Какой элемент в Периодической системе имеет в своем атоме в два раза больше 3d-электронов, чем в его трехзарядном ионе

Евгеньевич

3

Для решения этой задачи нам необходимо понять, какие элементы могут иметь в своем атоме в два раза больше 3d-электронов, чем в трехзарядном ионе.

Давайте рассмотрим электронную конфигурацию самого энергетически низкого (основного) состояния трехзарядного иона. Обычно, трехзарядный ион образуется путем потери трех электронов из нейтрального атома. В случае трехзарядного иона, обращающимися электронами являются наиболее высокоэнергетические 3s и 3p электроны, поскольку они имеют большую энергию по сравнению с 3d электронами.

Теперь рассмотрим атом в основном состоянии. В основном состоянии все электроны в атоме учитываются, поэтому нам нужно найти элемент, у которого в своем атоме в два раза больше 3d-электронов, чем в трехзарядном ионе.

Известно, что для атомов с атомным номером больше 20 (от кальция) основное состояние включает 3d-электроны.

Последним элементом с частично заполненной d-оболочкой является марганец (Mn) с порядковым номером 25. Поэтому мы можем предположить, что элемент с порядковым номером 25 - марганец (Mn) может быть ответом на нашу задачу.

Чтобы убедиться в нашем ответе, давайте посчитаем количество 3d-электронов в трехзарядном ионе марганца и в его атоме в основном состоянии.

У марганца атомный номер 25, поэтому нейтральный атом марганца имеет 25 электронов. Трехзарядный ион марганца будет иметь 25 - 3 = 22 электрона.

В трехзарядном ионе марганца будут заполнены 3s, 3p и 3d подоболочки. Так как в атоме в основном состоянии количество электронов равно числу атомных электронов (в данном случае 25), вычтем 22 электрона, чтобы определить количество электронов в 3д-оболочке атома в основном состоянии марганца. Получим 25 - 22 = 3 электрона в 3d-оболочке.

В трехзарядном ионе марганца 3d-электронов будет 0, так как эти электроны обеспечивают основное состояние атома.

Видим, что количество 3d-электронов в атоме марганца в основном состоянии (3) больше, чем в его трехзарядном ионе (0) в 2 раза.

Таким образом, мы можем заключить, что элемент с порядковым номером 25 в периодической системе химических элементов - марганец (Mn).