Energielevel und Unterniveaus im Atom. Mehrelektronen-Atome

THEMA 2: Energie-Niveaus und Unterniveaus im Atom. Mehrelektronenatome

1. Wie viele energetische Unterniveaus gibt es für ein bestimmtes Energieniveau? Welchen Wert hat die Hauptquantenzahl, wenn ein Energieniveau 4 Unterniveaus besitzt? Geben Sie ihre Buchstabenbezeichnungen an.

2. Welches Element hat in seinem Atom drei Elektronen, für die n = 3 und l = 1 gilt? Welchen Wert hat die magnetische Quantenzahl für diese Elektronen? Müssen sie antiparallele Spins haben?

3. Geben Sie die Werte der Quantenzahlen n und l für die Außenelektronen in Atomen der Elemente mit den Ordnungszahlen 12, 13 und 23 an.

4. Schreiben Sie die Elektronen- und Elektronen-Grafikformeln für Atome mit den Ordnungszahlen 18 und 63. Zu welcher Elektronenfamilie gehören sie?

5. Erklären Sie anhand der Klechkowski-Regel, welche Atomorbitale zuerst besetzt werden:

a) 3d oder 4p; b) 4f oder 5p; c) 5p oder 6s; d) 4d oder 4f.

6. Schreiben Sie die Elektronen- und Elektronen-Grafikformeln für Atome mit den Ordnungszahlen 27 und 7. Wie viele freie f-Orbitale gibt es in den Atomen dieser Elemente?

7. Welche der angegebenen Elektronenkonfigurationen sind falsch und erklären Sie den Grund:

a) 1s1 2s2 2p6
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s1
c) 1s2 2s2 2p6 3s1
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4
e) 1s2 2s2 2p3
f) 1s2 2s3

9. Welche Werte können die Quantenzahlen n, l, ml und ms annehmen, die den Zustand der Elektronen im Aluminiumatom charakterisieren?

10. Wie viele Elektronen können sich maximal in den s-, p-, d- und f-Unterniveaus befinden? Schreiben Sie die Elektronen- und Elektronen-Grafikformel des Atoms mit der Ordnungszahl 51.

11. Wie viele Elektronen können sich maximal in den Niveaus K, L, M, N, O, P befinden? Was sind Quantenzahlen?

12. Die Quantenzahlen für die Außenelektronen eines bestimmten Elements sind: n = 5, l = 0, ml = 0, ms = +1/2. Wie viele freie 4d-Orbitale hat das Atom dieses Elements? Schreiben Sie seine Elektronen- und Elektronen-Grafikformel.

13. Schreiben Sie die Werte der Quantenzahlen l, ml und ms für Elektronen mit den Hauptquantenzahlen 3 und 4.

14. Geben Sie die Ordnungszahl des Elements an, bei dem:

a) die Besetzung der 3d-Orbitale endet;
b) die Besetzung der 4s-Orbitale endet;
c) die Besetzung der 4p-Orbitale beginnt;
d) die Besetzung der 4f-Orbitale beginnt.

15. Wie viele leere 3d-Orbitale besitzen angeregte Atome von:

a) Schwefel; b) Chlor; c) Phosphor; d) Vanadium?

16. Geben Sie die Werte der Quantenzahlen n und l für Außenelektronen in Atomen der Elemente mit den Ordnungszahlen 10, 15, 33 an.

17. Welchen Wert hat: a) die Orbitalquantenzahl für energetische Unterniveaus mit einer Kapazität von 10 und 14; b) die Hauptquantenzahl für Energieniveaus mit einer Kapazität von 32, 50 und 72?

18. Geben Sie unter Berücksichtigung der Kapazität der Energieniveaus an, wie viele Niveaus die Elektronenhülle von Atomen mit 18, 36, 54 und 86 Elektronen enthält.

19. Wie viele ungepaarte Elektronen enthalten die Atome im Grundzustand von: a) Magnesium; b) Aluminium; c) Kohlenstoff; d) Bor; e) Schwefel?

20. Schreiben Sie die Elektronen- und Elektronen-Grafikformeln für Atome mit den Ordnungszahlen 39 und 41. Wie viele freie d-Orbitale besitzen die Atome dieser Elemente?

21. Schreiben Sie die Elektronen- und Elektronen-Grafikformeln der Atome der Elemente mit den Ordnungszahlen 24 und 33 unter Berücksichtigung, dass beim ersten ein „Absinken“ eines 4s-Elektrons auf das 3d-Unterniveau erfolgt. Wie groß ist der maximale Spin der d-Elektronen im ersten Atom und der p-Elektronen im zweiten?

22. Schreiben Sie die Elektronenkonfigurationen der Atome folgender Elemente:

a) Cäsium; b) Brom; c) Vanadium; d) Molybdän; e) Eisen; f) Titan; g) Calcium; h) Zinn; i) Chlor; j) Brom; k) Kobalt; l) Platin; m) Blei; n) Mangan; o) Schwefel.

23. Wie viele Elektronen befinden sich auf Energieniveaus mit den Hauptquantenzahlen 2, 3 und 4?

24. Wie viele Elektronen befinden sich auf:

a) 4f- und 5d-Unterniveaus des Bleiatoms;
b) 5s- und 4d-Unterniveaus des Cäsiumatoms;
c) 5d- und 4f-Unterniveaus des Wolframatoms;
d) 3p- und 3d-Unterniveaus des Kobaltatoms;
e) 3d- und 4s-Unterniveaus des Arsenatoms?

25. Wie viele Neutronen befinden sich in den Atomkernen von:
    a) Phosphor; b) Blei; c) Magnesium; d) Silizium; e) Zinn; f) Silber; g) Wismut; h) Cadmium; i) Eisen?

26. Welchen maximalen Valenzzustand können zeigen:

a) Zinn; b) Wolfram; c) Aluminium; d) Wismut; e) Calcium; f) Titan; g) Sauerstoff; h) Fluor; i) Chlor?

27. Wie viele freie f-Orbitale enthalten die Atome der Elemente mit den Ordnungszahlen 57, 68 und 82? Verteilen Sie die Elektronen nach der Hundschen Regel auf die Orbitale.

28. Erklären Sie anhand der Elektronenstruktur der Fluor- und Chloratome die Ähnlichkeiten und Unterschiede in ihren Eigenschaften.

29. Schreiben Sie gemäß der Klechkowski-Regel die Elektronenkonfigurationen der folgenden Elemente:

a) Mangan; b) Chrom; c) Zirkonium; d) Hafnium.

30. Verteilen Sie gemäß der Hundschen Regel die Elektronen auf die Orbitale entsprechend dem Grundzustand der Atome von:

a) Phosphor; b) Kohlenstoff; c) Mangan; d) Sauerstoff; e) Eisen.

31. Verteilen Sie gemäß der Hundschen Regel die Elektronen auf die Orbitale entsprechend dem angeregten Zustand der Atome von:

a) Bor; b) Schwefel; c) Chlor.