a) 

Symbol pierwiastka	Numer okresu	Numer grupy	Symbol bloku
Fe	4	8	d

 

b)

Pełna konfiguracja elektronowa atomu pierwiastka X: $\text{1}\text{s}{}^{\text{2}}\text{2}\text{s}{}^{\text{2}}\text{2}\text{p}{}^{\text{6}}\text{3}\text{s}{}^{\text{2}}\text{3}\text{p}{}^{\text{6}}\underline{4{\mathbf{s}}^{2}3{\mathbf{d}}^6}$   

 

c) 

Liczby kwantowe	Główna liczba kwantowa [n]	Poboczna liczba kwantowa [l]
Wartości liczb kwantowych	3	2

 

 

---

Wyjaśnienie: 

Jon X³⁺ posiada 23 elektrony, oznacza to, że obojętny atom X ma ich 26. Z = 26 ⇒ żelazo.

Liczba elektronów w obojętnym atomie jest równa liczbie atomowej Z danego pierwiastka.

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

Konfiguracja obojętnego atomu żelaza: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶. 

Liczbę elektronów walencyjnych można określić na podstawie bloku, w którym znajduje się dany pierwiastek. Elektrony walencyjne pierwiastków należących do bloku:

• s - leżą na podpowłoce ns
• p - leżą na podpowłokach ns i np,
• d - leżą na podpowłokach ns i (n-1)d,
• f - leżą na podpowłokach ns, (n-1)d i (n-2)f.

gdzie:

n - numer okresu w jakim leży dany pierwiastek.

Żelazo leży w bloku d - jego elektrony walencyjne znajdują się zatem na podpowłokach 3d oraz 4s.

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 znajduje się przypomnienie dotyczące ilości orbitali atomowych składających się na daną podpowłokę elektronową:

Symbol podpowłoki	Liczba orbitali	Zapis klatkowy
s	1	$\boxed{\text{X}}$
p	3	$\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}$
d	5	$\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}$
f	7	$\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}\boxed{\text{X}}$

Poniżej znajduje się konfiguracja elektronów walencyjnych żelaza w zapisie klatkowym:

Niesparowane elektrony znajdują się wyłącznie na podpowłoce 3d (n = 3, l = 2 bo podpowłoka d).

Poniżej zamieszczamy zebranie podstawowych informacji dotyczących liczb kwantowych:

Główna liczba kwantowa n określa numer powłoki, w której znajduje się elektron

Poboczna liczba kwantowa l określa rodzaj podpowłoki, w której znajduje się elektron.

Poboczna liczba kwantowa l	Symbol podpowłoki
0	s
1	p
2	d
3	f

Magnetyczna liczba kwantowa m określa orbital, w którym znajduje się elektron. Może przyjąć wartość od -l do +l np. dla podpowłoki p, gdzie l = 1 magnetyczna liczba kwantowa może być równa: -1; 0; 1.

Podpowłoka, w której znajduje się orbital	Wybrany orbital	Magnetyczna liczba kwantowa  dla elektronu znajdującego się w zaznaczonym orbitalu
s	⬜	0
p	⬜⬜⬜	-1
	⬜⬜⬜	0
	⬜⬜⬜	1
d	⬜⬜⬜⬜⬜	-2
	⬜⬜⬜⬜⬜	-1
	⬜⬜⬜⬜⬜	0
	⬜⬜⬜⬜⬜	1
	⬜⬜⬜⬜⬜	2

Spinowa liczba kwantowa s dla elektronu jest zawsze równa 1/2.

Magnetyczna spinowa liczba kwantowa m_s może przyjmować wartości +1/2 lub -1/2.