ces éléments ?

20. Écrivez les formules électroniques et électroniques-graphiques des atomes des éléments ayant les numéros atomiques 24 et 33, en tenant compte du fait que, pour le premier, un électron 4s "tombe" sur le sous-niveau 3d. Quelle est la valeur du spin maximal des électrons d pour le premier atome et des électrons p pour les atomes du deuxième élément ?

21. Écrivez les formules électroniques des atomes des éléments :
    a) césium ; b) brome ; c) vanadium ; d) molybdène ; e) fer ; f) titane ; g) calcium ; h) plomb ; i) chlore ; j) brome ; k) cobalt ; l) platine ; m) plomb ; n) manganèse ; o) soufre.

22. Combien d'électrons se trouvent sur les niveaux énergétiques si le nombre quantique principal est égal à 2, 3 et 4 ?

23. Combien d'électrons se trouvent sur :

a) les sous-niveaux 4f et 5d de l'atome de plomb ;
b) les sous-niveaux 5s et 4d de l'atome de césium ;
c) les sous-niveaux 5d et 4f de l'atome de tungstène ;
d) les sous-niveaux 3p et 3d de l'atome de cobalt ;
e) les sous-niveaux 3d et 4s de l'atome d'arsenic ?

24. Combien de neutrons y a-t-il dans les noyaux des atomes :
    a) phosphore ; b) plomb ; c) magnésium ; d) silicium ; e) plomb ; f) argent ; g) bismuth ; h) cadmium ; i) fer ?

25. Quelle est la valeur maximale de l'état de valence pour :
    a) plomb ; b) tungstène ; c) aluminium ; d) bismuth ; e) calcium ; f) titane ; g) oxygène ; h) fluor ; i) chlore ?

26. Combien d'orbitales f libres contiennent les atomes des éléments ayant les numéros atomiques 57, 68 et 82 ? En utilisant la règle de Hund, répartissez les électrons sur les orbitales.

27. Expliquez, à partir de la structure électronique des atomes de fluor et de chlore, la similitude et les différences de leurs propriétés.

28. En utilisant la règle de Klechkowski, écrivez les formules électroniques des atomes des éléments suivants :
    a) manganèse ; b) chrome ; c) zirconium ; d) hafnium.

29. En utilisant la règle de Hund, répartissez les électrons sur les orbitales correspondant à l'état fondamental des atomes :
    a) phosphore ; b) carbone ; c) manganèse ; d) oxygène ; e) fer.

30. En utilisant la règle de Hund, répartissez les électrons sur les orbitales correspondant à l'état excité des atomes :
    a) bore ; b) soufre ; c) chlore.