Условие задачи

Число электронов на внешнем уровне элемента третьего периода в два раза меньше общего числа электронов на внутренних уровнях. Какой это элемент?

Решение

Предмет решения задачи – химия, а точнее, теория строения атома и периодическая система элементов.

Рассмотрим элементы третьего периода. Для любого элемента третьего периода внутренние (все уровни, кроме последнего) составляют атомное ядро в виде «неонового ядра», поскольку заполнены первые два энергетических уровня, содержащих в сумме 10 электронов (2 электрона на 1-м уровне и 8 электронов на 2-м).

Обозначим число электронов на внешнем (третем) уровне как v. По условию v равно половине от числа электронов на внутренних уровнях. То есть

v = (1/2) · 10 = 5.

Теперь посмотрим на типичное распределение внешних электронов у элементов третьего периода:

• Натрий: v = 1
• Магний: v = 2
• Алюминий: v = 3
• Кремний: v = 4
• Фосфор: v = 5
• Сера: v = 6
• Хлор: v = 7
• Аргон: v = 8

Единственный элемент с 5 электронами на внешнем уровне – это фосфор.

Таким образом, атом фосфора имеет электронную конфигурацию, где внутренние уровни содержат 10 электронов (конфигурация, как у неона) и 5 электронов располагаются на внешнем уровне (3-й уровень): 3s² 3p³.

Ответ: элемент – фосфор.