номер 7, страница 14 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

7. Почему в первом периоде периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева только два элемента, а во втором — восемь?

7.Количество химических элементов в периоде периодической системы определяется строением электронных оболочек атомов, а именно — максимальным числом электронов, которое может разместиться на внешнем энергетическом уровне в соответствии с квантовыми законами (принципом Паули и правилом Хунда).

Номер периода соответствует главному квантовому числу $n$, определяющему номер заполняемого энергетического уровня. Максимальная электронная емкость энергетического уровня вычисляется по формуле: $$N = 2n^2$$

1. Первый период ($n = 1$):

• На первом энергетическом уровне существует только один подуровень — $1s$, состоящий из единственной атомной орбитали.
• По принципу запрета Паули на одной орбитали могут находиться не более двух электронов с противоположными (антипараллельными) спинами.
• Максимальная вместимость первого уровня составляет: $$N = 2 \cdot 1^2 = 2\text{ электрона}$$
• Таким образом, при заполнении уровня образуется только два элемента: водород ($\text{H}$) с электронной конфигурацией $1s^1$ и гелий ($\text{He}$) с завершенной оболочкой $1s^2$.

2. Второй период ($n = 2$):

• На втором энергетическом уровне появляются два подуровня: $2s$ и $2p$.
• Подуровень $2s$ содержит 1 орбиталь (вмещает максимум 2 электрона: $2s^2$).
• Подуровень $2p$ содержит 3 взаимно перпендикулярные орбитали (вмещает максимум $3 \times 2 = 6$ электронов: $2p^6$).
• Суммарное число электронов на втором уровне равно: $$N = 2 + 6 = 8\text{ электронов (или по формуле } N = 2 \cdot 2^2 = 8)$$
• Поэтому во втором периоде находится ровно 8 элементов — от лития ($\text{Li}$, $1s^2 2s^1$) до благородного газа неона ($\text{Ne}$, $1s^2 2s^2 2p^6$), у которого второй электронный слой полностью завершен.

Вывод: Число элементов в периоде в точности равно числу электронов, необходимых для полного заполнения соответствующих орбиталей данного энергетического слоя. Для первого уровня это 2 электрона ($1s^2$), а для второго — 8 электронов ($2s^2 2p^6$).