Rozwiązanie:

a)

Zapis skróconej konfiguracji elektronowej walencyjnego stanu wzbudzonego odpowiedniego pierwiastka zapisano poniżej:

$\left[{}_{15}\text{P}\right]:\left[{}_{10}\text{Ne}\right]3s^{1}3p^{3}3d^1$

 

b)

1)

Typ hybrydyzacji: sp³d 

Kształt cząsteczki: bipiramida trygonalna

 

2)

Kąt 1 wynosi: 120^o

Kąt 2 wynosi: 90^o

 

 

---

Wyjaśnienie:

W przypadku atomu azotu wzbudzenie elektronu z orbitalu 2s na orbital 3s wymaga dostarczenia zbyt dużej ilości energii. Dlatego atomem pierwiastka, który może zostać wzbudzony będzie fosfor - jeden elektron z orbitalu 3s zostaje wzbudzony na orbital 3d o najniższej energii. Walencyjny fragment konfiguracji elektronowej atomu fosforu w stanie wzbudzonym będzie więc wyglądał następująco: 3s¹ 3p³ 3d¹. Jeśli wszystkie orbitale walencyjne stanu wzbudzonego atomu fosforu ulegną hybrydyzacji - będzie to hybrydyzacja typu sp³d (ponieważ w wyniku hybrydyzacji zostają energetycznie  "uśrednione": 1 orbital podpowłoki 3s, 3 orbitale podpowłoki 3p i 1 orbital podpowłoki 3d). Z tabeli umieszczonej w treści zadania można odczytać, że dla hybrydyzacji sp³d - liczba przestrzenna atomu centralnego wynosi 5 i cząsteczka może przyjmować kształt bipiramidy trygonalnej. Bipiramidę trygonalną można sobie wyobrazić jak dwa ostrosłupy o podstawie trójkąta sklejone podstawami. W bipiramidzie trygonalnej kąty między wiązaniami leżącymi w płaszczyźnie podstawy(trójkąta) wynoszą więc po 120^o, a kąty pomiędzy wiązaniami skierowanymi do wierzchołków piramidy, a wiązaniami leżącymi w płaszczyźnie podstawy (trójkąta) wynoszą 90^o.