Задание 1: Электронная конфигурация

Типовая формулировка: «Из указанного ряда химических элементов выберите два элемента, атомы которых на внешнем энергетическом уровне содержат определённое число электронов (например, четыре, пять, один и т. п.). Запишите номера выбранных элементов».

Особенность именно этого задания: в ряду элементы пронумерованы цифрами (обычно от 1 до 5), и в ответ нужно записать не порядковый номер элемента в таблице Менделеева, а номера позиций в предложенном ряду — две цифры без пробелов, в любом порядке (поэтому в критериях часто указывают оба варианта записи через «|»).

…

• Электрон в атоме описывается набором квантовых чисел; порядок заполнения подуровней определяется принципом наименьшей энергии (правило Клечковского): $1s,\,2s,\,2p,\,3s,\,3p,\,4s,\,3d,\,4p,\,5s,\,4d,\,5p,\,6s,\,4f,\,5d,\,6p,\,7s,\,5f,\,6d,\,7p$.
• Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырёх квантовых чисел; на одной орбитали — максимум два электрона с противоположными спинами.
• Правило Хунда: в пределах одного подуровня электроны сначала занимают свободные орбитали по одному, и только потом происходит их спаривание.
• Максимальное число электронов на уровне с главным квантовым числом $n$: $N = 2n^2$; на подуровнях: $s$ — 2, $p$ — 6, $d$ — 10, $f$ — 14.
• Внешний энергетический уровень — уровень с максимальным значением $n$ в конфигурации атома. Именно электроны этого уровня (и не полностью завершённого $d$- или $f$-подуровня) в основном определяют химические свойства элемента.
• Для элементов главных подгрупп (s- и p-элементов) число электронов на внешнем уровне равно номеру группы в короткой форме таблицы Менделеева (для групп IA–VIIIA).
• Номер периода элемента равен значению главного квантового числа $n$ внешнего уровня (у s- и p-элементов) или значению $n$ внешнего $s$-подуровня (у d-элементов).
• У d-элементов конфигурация внешнего уровня — $ns^{1-2}$, а предвнешний $(n-1)d$-подуровень заполняется электронами, но не относится к внешнему уровню; при этом оба подуровня считаются валентными. …

1. Определить точный порядковый (атомный) номер каждого элемента в предложенном ряду, используя таблицу Менделеева.
2. Для каждого элемента построить электронную конфигурацию — полностью (по правилу Клечковского) либо, если элемент относится к главной подгруппе, воспользоваться правилом «номер группы = электроны внешнего уровня».
3. Определить максимальное значение главного квантового числа $n$ в конфигурации — это номер внешнего уровня.
4. Выписать все подуровни с этим значением $n$ и посчитать суммарное число электронов на них — это и есть искомая величина.
5. Сравнить полученное число с условием задания (например, «четыре электрона», «один электрон») для каждого элемента ряда.
6. Отобрать два элемента, удовлетворяющих условию.
7. В ответ записать номера позиций этих элементов в самом ряду (а не их атомные номера), без пробелов, в любом порядке.