Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 17.
Kategoria:
Elektrony w atomach, orbitale
Metale
Typ:
Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę
Podaj/wymień
Miedź tworzy kationy Cu+ oraz Cu2+.
a) | Określ, ile elektronów i z jakiej podpowłoki albo podpowłok oddaje atom miedzi, tworząc kation Cu2+. Dokończ poniższe zdanie, wpisując liczbę elektronów i symbol odpowiedniej podpowłoki lub podpowłok. |
Tworzenie kationu Cu2+ oznacza oddanie przez atom miedzi
b) | Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując schemat klatkowy konfiguracji elektronów walencyjnych jonu Cu2+ w stanie podstawowym oraz wartości głównej liczby kwantowej n i pobocznej liczby kwantowej l dla niesparowanego elektronu w tym jonie. |
Schemat klatkowy elektronów walencyjnych | Główna liczba kwantowa n | Poboczna liczba kwantowa l |
---|---|---|
Rozwiązanie
Poprawna odpowiedź
a)
(0-1)
Tworzenie kationu Cu2+ oznacza oddanie przez atom miedzi 1 elektronu z podpowłoki 4s i 1 elektronu z podpowłoki 3d.
b)
(0-1)
Schemat klatkowy elektronów walencyjnych |
Główna liczba kwantowa n | Poboczna liczba kwantowa l |
---|---|---|
3 | 2 |
Wskazówki
a)
Na podstawie położenia atomu miedzi w układzie okresowym należy napisać konfigurację
elektronową atomu tego pierwiastka w stanie podstawowym 1s22s22p63s23p63d104s1.
Skrócony zapis konfiguracji jego jonu to Cu2+: [Ar] 3d9. Napisanie skróconego zapisu
konfiguracji danego atomu polega na porównaniu konfiguracji atomu w stanie podstawowym
z zapisem konfiguracji elektronowej gazu szlachetnego poprzedzającego go w układzie
okresowym (w tym przypadku – argonu). Atom miedzi, tworząc kation Cu2+, oddaje
1 elektron z podpowłoki 4s i 1 elektron z podpowłoki 3d.
b)
Rozwiązanie tej części zadania wymaga znajomości reguły Hunda, zgodnie z którą pary
elektronów (↑↓) tworzą się dopiero po zapełnieniu wszystkich poziomów orbitalnych danej
podpowłoki przez elektrony niesparowane. Liczba elektronów niesparowanych w danej
podpowłoce powinna być możliwie największa. Schemat klatkowy elektronów walencyjnych
jonu Cu2+ przedstawia zapis:
Z zapisu skróconej konfiguracji elektronowej jonu Cu2+ wynika, iż elektrony walencyjne w tym jonie znajdują się na podpoziomie 3d, a to pozwala stwierdzić, że główna liczba kwantowa n elektronu niesparowanego jest równa 3 i – skoro jest to elektron należący do podpowłoki typu d – poboczna liczba kwantowa l wynosi 2.