a)

Jednakową konfiguracje posiadają następujące zbiory jonów:  

Ca2+, K+, Cl-oraz S2-    (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6)

Na+ oraz F-   (1s2 2s2 2p6)

 

b) 

Al	P	Ca	Si	Se
1	3	0	2	2

 

c)

Liczba maksymalnych stanów kwantowych w podpoziomie d, wynosi: 10

 

d) 

Br	Ca	Na	Ge	P	Al	Si	S	F	N	Ar	As
+	+		+	+	+	+	+			+	+

 

---

Wyjaśnienie: 

Liczba elektronów w obojętnym atomie jest równa liczbie atomowej Z danego pierwiastka - np. dla miedzi: Z = 29.

Podpowłoki w zapisie konfiguracji elektronowej zapełniamy maksymalnie elektronami w kolejności zgodnej z ich rosnącą energią:

1s   2s   2p   3s   3p   4s   3d   4p   5s   4d   5p   6s   4f   5d   6p   7s   5f   6d   7p

przy czym maksymalna liczba elektronów na danej podpowłoce wynosi:

Symbol podpowłoki	Maksymalna liczba elektronów
s	2
p	6
d	10
f	14

W konfiguracji elektronowej niektórych atomów (m.in: Cr, Cu, Pd, Ag) występuje promocja elektronowa - przeniesienie elektronu z podpowłoki o niższej energii na podpowłokę o wyższej energii w celu uzyskania sumarycznie korzystniejszego energetycznie rozkładu elektronów. Właśnie dlatego konfiguracja elektronowa atomu chromu to:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d¹⁰

zamiast:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁹

Podczas jonizacji atom w pierwszej kolejności traci elektrony z powłoki najbardziej oddalonej od jądra, z podpowłoki o najwyższej energii.

Liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym najlepiej wyznaczyć zapisując walencyjny fragment konfiguracji elektronowej danego pierwiastka w postaci klatkowej. Konstruując schemat klatkowy należy pamiętać o regule Hunda, która w uproszczeniu mówi o tym, że elektrony na danej podpowłoce zaczynają tworzyć pary dopiero gdy wszystkie przestrzenie orbitalne zostaną zapełnione niesparowanymi elektronami. Poniżej znajdują się schematy klatkowe rozkładu elektronów walencyjnych pierwiastków z podpunktu b:

• Al (3s²3p¹):

• P (3s²3p³):

• Ca (4s²):

• Si (3s²3p²):

• Se (4s²4p⁴):

Znając elektronową konfigurację podpowłokową przechodzimy na konfigurację powłokową. Wszystkie elektrony znajdujące się na podpowłokach posiadających tą samą główna liczbę kwantową n sumujemy i wpisujemy przy oznaczeniu literowym danej powłoki:

Główna liczba kwantowa n (numer powłoki)	Symbol literowy powłoki	Podpowłoki
1	K	1s
2	L	2s
		2p
3	M	3s
		3p
		3d
4	N	4s
		4p
		4d
		4f

Pierwiastki, które mają więcej niż 2 elektrony na powłoce M (n = 3) mają łącznie więcej niż 2 elektrony na podpowłokach 3s, 3p i 3d, z których składa się ta powłoka. Z racji tego, że elektrony zapełniają poszczególne podpowłoki kolejno - to warunki zadania spełniają pierwiastki mające liczbę atomową większą bądź równą Z = 12 (₁₂Mg: 1s²2s²2p⁶3s²).