Решение задачи: Электронное строение Галлия (Ga)

На изображении написана задача: "31 Распределите по АО (атомным орбиталям) Определите квантовые числа валентных электронов." К сожалению, в задаче не указан конкретный элемент, для которого нужно распределить электроны по атомным орбиталям и определить квантовые числа валентных электронов. Предположим, что задача является продолжением предыдущей, где мы определяли электронное строение **Галлия (Ga)**. Если это так, то мы будем работать с ним. Если же предполагается другой элемент, пожалуйста, уточните его. Давайте выполним задание для **Галлия (Ga)**.

Решение задачи для Галлия (Ga)

1.

Электронное строение Галлия (Ga)

Атомный номер галлия \(Z = 31\). Полная электронная формула: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^1\) Валентные электроны находятся на самой внешней электронной оболочке, которая для галлия является 4-й. Это электроны \(4s^2 4p^1\). 2.

Распределение электронов по атомным орбиталям (АО)

Для наглядности используем орбитальные диаграммы (клетки). Каждая клетка представляет собой одну атомную орбиталь, а стрелки - электроны (с разным спином). * **1s-подоболочка:** \[\boxed{\uparrow \downarrow}\] (2 электрона) * **2s-подоболочка:** \[\boxed{\uparrow \downarrow}\] (2 электрона) * **2p-подоболочка:** \[\boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow}\] (6 электронов) * **3s-подоболочка:** \[\boxed{\uparrow \downarrow}\] (2 электрона) * **3p-подоболочка:** \[\boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow}\] (6 электронов) * **3d-подоболочка:** (10 электронов) \[\boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow} \boxed{\uparrow \downarrow}\] * **4s-подоболочка:** (валентные электроны) \[\boxed{\uparrow \downarrow}\] (2 электрона) * **4p-подоболочка:** (валентные электроны) \[\boxed{\uparrow \quad} \boxed{\quad} \boxed{\quad}\] (1 электрон) 3.

Определение квантовых чисел валентных электронов

Валентные электроны галлия находятся на 4s- и 4p-подоболочках. **Для электронов 4s-подоболочки (\(4s^2\)):** * **Главное квантовое число (n):** \(n = 4\) (поскольку это 4-я оболочка). * **Орбитальное (азимутальное) квантовое число (l):** Для s-орбитали \(l = 0\). * **Магнитное квантовое число (m_l):** Для \(l = 0\), \(m_l = 0\). * **Спиновое квантовое число (m_s):** Для двух электронов на одной орбитали они имеют противоположные спины: \(+1/2\) и \(-1/2\). Таким образом, квантовые числа для двух 4s-электронов: * Первый электрон: \(n=4, l=0, m_l=0, m_s=+1/2\) * Второй электрон: \(n=4, l=0, m_l=0, m_s=-1/2\) **Для электрона 4p-подоболочки (\(4p^1\)):** * **Главное квантовое число (n):** \(n = 4\) (поскольку это 4-я оболочка). * **Орбитальное (азимутальное) квантовое число (l):** Для p-орбитали \(l = 1\). * **Магнитное квантовое число (m_l):** Для \(l = 1\), \(m_l\) может принимать значения \(-1, 0, +1\). По правилу Хунда, электрон занимает одну из этих орбиталей. Обычно принято начинать с \(m_l = -1\). * **Спиновое квантовое число (m_s):** Для одиночного электрона на орбитали спин может быть \(+1/2\) или \(-1/2\). Принято записывать \(+1/2\). Таким образом, квантовые числа для одного 4p-электрона: * Электрон: \(n=4, l=1, m_l=-1, m_s=+1/2\)

Ответы для Галлия (Ga)

1. **Распределение электронов по атомным орбиталям (валентные электроны):** * 4s-подоболочка: \[\boxed{\uparrow \downarrow}\] * 4p-подоболочка: \[\boxed{\uparrow \quad} \boxed{\quad} \boxed{\quad}\] 2. **Квантовые числа валентных электронов:** * Для 4s-электронов: * \(n=4, l=0, m_l=0, m_s=+1/2\) * \(n=4, l=0, m_l=0, m_s=-1/2\) * Для 4p-электрона: * \(n=4, l=1, m_l=-1, m_s=+1/2\)