Правило Клечковского. Электронные оболочки атомов s-элементов

Задача 15.
В чем особенность электронного строения s-элементов? Где расположены s-элементы в периодической системе? Приведите пример электронной формулы для s-элемента
Решение:
В зависимости от строения электронных оболочек атомов все элементы периодической системы Д.И. Менделеева делят на четыре семейства: s-, p-, d- и f-элементы.
К семейству s-элементов относят химические элементы, в атомах которых происходит заполнение электронами s-подуровня внешнего уровня. К ним относятся первые два элемента каждого периода. Максимальное число электронов s-орбитали – два. В каждом периоде есть по два s-элемента. Это элементы главных подгрупп I и II групп, а также водород и гелий.

Примеры электронных формул:

Электронная формула элемента бериллия (Ве) - s-элемента II группы второго периода:

1s² 2s² 2р⁰

Электронная формула элемента натрия (Nа) - s-элемента I группы третьего периода:

1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 3р⁰

Электронная формула элемента магния (Мg) - s-элемента II группы третьего периода:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3р⁰

Электронная формула s-элемента калия (К) - s-элемента I группы четвертого периода: 

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁰  4р⁰

Задача 16.
Напишите электронно-графические формулы для 20-го и 88-го элементов, определите их валентные электроны и охарактеризуйте их с помощью квантовых чисел.
Решение:
Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nl^x, где n – главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение – s, p, d, f), x – число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией – меньшая сумма n+1 (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s►2s►2р►3s►3р►4s►3d►4р►5s►4d►5р►6s►(5d1)►4f►5d►6р►7s►(6d1-2►5f►6d►7р 

а) Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для 20-го элемента  - Са (Са –порядковый № 20) электронная формула будет иметь вид: 

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3s⁶ 4s² 3d⁰ 4p⁰

Валентные электроны кальция 4s²- находятся на 4s-подуровне. На валентных орбиталях атома Са находится 2 электрона. Поэтому элемент помещают во вторую группу периодической системы Д.И.Менделеева.

б) Для 88-го элемента Ra число электронов в атоме равно числу его порядкового номера - 88 и он стоит в седьмом периоде таблицы Д.И. Менделеева, то его электронная формула, согласно правилу Клечковского, будет иметь вид: 

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f⁰ 6d⁰ 7р⁰

На внешнем электронном уровне атома радия находится 2 электрона, которые являются валентными (расположены на 7s- подуровне), т.е. электронная конфигурация радия 7s².