Задание 1 ЕГЭ по химии

1. 1. N: 1s² 2s² 2p³ → внешний уровень 2s² 2p³
2. 2. P: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ → внешний уровень 3s² 3p³
3. 3. Сравниваем ТИП заполнения: у обоих ns² np³ (три неспаренных p-электрона)
4. 4. Номер уровня разный (2 и 3), но структура внешнего уровня одинакова — оба в VA группе

Ответ: Да, конфигурация внешнего уровня одинакова: ns² np³. Это и есть логика задания 1.

1. 1. Шаг 1: Конфигурация нейтрального атома марганца. Рассаживаем 25 электронов: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵. Проверка: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 5 = 25 — верно.
2. 2. Шаг 2: Ион Mn²⁺ означает потерю двух электронов. Уходят они с внешнего уровня, то есть с 4s, а не с 3d.
3. 3. Шаг 3: Получаем 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵. Проверка: сумма индексов 23 = 25 − 2 — верно.
4. 4. Шаг 4: Считаем неспаренные электроны на 3d⁵. По правилу Хунда пять электронов занимают пять d-орбиталей по одному, спариваться им незачем.
5. 5. Шаг 5: Значит, неспаренных электронов пять. Попутно видно, почему Mn²⁺ устойчив: конфигурация d⁵ — та самая наполовину заполненная, симметричная.

Ответ: Mn²⁺: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵; пять неспаренных электронов.

1. 1. Шаг 1: Fe (Z = 26): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Для Fe²⁺ убираем два электрона — и убираем их с 4s, а не с 3d: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶. Это правило и проверяют: заполняется 4s раньше 3d, а уходит первым тоже 4s.
2. 2. Шаг 2: Fe³⁺: убираем ещё один, теперь уже с 3d: …3s²3p⁶3d⁵. Наполовину заполненный d-подуровень устойчив, поэтому железо(III) встречается чаще железа(II) и легко получается окислением.
3. 3. Шаг 3: S (Z = 16): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. Ион S²⁻ принимает два электрона на внешний уровень: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶. Получилась конфигурация аргона — завершённый восьмиэлектронный уровень.
4. 4. Шаг 4: Ca (Z = 20): …3s²3p⁶4s². Ион Ca²⁺ теряет два 4s-электрона: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶. Тоже конфигурация аргона.
5. 5. Шаг 5: Значит, S²⁻ и Ca²⁺ изоэлектронны: у обоих по 18 электронов и одинаковая конфигурация. Это же верно для K⁺ и Cl⁻ — вся четвёрка изоэлектронна аргону.
6. 6. Шаг 6: Теперь радиусы. У Na⁺, F⁻, Mg²⁺ и O²⁻ по десять электронов, конфигурация одинакова, значит различие только в заряде ядра: O (8) < F (9) < Na (11) < Mg (12). Чем больше заряд ядра при одинаковом числе электронов, тем сильнее оболочка стянута.
7. 7. Шаг 7: Порядок возрастания радиуса: Mg²⁺ < Na⁺ < F⁻ < O²⁻. Заметьте, что анионы крупнее исходных атомов (электронов прибавилось, отталкивание выросло), а катионы мельче: Na⁺ заметно меньше атома натрия, потому что потерял весь внешний уровень.

Ответ: Fe²⁺ — …3d⁶; Fe³⁺ — …3d⁵; S²⁻ и Ca²⁺ — …3s²3p⁶ (изоэлектронны аргону). Радиусы: Mg²⁺ < Na⁺ < F⁻ < O²⁻.

1. 1. Шаг 1: Выписываем номер периода и группу для каждого — это сразу даёт внешний уровень. Se — 4-й период, VIA группа. Fe — 4-й период, VIIIB. Ca — 4-й период, IIA. I — 5-й период, VIIA. B — 2-й период, IIIA.
2. 2. Шаг 2: Записываем конфигурации внешнего уровня, то есть уровня с наибольшим номером. Se — 4s²4p⁴. Fe — 4s² (его 3d-электроны лежат на предвнешнем уровне и во внешний не входят). Ca — 4s². I — 5s²5p⁵. B — 2s²2p¹.
3. 3. Шаг 3: Сравниваем тип конфигурации, а не номер уровня: совпасть должны подуровни и число электронов на них. У Fe и Ca это 4s² — совпало полностью, включая номер уровня.
4. 4. Шаг 4: Проверяем остальных. Se (4s²4p⁴) и I (5s²5p⁵) — разное число p-электронов, не совпадают. B (2s²2p¹) ни с кем не совпадает.
5. 5. Шаг 5: Ответ 23.
6. 6. Шаг 6: Разбираем главную ловушку линии. Железо — d-элемент, и его часто «дисквалифицируют», решив, что внешний уровень у него 3d⁶4s². Это неверно: 3d относится к предвнешнему уровню. Внешний уровень железа — только 4s², как у кальция. Именно на этом построена половина заданий линии 1 с d-элементами.
7. 7. Шаг 7: И различие двух формулировок, которые встречаются в этой линии. «Одинаковое число электронов на внешнем уровне» — достаточно совпадения количества (у Na 3s¹ и у Cr 4s¹ по одному). «Одинаковая конфигурация внешнего уровня» — должны совпасть и подуровни, и числа. Читайте условие внимательно: ответы различаются.

Ответ: 23 (железо и кальций, у обоих внешний уровень 4s²).