LekcjeRazem

Rozwiązanie zadania 1.1

Pierwiastek E

1. Krok 1 – Analiza danych o pierwiastku E

   Z treści zadania wiemy, że elektrony atomu E w stanie podstawowym zajmują osiem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych.

   Oznacza to, że:

   • 6 orbitali jest zapełnionych (po 2 elektrony każdy) → $6 \times 2 = 12$ elektronów
   • 2 orbitale są niezapełnione (niecałkowite) → zawierają łącznie $n$ elektronów

2. Krok 2 – Wyznaczenie liczby elektronów i identyfikacja pierwiastka E

   Wypełniajmy kolejne podpowłoki zgodnie z zasadą Aufbaua:

   • Podpowłoka $1s$: 1 orbital, zapełniony → $2e^-$
   • Podpowłoka $2s$: 1 orbital, zapełniony → $2e^-$
   • Podpowłoka $2p$: 3 orbitale, wszystkie zapełnione → $6e^-$
   • Podpowłoka $3s$: 1 orbital, zapełniony → $2e^-$

   Po tych podpowłokach mamy: $1 + 1 + 3 + 1 = 6$ zapełnionych orbitali i razem 7 orbitali. Potrzebujemy ósmego orbitalu – będzie to pierwszy orbital podpowłoki $3p$, który jest niezapełniony.

   Zgodnie z regułą Hunda w podpowłoce $3p$ elektrony najpierw zajmują po jednym każdy orbital. Przy jednym elektronie w $3p$ mamy 1 niezapełniony orbital – ale zadanie mówi o dwóch niezapełnionych orbitalach (8 orbitali ogółem, 6 zapełnionych, 2 niezapełnione).

   Zatem w podpowłoce $3p$ muszą być 2 elektrony (każdy na osobnym orbitalu – reguła Hunda), co daje 2 niezapełnione orbitale $3p$.

   Konfiguracja: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^2$

   Łączna liczba elektronów: $2+2+6+2+2 = 14$

   Pierwiastek o liczbie atomowej $Z = 14$ to krzem (Si).

3. Krok 3 – Blok konfiguracyjny i elektrony walencyjne pierwiastka E (Si)

   Konfiguracja walencyjna krzemu: $3s^2\, 3p^2$ → ostatnia podpowłoka to $3p$, zatem krzem należy do bloku p.

   Elektrony walencyjne (podpowłoki $3s$ i $3p$): $2 + 2 = \mathbf{4}$ elektrony.

Pierwiastek X

1. Krok 1 – Analiza stanu wzbudzonego pierwiastka X

   Dany zapis stanu wzbudzonego:

   $$1s^2,\ 2s^2,\ 2p^6,\ 3s^1,\ 3p^3,\ 3d^3$$

   Łączna liczba elektronów:

   $$2 + 2 + 6 + 1 + 3 + 3 = 17$$

2. Krok 2 – Identyfikacja pierwiastka X

   Pierwiastek o $Z = 17$ to chlor (Cl).

   Weryfikacja – konfiguracja stanu podstawowego chloru: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^5$.

   Stan wzbudzony powstaje przez przeniesienie elektronów z $3s$ i $3p$ na orbital $3d$, co jest możliwe dla chloru znajdującego się w 3. okresie (dostępne orbitale $3d$). ✓

3. Krok 3 – Blok konfiguracyjny i elektrony walencyjne pierwiastka X (Cl)

   W stanie podstawowym konfiguracja walencyjna chloru: $3s^2\, 3p^5$ → ostatnia podpowłoka to $3p$, zatem chlor należy do bloku p.

   Elektrony walencyjne (podpowłoki $3s$ i $3p$): $2 + 5 = \mathbf{7}$ elektronów.

Wynik końcowy