У атома аргона на 3s и 3p подоболочках по 2 и 6 электронов соответственно — столько же, сколько и у неона на 2s и 2p. Оба этих элемента относятся к благородным газам. В то же время 3d подоболочка атома аргона не заполнена полностью — там есть место для 10 электронов. Значит, инертность благородных газов определяется полным заполнением s и p подоболочек внешней электронной оболочки их атомов, содержащих в общей сложности 8 электронов. Таким образом, наличие этого количества электронов на внешней оболочке является признаком благородного газа. Единственное исключение составляет гелий, у которого всего одна подоболочка (1s), которая также полностью заполнена.
Вы, возможно, предполагаете, что в атомах следующих за аргоном элементов заполнена подоболочка 3d. Однако это не так. Дело в том, что каждому электрону, условно говоря, требуется место, а каждая оболочка атома содержит все больше и больше электронных подоболочек, и в конце концов внешние подоболочки одной электронной оболочки начинают перекрывать внутренние подоболочки другой. В данном случае подоболочка 3d перекрывает подоболочку 45. To есть заполняется подоболочка 45, а не 3d.
| Элемент |
Количество электронов на |
Атомное число |
| 1s |
2s |
3s |
3d |
4s |
|
2p
|
3p
|
| Калий |
2 |
8 |
8 |
— |
1 |
19 |
| Кальций |
2 |
8 |
8 |
— |
2 |
20 |
У кальция 1 электрон на подоболчке 4s, как у натрия на 3s и лития на 2s. Подобную аналогию можно провести между кальцием, магнием и бериллием.
Переходные элементы
Если бы у атома скандия, следующего за кальцием элемента, на 4р подоболочке был 1 электрон, то его s и р подоболочки были бы заполнены так же, как у алюминия (2 и 1 электрон). Этого, однако, не происходит. На 45 подоболочке атомов следующих за кальцием элементов 2 электрона (как у и кальция), а остальные электроны заполняют подоболочку 3d:
| Элемент |
Количество электронов на |
Атомное число |
| 1s |
2s |
3s |
3d |
4s |
| 2p |
3p |
| Скандий |
2 |
8 |
8 |
1 |
2 |
21 |
| Титан |
2 |
8 |
8 |
2 |
2 |
22 |
| Ванадий |
2 |
8 |
8 |
3 |
2 |
23 |
| Хром |
2 |
8 |
8 |
5 |
1 |
24 |
| Марганец |
2 |
8 |
8 |
5 |
2 |
25 |
| Железо |
2 |
8 |
8 |
6 |
2 |
26 |
| Кобальт |
2 |
8 |
8 |
7 |
2 |
27 |
| Никель |
2 |
8 |
8 |
8 |
2 |
28 |
| Медь |
2 |
8 |
8 |
10 |
1 |
29 |
| Цинк |
2 |
8 |
8 |
10 |
2 |
30 |
Подоболочки 3d и 4s перекрывают друг друга достаточно нечетко, поэтому количество электронов на 3d/4s можно представить и как 5/1, и как 4/2, или, скажем, и как 10/1, и как 9/2. Впрочем, в случае с хромом и медью принято считать, что у них по одному электрону на 4s, ну да это не столь важно.
