Пример 1. Составьте электронные формулы атомов элементов № 20 и № 53

Составьте электронные формулы атомов элементов № 20 и № 53. На каких энергетических уровнях и подуровнях находятся валентные электроны?

Решение.

Порядковый номер элемента, равный заряду ядра атома, указывает число электронов в структуре атома. Согласно принципу «минимума энергии» (см. пример 2.4) заполнение электронами энергетических уровней и подуровней идет в следующем порядке:

1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d¹⁰, 5p⁶, 6s², (5d¹), 4f¹⁴, 5d^{2 - 10}, 6p⁶, 7s², (6d^{1 - 2}), 5f¹⁴, 6d^{3 - 10}, 7p.

Цифрой указывается значение главного квантового числа n – энергетический уровень, буквой - значение орбитального квантового числа l - энергетический подуровень. Индекс справа вверху показывает число электронов на данном подуровне. Суммарное число индексов должно совпадать с числом электронов в атоме, т. е. с его порядковым номером. При записи электронной формулы используют только главное и орбитальное квантовые числа.

Электронные формулы атомов элементов № 20 и № 53 имеют вид:

№ 20 (Ca) - 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s² ,

№ 53 (I) - 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d¹⁰, 5p⁵.

Валентные электроны в атоме расположены на последнем энергетическом уровне и на заполняющемся подуровне. У Ca это 4s², у I - 5s² 5p⁵. Поскольку в атоме кальция последним заполняется электронами s-подуровень, то он относится к семейству s-элементов, а I - к семейству p-элементов.