Какие химические элементы находятся в 4-м периоде и имеют наибольшее количество неспаренных d-электронов в атомах?

Суть вопроса: Химические элементы 4-го периода и неспаренные d-электроны

Инструкция: В периодической таблице химических элементов 4-й период включает элементы от калия (K) до криптона (Kr). Эти элементы имеют атомы, состоящие из электронных оболочек, в которых в общей сложности находится 4 энергетические оболочки.

Чтобы определить количество неспаренных d-электронов в атомах, мы можем воспользоваться правилами Клечковского. Правило Клечковского устанавливает, что в атоме любого элемента электроны в оболочках заполняются по принципу с наименьшей возможной энергией. Это значит, что сначала заполняются электроны в оболочке с меньшим значением главного квантового числа, а затем заполняются электроны в следующей оболочке.

Таким образом, элементы 4-го периода имеют следующие электронные формулы с наибольшим количеством неспаренных d-электронов в атомах:
- Калий (K): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹
- Кальций (Ca): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²
- Скандий (Sc): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹
- Титан (Ti): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d²
- Ванадий (V): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d³
- Хром (Cr): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵
- Марганец (Mn): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵

Применение правил Клечковского для элементов 4-го периода: Правила Клечковского применяются для определения последовательности заполнения электронных оболочек в атомах элементов.

Например, рассмотрим атом титана (Ti). Атом титана имеет электронную формулу 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d². Согласно правилам Клечковского, сначала заполняются оболочки с меньшим значением главного квантового числа - 1s, 2s и 2p. Затем заполняется 3s оболочка, а после нее 3p оболочка. Затем происходит заполнение 4s оболочки. И только после этого электроны начинают заполнять d-энергетическую оболочку, начиная с наименьшей энергии.

Совет: Чтение и понимание электронных формул элементов может быть сложным заданием для школьников. Для лучшего понимания материала рекомендую следующие процедуры:
- Изучение правил заполнения электронных оболочек.
- Практика заполнения электронных формул с использованием правил Клечковского.
- Разбиение формул на электроны, которые заполняют различные оболочки, чтобы попытаться найти определенные закономерности.
- Изучение элементов с помощью интерактивных таблиц и других визуальных материалов, которые позволяют лучше представить электронные конфигурации.

Задание: Найдите электронные формулы и количество неспаренных d-электронов в атомах элементов хрома (Cr) и марганца (Mn).