Задание 2: Строение атома. Строение электронных оболочек атомов

Типичная формулировка звучит так: «На приведённом рисунке изображена модель атома химического элемента. Запишите номер периода (X) и номер группы (Y), в которых расположен химический элемент». Ответ записывается двумя цифрами через определённый формат, например XY, где X — период, Y — группа.

Встречаются и другие варианты того же задания из открытого банка ФИПИ:

• определить число протонов, нейтронов, электронов в атоме или ионе по обозначению элемента с массовым числом и зарядом;
• дать электронную конфигурацию атома и указать, сколько электронов на внешнем уровне; …

• Заряд ядра атома равен числу протонов и совпадает с порядковым номером элемента в таблице Менделеева: $Z = N(p^+)$.
• В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов: $N(e^-) = Z$.
• Число нейтронов находится через массовое число $A$ и заряд ядра: $N(n^0) = A - Z$.
• Электроны в атоме распределяются по энергетическим уровням (слоям), номер уровня $n$ принимает значения $1, 2, 3, \dots$
• Максимальное число электронов на уровне с номером $n$ равно $2n^2$: первый уровень — 2 электрона, второй — 8, третий — 18 (но для элементов первых четырёх периодов третий уровень часто заполнен лишь до 8 электронов, если это внешний слой).
• Номер периода в таблице Менделеева равен числу энергетических уровней (электронных слоёв) в атоме элемента.
• Для элементов главных подгрупп (A-групп) номер группы равен числу электронов на внешнем (последнем) энергетическом уровне.
• Уровни делятся на подуровни: $s$, $p$, $d$, $f$. На $s$-подуровне максимум 2 электрона, на $p$ — 6, на $d$ — 10.
• Порядок заполнения подуровней (для первых 20 элементов): $1s,\ 2s,\ 2p,\ 3s,\ 3p,\ 4s$.
• Электронная формула атома — это запись вида $1s^2 2s^2 2p^4$, где сумма всех верхних индексов равна общему числу электронов в атоме.
• Внешний уровень у атомов элементов главных подгрупп содержит электроны только $s$- и $p$-подуровней этого же уровня.

1. Определите тип задания: дана модель атома (рисунок), электронная формула или обозначение нуклида.
2. Если дан рисунок — посчитайте число электронных слоёв (дуг вокруг ядра). Это число равно номеру периода X.
3. Найдите число электронов на самом внешнем (последнем) слое. Это число равно номеру группы Y (для элементов главных подгрупп).
4. Если дана электронная формула — сложите верхние индексы, чтобы получить общее число электронов и убедиться, что оно совпадает с порядковым номером элемента.
5. Определите максимальный номер уровня $n$ в формуле — это номер периода.
6. Определите сумму электронов на подуровнях последнего уровня — это номер группы.
7. Запишите ответ в требуемом формате (обычно две цифры подряд без разделителей, если не указано иное). …