Меняет ли ион место элемента в таблице?

Опорная карта

Учебная модель · частицы и расстояния не в масштабе

Ситуация и вопрос

У нейтрального Mg распределение 2,8,2. После образования Mg²⁺ остаётся 2,8. Значит ли это, что магний перешёл во второй период? Вопрос проверяет границу правила из урока 16. Тогда мы считали занятые слои нейтральных атомов в основном состоянии, а не любых заряженных частиц.

Новые слова без пропусков

Ион — частица с суммарным электрическим зарядом. При образовании рассматриваемых одноатомных ионов меняется число электронов, а число протонов сохраняется. Катион имеет положительный заряд, анион — отрицательный. Заряд в единицах элементарного заряда равен p−e. Порядок элементов в периодической таблице задаётся Z — числом протонов, а не текущим числом электронов.

Предскажите

Предскажите заряд частицы с 12 протонами и 10 электронами. Сравните её с нейтральным Ne, у которого 10 протонов и 10 электронов. Если электронов одинаково, одинаковы ли ядра и названия элементов? Запишите два отдельных ответа до проверки.

Исследуйте или разберите данные

Заполните на бумаге таблицу «частица — p — e — заряд — электронные слои — элемент». Строки: Mg с 12p и 12e; Mg²⁺ с 12p и 10e; Ne с 10p и 10e; Cl⁻ с 17p и 18e. Не пытайтесь получать ионы из бытовых веществ. Здесь изменение числа электронов задаётся условием, а не домашним опытом.

Разобранный пример

Для Mg: 12−12=0, распределение 2,8,2. Для Mg²⁺: 12−10=+2, распределение 2,8. Но Z=12 в обеих строках: магний остаётся элементом третьего периода группы 2. Ne имеет Z=10 и остаётся неоном. Для Cl⁻: 17−18=−1, распределение 2,8,8. Хлор остаётся элементом третьего периода группы 17.

Где легко ошибиться

Ошибка: переносить ион во второй период по двум занятым слоям или превращать Na⁺ в Ne из-за десяти электронов. Одинаковое число электронов не означает одинаковое ядро. Табличная группа не гарантирует единственный возможный заряд для всех элементов; правила первых главных групп нельзя без проверки распространять на всю систему.

Перенос в новый случай

Новая пара: Na⁺ с 11p и 10e, F⁻ с 9p и 10e. Найдите заряды и позиции элементов по учебной таблице. Объясните, почему оба распределения 2,8 не делают частицы одним элементом. Что должно было бы измениться, чтобы изменился сам элемент?

Ответ и проверка памяти

Проверка: Na⁺ имеет +1, натрий — период 3, группа 1. F⁻ имеет −1, фтор — период 2, группа 17. Изменение элемента потребовало бы изменения числа протонов; обычное образование этих ионов этого не делает. Закройте пример и объясните ошибку «Mg²⁺ перешёл во второй период». В деле о соли теперь можно правильно подписать Na⁺ и Cl⁻, не перепутав их с нейтральными атомами.

Задание

1. Каков заряд при 12p и 10e?
2. Становится ли Mg²⁺ элементом второго периода?
3. Равен ли Na⁺ неону?

Ответы

Запись в дневнике

Запишите первоначальный ответ, использованные данные, исправленное объяснение и границу вывода. Затем закройте пример и объясните новый случай своими словами. Если ошиблись, укажите конкретный шаг: чтение карточки, счёт частиц, выбор модели или вывод.

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы модели

• IUPAC: periodic table
• ACS: energy-level models

Почему атомная масса бывает дробной?

Дело о соли: что объясняет периодическая таблица?