Bloki konfiguracyjne s, p, d, f

📄Zadania z arkuszy 5

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Zadanie nr 1.1 · Matura 2026

Informacja do zadań 1.–3. O pierwiastkach A i Q wiadomo: A jest metalem o liczbie atomowej < 36; Q jest niemetalem tworzącym cząsteczki dwuatomowe i jest głównym składnikiem powietrza. W atomie A (stan podstawowy) wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane, a ich liczba jest o jeden większa od liczby elektronów walencyjnych atomu Q.

Zadanie 1.1. Dla każdego z pierwiastków A i Q wpisz: symbol chemiczny, symbol bloku konfiguracyjnego i maksymalny stopień utlenienia.

	Symbol	Blok	Maks. st. utlenienia
A	Cr	d	+VI
Q	N	p	+V

Zadanie nr 1.1 · Matura 2025

Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków E i X, symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków, oraz podaj sumaryczną liczbę elektronów w podpowłokach walencyjnych. O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami E i X wiadomo, że:

elektrony atomu E w stanie podstawowym zajmują osiem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych
konfigurację elektronową atomu X w jednym ze stanów wzbudzonych przedstawia poniższy zapis:

1s: ↑↓, 2s: ↑↓, 2p: ↑↓ ↑↓ ↑↓, 3s: ↑, 3p: ↑ ↑ ↑, 3d: ↑ ↑ ↑

	Symbol pierwiastka	Symbol bloku konfiguracyjnego	Sumaryczna liczba elektronów w podpowłokach walencyjnych
Pierwiastek E
Pierwiastek X

Rozwiązanie zadania 1.1

Pierwiastek E

Krok 1 – Analiza danych o pierwiastku E

Z treści zadania wiemy, że elektrony atomu E w stanie podstawowym zajmują osiem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych.

Oznacza to, że:
- 6 orbitali jest zapełnionych (po 2 elektrony każdy) → $6 \times 2 = 12$ elektronów
- 2 orbitale są niezapełnione (niecałkowite) → zawierają łącznie $n$ elektronów
Krok 2 – Wyznaczenie liczby elektronów i identyfikacja pierwiastka E

Wypełniajmy kolejne podpowłoki zgodnie z zasadą Aufbaua:
- Podpowłoka $1s$: 1 orbital, zapełniony → $2e^-$
- Podpowłoka $2s$: 1 orbital, zapełniony → $2e^-$
- Podpowłoka $2p$: 3 orbitale, wszystkie zapełnione → $6e^-$
- Podpowłoka $3s$: 1 orbital, zapełniony → $2e^-$
Po tych podpowłokach mamy: $1 + 1 + 3 + 1 = 6$ zapełnionych orbitali i razem 7 orbitali. Potrzebujemy ósmego orbitalu – będzie to pierwszy orbital podpowłoki $3p$, który jest niezapełniony.

Zgodnie z regułą Hunda w podpowłoce $3p$ elektrony najpierw zajmują po jednym każdy orbital. Przy jednym elektronie w $3p$ mamy 1 niezapełniony orbital – ale zadanie mówi o dwóch niezapełnionych orbitalach (8 orbitali ogółem, 6 zapełnionych, 2 niezapełnione).

Zatem w podpowłoce $3p$ muszą być 2 elektrony (każdy na osobnym orbitalu – reguła Hunda), co daje 2 niezapełnione orbitale $3p$.

Konfiguracja: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^2$

Łączna liczba elektronów: $2+2+6+2+2 = 14$

Pierwiastek o liczbie atomowej $Z = 14$ to krzem (Si).
Krok 3 – Blok konfiguracyjny i elektrony walencyjne pierwiastka E (Si)

Konfiguracja walencyjna krzemu: $3s^2\, 3p^2$ → ostatnia podpowłoka to $3p$, zatem krzem należy do bloku p.

Elektrony walencyjne (podpowłoki $3s$ i $3p$): $2 + 2 = \mathbf{4}$ elektrony.

Pierwiastek X

Krok 1 – Analiza stanu wzbudzonego pierwiastka X

Dany zapis stanu wzbudzonego:

$$1s^2,\ 2s^2,\ 2p^6,\ 3s^1,\ 3p^3,\ 3d^3$$

Łączna liczba elektronów:

$$2 + 2 + 6 + 1 + 3 + 3 = 17$$
Krok 2 – Identyfikacja pierwiastka X

Pierwiastek o $Z = 17$ to chlor (Cl).

Weryfikacja – konfiguracja stanu podstawowego chloru: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^5$.

Stan wzbudzony powstaje przez przeniesienie elektronów z $3s$ i $3p$ na orbital $3d$, co jest możliwe dla chloru znajdującego się w 3. okresie (dostępne orbitale $3d$). ✓
Krok 3 – Blok konfiguracyjny i elektrony walencyjne pierwiastka X (Cl)

W stanie podstawowym konfiguracja walencyjna chloru: $3s^2\, 3p^5$ → ostatnia podpowłoka to $3p$, zatem chlor należy do bloku p.

Elektrony walencyjne (podpowłoki $3s$ i $3p$): $2 + 5 = \mathbf{7}$ elektronów.

Wynik końcowy

	Symbol pierwiastka	Symbol bloku konfiguracyjnego	Sumaryczna liczba elektronów w podpowłokach walencyjnych
Pierwiastek E	Si	p	4
Pierwiastek X	Cl	p	7

Zadanie nr 1.1 · Matura 2024

Informacja do zadania 1. Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:

elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach;
w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej n.

Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą (bez zmiany stopni utlenienia) tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów w cząsteczce wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów w cząsteczce tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.

Zadanie 1.1. Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X oraz — dla każdego z nich — najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.

	Symbol	Najwyższy st. utlenienia	Liczba e⁻ niesparowanych
Pierwiastek A	P	+V	3
Pierwiastek X	Cr	+VI	6

Zadanie nr 1.1 · Matura 2023

Informacja do zadania 1. O pierwiastkach A i X wiadomo, że: należą do tego samego bloku konfiguracyjnego; liczba masowa jednego z izotopów A jest dwa razy większa od jego liczby atomowej i równa liczbie atomowej niklu (Z = 28); suma elektronów, neutronów i protonów w atomie pewnego izotopu X wynosi 114, a liczba nukleonów = 79.

Zadanie 1.1. Wpisz symbol pierwiastka A i X oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należą.

Zadanie nr 1.1 · Matura 2020

O pierwiastkach X i Z wiadomo, że oba przyjmują ten sam maksymalny stopień utlenienia. Konfigurację atomu X w stanie wzbudzonym (po przeniesieniu jednego elektronu sparowanego na wyższą, nieobsadzoną podpowłokę) przedstawiono w zapisie klatkowym; atom Z w stanie podstawowym ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d pięć elektronów.

Rysunek do zadania

Wpisz symbol pierwiastka X i Z, numer grupy oraz symbol bloku konfiguracyjnego.

📘Teoria 1

Bloki konfiguracyjne s, p, d, f

Blok konfiguracyjny to część układu okresowego, w której elektrony zapełniają tę samą rodzaj podpowłoki jako ostatnią. Wyróżniamy bloki $s$, $p$, $d$ i $f$.

Charakterystyka bloków

Blok $s$ — grupy 1 i 2 (oraz hel). Ostatni elektron na podpowłoce $ns$. To metale aktywne (litowce, berylowce).
Blok $p$ — grupy 13–18. Ostatni elektron na $np$. Zawiera niemetale, półmetale i metale.
Blok $d$ — grupy 3–12, metale przejściowe. Zapełniana podpowłoka $(n-1)d$.
Blok $f$ — lantanowce i aktynowce (wydzielone pod tablicą). Zapełniana podpowłoka $(n-2)f$.

Jak rozpoznać blok? Popatrz na podpowłokę zapełnianą jako ostatnią w konfiguracji. Np. $\text{[Ar]}4s^2\,3d^5$ — ostatnia to $3d$, więc blok $d$ (mangan).

∑Wzory 1

Przynależność do bloku a konfiguracja

$$\text{blok} = \text{typ ostatniej zapełnianej podpowłoki}$$

Do czego służy: z konfiguracji elektronowej od razu odczytujesz blok.

Przykłady

$\ldots 3s^1$ → blok $s$ (sód),
$\ldots 3p^4$ → blok $p$ (siarka),
$\ldots 4s^2 3d^6$ → blok $d$ (żelazo).

🧩Quizy 1

▶Bloki s, p, d, f — quiz8 pyt. średni

✍Zadania dodatkowe 3

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 1

Zapisz konfigurację elektronową żelaza $(Z=26)$ i na jej podstawie określ, do którego bloku należy ten pierwiastek.

Zadanie nr 2

Pierwiastek ma konfigurację walencyjną $2s^2\,2p^4$. Podaj blok, okres, grupę i nazwę pierwiastka.

Zadanie nr 3

Wyjaśnij, czym różni się zapełnianie podpowłok w bloku $d$ od bloku $s$ i $p$ (którą podpowłokę „dobudowuje" blok $d$).