Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов в основном состоянии во внешнем слое содержат один неспаренный электрон

Базовые знания. Последовательность заполнения орбиталей в многоэлектронном атоме:

$(1s^{2}), (2s^{2}, 2p^{6}), (3s^{2}, 3p^{6}), (4s^{2}, 3d^{10}, 4p^{6}), (5s^{2}, 4d^{10}, 5p^{6}), (6s^{2}, 4f^{14}, 5d^{10}, 6p^{6}), (7s^{2}, 5f^{14}, 6d^{10}…)$.

В пределах одного подуровня заполнение орбиталей происходит по принципу Гунда: более устойчивое состояние имеет большее число неспаренных электронов:

$np^3$

Анализ и решение

1) Элемент алюминий, порядковый номер 13, находится в главной подгруппе III группы третьего периода (IIIA подгруппа). Электронная и электронно-графическая (заполнение орбиталей) формулы:

$↙{13}Al 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3р^1$

$↙{13}A$

Вывод: в атоме имеется один неспаренный электрон во внешнем слое, ответ правильный.

2) Элемент сера, порядковый номер 16, находится в главной подгруппе VI группы третьего периода (VIA подгруппа). Электронная и электронно-графическая (заполнение орбиталей) формулы:

$↙{16}S 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3р^{4}$,

$↙{16}S$

Вывод: в атоме имеется два неспаренных электрона во внешнем слое, ответ неправильный.

3) Элемент фосфор, порядковый номер 15, находится в главной подгруппе V группы третьего периода (VA подгруппа). Электронная и электронно-графическая (заполнение орбиталей) формулы:

$↙{15}P 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3р^{3}$,

$↙{15}P$

Вывод: в атоме имеется три неспаренных электрона во внешнем слое, ответ неправильный.

4) Элемент хром, порядковый номер 24, находится в побочной подгруппе VI группы четвёртого периода (VIB подгруппа).

В атоме хрома происходит перенос одного из s-электронов внешнего слоя (4s) на подуровень 3d. В результате достигается состояние с наполовину заполненными s- и d-подуровнями ($3d^{5}4s^{1}$), которое имеет меньшую энергию, чем состояние $3d^{4}4s^{2}$. Такое перемещение электронов в атоме называют «проскок электрона» или «провал электрона». Проскок электрона происходит в атомах хрома, молибдена, меди, серебра, золота и палладия.

Электронная и электронно-графическая (заполнение орбиталей) формулы:

$↙{24}Cr 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3р^{6}3d^{5}4s^{1}$,

$↙{24}Cr$

Вывод: в атоме имеется один неспаренный электрон во внешнем слое, ответ правильный. Последний вариант ответа рассматривать не будем.

Ответ: 14