Odpowiedź :
Jaki to pierwiastek?
Symbol chemiczny pierwiastka A: Cr (chrom)
Symbol chemiczny pierwiastka B: Se (selen)
Jak wyznaczyć te pierwiastki?
Wiemy, że leżą one w czwartym okresie układu okresowego.
Więc będą to dwa z spośród wymienionych pierwiastków:
- potas
- wapń
- skand
- tytan
- wanad
- chrom
- mangan
- żelazo
- kobalt
- nikiel
- miedź
- cynk
- gal
- german
- arsen
- selen
- brom
- krypton.
Wiemy także, że mają one tyle samo elektronów walencyjnych. Liczbę elektronów walencyjnych odczytujemy z numeru grupy - jest ona równa numerowi grupy, a w przypadku gdy numer grupy jest większy niż 10 to jest równa numerowi grupy pomniejszonemu o 10.
Określimy liczbę elektronów walencyjnych każdego z pierwiastków z 4 okresu:
- potas - 1 elektron walencyjny
- wapń - 2 elektrony walencyjne
- skand - 3 elektrony walencyjne
- tytan - 4 elektrony walencyjne
- wanad - 5 elektronów walencyjnych
- chrom - 6 elektronów walencyjnych
- mangan - 7 elektronów walencyjnych
- żelazo - 8 elektronów walencyjnych
- kobalt - 9 elektronów walencyjnych
- nikiel - 10 elektronów walencyjnych
- miedź - 1 elektron walencyjny
- cynk - 2 elektrony walencyjne
- gal - 3 elektrony walencyjne
- german - 4 elektrony walencyjne
- arsen - 5 elektrony walencyjne
- selen - 6 elektronów walencyjnych
- brom - 7 elektronów walencyjnych
- krypton - 8 elektronów walencyjnych.
Możemy odrzucić pierwiastki, które jako jedyne mają 9 i 10 elektronów walencyjnych - czyli kobalt i nikiel.
Wiemy także, że w stanach podstawowych obu atom liczba elektronów niesparowanych w atomie pierwiastka A jest trzykrotnie większa od liczby elektronów niesparowanych w atomie pierwiastka B.
Określimy ile elektronów niesparowanych mają pierwiastki z 4 okresu. Najpierw ustalimy zapis podpowłokowy, a następnie na podstawie zapisu klatkowego określimy liczbę niesparowanych elektronów.
Na podpowłoce s mogą znajdować się maksymalnie 2 elektrony.
Na podpowłoce d może znajdować się maksymalnie 10 elektronów.
Na podpowłoce p może znajdować się maksymalnie 6 elektronów.
Zgodnie z regułą Hunda rozmieszczamy je tak, aby było jak najwięcej elektronów niesparowanych.
Konfiguracja walencyjna podpowłokowa i liczba elektronów niesparowanych:
- potas - [Ar] 4s¹ - 1 elektron niesparowany
- wapń - [Ar] 4s² - wszystkie elektrony sparowane
- skand - [Ar] 3d¹ 4s² - 1 elektron niesparowany
- tytan - [Ar] 3d² 4s² - 2 elektrony niesparowane
- wanad - [Ar] 3d³ 4s² - 3 elektrony niesparowane
- chrom - [Ar] 3d⁵ 4s¹ - 6 elektronów niesparowanych
- mangan - [Ar] 3d⁵ 4s² - 5 elektronów niesparowanych
- żelazo - [Ar] 3d⁶ 4s² - 4 elektrony niesparowane
- miedź - [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ - 1 elektron niesparowany
- cynk - [Ar] 3d¹⁰ 4s² - wszystkie elektrony sparowane
- gal - [Ar] 4s² 4p¹ - 1 elektron niesparowany
- german - [Ar] 4s² 4p² - 2 elektrony niesparowane
- arsen - [Ar] 4s² 4p³ - 3 elektrony niesparowane
- selen - [Ar] 4s² 4p⁴ - 2 elektrony niesparowane
- brom - [Ar] 4s² 4p⁵ - 1 elektron niesparowany
- krypton - [Ar] 4s² 4p⁶ - wszystkie elektrony sparowane
Konfiguracje podpowłokowe walencyjne, które pogrubiono są również konfiguracjami w stanie podstawowym. Konfiguracja podpowłokowa miedzi i chromu w stanie podstawowym różni się od konfiguracji innych pierwiastków.
W stanach podstawowych obu atom liczba elektronów niesparowanych w atomie pierwiastka A jest trzykrotnie większa od liczby elektronów niesparowanych w atomie pierwiastka B, więc odrzucimy pierwiastki mające wszystkie elektrony sparowane. Odrzucimy także pierwiastki mające tyle samo elektronów walencyjnych co pierwiastki odrzucone. W nawiasach przy pierwiastku zapisano liczbę wszystkich elektronów walencyjnych.
Pozostanie do rozważenia:
- potas - [Ar] 4s¹ - 1 elektron niesparowany (1)
- skand - [Ar] 3d¹ 4s² - 1 elektron niesparowany (3)
- tytan - [Ar] 3d² 4s² - 2 elektrony niesparowane (4)
- wanad - [Ar] 3d³ 4s² - 3 elektrony niesparowane (5)
- chrom - [Ar] 3d⁵ 4s¹ - 6 elektronów niesparowanych (6)
- mangan - [Ar] 3d⁵ 4s² - 5 elektronów niesparowanych (7)
- miedź - [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ - 1 elektron niesparowany (1)
- gal - [Ar] 4s² 4p¹ - 1 elektron niesparowany (3)
- german - [Ar] 4s² 4p² - 2 elektrony niesparowane (4)
- arsen - [Ar] 4s² 4p³ - 3 elektrony niesparowane (5)
- selen - [Ar] 4s² 4p⁴ - 2 elektrony niesparowane (6)
- brom - [Ar] 4s² 4p⁵ - 1 elektron niesparowany (7)
Teraz sprawdzimy, w przypadku której pary pierwiastków o takiej samej liczbie elektronów walencyjnych spełnione jest to, że liczba elektronów niesparowanych w atomie pierwiastka A jest trzykrotnie większa od liczby elektronów niesparowanych w atomie pierwiastka B.
- potas i miedź - mają po 1 niesparowanym elektronie walencyjnym, więc nie jest to spełnione;
- skand i gal - mają po 1 niesparowanym elektronie walencyjnym, więc nie jest to spełnione;
- tytan i german - mają po 2 niesparowane elektrony walencyjne, więc nie jest to spełnione;
- wanad i arsen - mają po 3 niesparowane elektrony walencyjne, więc nie jest to spełnione;
- chrom i selen - chrom ma 6 niesparowanych elektronów walencyjnych, a selen ma 2 niesparowane elektrony walencyjne - 6:2 = 3, więc liczba elektorów niesprawowanych chromu jest trzykrotnie większa od liczby elektronów niesparowanych selenu - zależność jest spełniona, więc pierwiastkiem A będzie chrom, a pierwiastkiem B będzie selen;
- mangan i brom - mangan ma 5 elektronów niesparowanych, a brom ma 1 elektron niesparowany - 5:1=5, więc ta zależność nie jest spełniona.
#SPJ1