Напишите электронную формулу атома кадмия Cd.
б) Распределите по квантовым ячейкам электроны двух последних уровней атома кадмия, соблюдая принцип Паули и правило Гунда.
в) Зная, что кадмий в соединениях может проявлять высшую валентность, равную II, определите, на каких подуровнях находятся валентные электроны атома кадмия и укажите эти электроны. Напишите значения четырех квантовых чисел для всех валентных электронов атома кадмия.
Решение
В периодической системе элементов Д.И. Менделеева кадмий имеет порядковый номер 48, следовательно, электронная оболочка атома содержит 48 электронов. Распределяем 48 электрона атома кадмия по энергетическим уровням и подуровням, следуя порядку их заполнения и учитывая максимальное число электронов на подуровнях (на s-2, на p-6):
48Cd 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d10 (2+2+6+2+6+2+10+6+2+10=24).
Б) Согласно принципу Паули: В атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором четырех квантовых чисел, т. е. каждый электрон в атоме имеет свой набор квантовых чисел, который полностью определяет энергетическое состояние электрона. В соответствии с принципом Паули на одной атомной орбитали могут находиться не более двух электронов с противоположно направленными спинами.
Электронную структуру атома можно изобразить в виде схемы размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическим изображением атомных орбиталей (АО)
. Квантовую ячейку обозначают в виде прямоугольника, а электроны в этих ячейках обозначаются стрелками. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами.
Распределение электронов по орбиталям на подуровне подчиняется правилу Гунда: электроны заполняют максимальное число свободных орбиталей, чтобы число неспаренных электронов было наибольшим, т.е. сначала по одному с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами.
Таким образом, распределим по квантовым ячейкам электроны двух последних уровней атома кадмия, соблюдая принцип Паули и правило Гунда:
В) Кадмий находится во второй группе, побочной подгруппе, последний электрон в соответствии с правилом Клечковского занимает d-подуровень.
Номер группы указывает максимальное число валентных электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей