Aby rozwiązać to zadanie, należy najpierw ustalić, jakim pierwiastkiem jest atom E. Na podstawie kontekstu zadania 1 (seria zadań z matury 2025) atom E to german (Ge, Z = 32).
-
Krok 1 – Konfiguracja elektronowa atomu Ge (Z = 32)
Zapisujemy pełną konfigurację elektronową germanu w stanie podstawowym:
$$\text{Ge: } 1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 3d^{10}\, 4s^2\, 4p^2$$
Skrótowo: $[\text{Ar}]\, 3d^{10}\, 4s^2\, 4p^2$
-
Krok 2 – Ustalenie niesparowanych elektronów (reguła Hunda)
Ostatnią zapełnianą podpowłoką jest $4p^2$. Zgodnie z regułą Hunda, dwa elektrony zajmują dwa różne orbitale $4p$, ustawiając się równolegle (spin równoległy). Oznacza to, że obydwa elektrony $4p$ są niesparowane.
Schemat orbitali podpowłoki $4p$:
$$\boxed{\uparrow}\quad\boxed{\uparrow}\quad\boxed{\phantom{\uparrow}}$$
Atom Ge posiada zatem 2 niesparowane elektrony na podpowłoce $4p$.
-
Krok 3 – Odczytanie liczb kwantowych niesparowanego elektronu
Każdy z niesparowanych elektronów znajduje się na podpowłoce $4p$, co jednoznacznie określa dwie liczby kwantowe:
- Główna liczba kwantowa $n$ – odpowiada numerowi powłoki: cyfra 4 w oznaczeniu $4p$, zatem $n = 4$.
- Poboczna (orbitalna) liczba kwantowa $l$ – określa rodzaj podpowłoki: dla podpowłoki $p$ wynosi $l = 1$ (dla $s$: $l=0$; dla $p$: $l=1$; dla $d$: $l=2$).
Uzupełniona tabela:
| Główna liczba kwantowa $n$ |
Poboczna liczba kwantowa $l$ |
Wartości liczb kwantowych |
| $n$ |
$l$ |
$n = 4 \quad l = 1$ |
Wynik końcowy:
$$\boxed{n = 4, \quad l = 1}$$
Niesparowane elektrony atomu Ge (german, $Z = 32$) w stanie podstawowym zajmują podpowłokę $4p$, dla której główna liczba kwantowa wynosi $n = 4$, a poboczna liczba kwantowa wynosi $l = 1$.