Напишите электронные формулы атомов Са, Fe, Cu

Вот подробный ответ на вопрос о написании электронных формул атомов кальция (Ca), железа (Fe) и меди (Cu):

1. Кальций (Ca)

Порядковый номер: 20
Это означает, что у нейтрального атома кальция 20 электронов. Электроны заполняют энергетические уровни (оболочки) в порядке увеличения энергии по принципу наименьшей энергии и правилам Паули и Хунда.

Электронная конфигурация Ca:

• Полная:
  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

• Сокращённая (с благородным газом):
  [Ar] 4s²

Кальций — щёлочноземельный металл, его внешние два электрона находятся на 4s-орбитали.

2. Железо (Fe)

Порядковый номер: 26
У нейтрального атома железа — 26 электронов.

Электронная конфигурация Fe:

• Полная:
  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

• Сокращённая:
  [Ar] 4s² 3d⁶

Важно отметить, что при ионизации железа электроны сначала теряются с 4s-орбитали, а затем с 3d, так как после заполнения 3d-орбитали её энергия становится ниже, чем у 4s.

3. Медь (Cu)

Порядковый номер: 29
У меди 29 электронов. Здесь есть интересное исключение из общих правил заполнения орбиталей.

Ожидаемая конфигурация была бы:
[Ar] 4s² 3d⁹

Однако, на практике медь имеет аномальную электронную конфигурацию:

Электронная конфигурация Cu:

• Полная:
  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

• Сокращённая:
  [Ar] 4s¹ 3d¹⁰

Почему так? Потому что полностью заполненная 3d-орбиталь (3d¹⁰) и наполовину заполненная 4s-орбиталь (4s¹) обеспечивают более устойчивое распределение энергии, чем 3d⁹ 4s².

Вывод:

• Ca: [Ar] 4s²

• Fe: [Ar] 4s² 3d⁶

• Cu: [Ar] 4s¹ 3d¹⁰

Эти электронные конфигурации отражают положение элементов в периодической таблице и их химические свойства.