Условие задачи

Составьте электронные конфигурации атомов Na, Al, K, Fe. Укажите максимальную степень окисления каждого элемента.

Решение

Ниже приведён подробный разбор задачи, относящейся к химии (атомная структура, электронные конфигурации и степени окисления).

─────────────────────────────
1. Элемент: Na (натрий)
• Атомный номер: 11
• Электронная конфигурация:
1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
Объяснение:
– Первый энергетический уровень (1s) содержит 2 электрона.
– Второй уровень: 2s (2 электрона) и 2p (6 электронов).
– На третьем уровне: 3s имеет 1 электрон.
• Максимальная степень окисления: +1
Натрий, как представитель щелочных металлов, легко отдает свой единственный валентный электрон, образуя катион Na⁺.

─────────────────────────────
2. Элемент: Al (алюминий)
• Атомный номер: 13
• Электронная конфигурация:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
Объяснение:
– Первые два уровня (1s, 2s, 2p) полностью заполнены.
– Третий уровень: подуровни 3s и 3p содержат 2 и 1 электроны соответственно.
• Максимальная степень окисления: +3
Алюминий обычно теряет все три электрона третьего уровня, образуя Al³⁺.

─────────────────────────────
3. Элемент: K (калий)
• Атомный номер: 19
• Электронная конфигурация:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹
Объяснение:
– Конфигурация первых трех уровней полностью заполнена (1s, 2s, 2p, 3s, 3p).
– На четвёртом уровне только подуровень 4s занят одним электроном.
• Максимальная степень окисления: +1
Калий, как щелочной металл, отдает свой единственный валентный электрон, образуя K⁺.

─────────────────────────────
4. Элемент: Fe (железо)
• Атомный номер: 26
• Электронная конфигурация:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶
Или можно записать как: [Ar] 4s² 3d⁶
Объяснение:
– Внутренние уровни (1s, 2s, 2p, 3s, 3p) полностью заполнены, что соответствует конфигурации благородного газа аргона ([Ar]).
– Далее идут электроны 4s и 3d.
• Максимальная степень окисления: +6
Железо способно образовывать соединения с различными степенями окисления. Наибольшая известная степень окисления для железа наблюдается в ионе ферата (FeO₄²⁻), где оно имеет степень окисления +6.

─────────────────────────────
Таким образом, окончательные ответы:

• Na: электронная конфигурация – 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹, максимальная степень окисления +1.
• Al: электронная конфигурация – 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹, максимальная степень окисления +3.
• K: электронная конфигурация – 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹, максимальная степень окисления +1.
• Fe: электронная конфигурация – 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ (или [Ar] 4s² 3d⁶), максимальная степень окисления +6.

Это решение составлено с использованием правил записи и анализа электронной структуры атомов, характерных для курса общей и неорганической химии.