Есть в таблице Д. И. Менделеева группа элементов, именуемая благородным или инертными газами. Названы они так не спроста, хоть они и проявляют окислительно-восстановительные свойства и вступают в химическую связь, их соединений мы знаем не так много, как соединений многих других элементов. Их низкую химическую активность объясняет то, что у этих элементов «идеальное» количество электронов – восемь (исключение – гелий, однако у него внешний энергетический уровень так же является завершенным, так как на первом уровне может разместиться только два электрона, а не восемь). Атомы с таким количеством электронов на внешнем энергетическом уровне устойчивы и не стремятся к химическому взаимодействию. Максимальное количество электронов на внешнем уровне равно восьми, легко запомнить, так как групп в классической периодической системе восемь, а именно группа определяет количество электронов на внешнем энергетическом уровне.
Остальные элементы стремятся принять конфигурацию благородного газа, превращаясь при этом в ионы.
Рассмотрим данный процесс на примере некоторых элементов.
Конфигурация благородного газа. Образование ионной связи.

Атому натрия, для завершения внешнего энергетического уровня не хватает семь электронов, притянуть такое количество, имея большой радиус и небольшое количество протонов оказывается невозможным. Поэтому натрию легче отдать электрон внешнего уровня, тогда второй уровень станет внешним, на нём как раз расположено восемь электронов.
Однако, при этом количество протонов в ядре остаётся равным одиннадцати, а электронов теперь всего десять. Элементарные вычисления (+11-10 = +1) дают нам понять, что теперь это не атом, а положительно заряженная частица – ион:
Ионы, несущие положительный заряд, называются катионами.
Если же мы рассмотрим строение внешнего энергетического уровня фтора, то обнаружим, что этому элементу до завершенного внешнего уровня не хватает всего одного электрона:
Этот электрон фтор может получить от натрия, превратившись при этом в отрицательно заряженную частицу – анион:
Оба атома при таком взаимодействии приняли конфигурацию благородного газа (8 электронов на внешнем уровне), превратились в ионы, после чего притянулись друг к другу из-за противоположных знаков и образовали фторид натрия NaF. Так образуется ионная связь.
Элементы, которые с наибольшей вероятностью отдают электроны, называют металлами, у них хорошо выражены восстановительные свойства (способность отдавать свои электроны, восстанавливая электронную оболочку другого атома до восьмиэлектронной).
Элементы, с наибольшей вероятностью «отнимающие» чужие электроны, называют неметаллами, они проявляют окислительные свойства.
Элементы, отдающие электроны (восстановители) повышают свою степень окисления, тогда как элементы, принимающие электроны (окислители) – понижают степень окисления за счет того, что принятые электроны несут отрицательный заряд.
Исходная частица | Структура внешнего энергетического уровня | процесс | Полученная частица | Структура внешнего энергетического уровня |
F0 | 2s22p5 | +1ē | F‒ | 2s22p6 |
Na0 | 3s1 | ‒1ē | Na+ | 3s0 Или 2s22p6, так как предвнешний уровень становится внешним |
Решение типовых заданий №1 ЕГЭ по химии.
Пример 1.
Для выполнения заданий 1 – 3 используйте следующий ряд химических элементов:
Ответом в заданиях 1 – 3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду. |
Определите, однозарядные катионы каких из указанных элементов имеют конфигурацию благородного газа.
Решение: хром и кальций не образуют однозарядных катионов, однако, если это еще не известно, лучше построить электронные конфигурации всех предложенных элементов, предположив, что они все могут образовывать однозарядный катион. Однозарядный катион имеет заряд +1, значит, от исходного атома нужно отнять один электрон, получив восемь электронов на внешнем (скорее предвнешнем уровне, поэтому укажем и его):
Исходная частица | Структура внешнего энергетического уровня | процесс | Полученная частица | Структура внешнего энергетического уровня |
Cr | 3d54s1 | ‒1ē | Cr+ | 3d5 |
Ca | 3s23p64s2 | ‒1ē | Ca+ | 3s23p64s1 |
K | 3s23p6 | ‒1ē | K+ | 3s23p6 |
Cu | 3d104s1 | ‒1ē | Cu+ | 3d10 |
Li | 1s22s1 | ‒1ē | Li+ | 1s2 |
Из всех полученных ионов восьмиэлектронный внешний энергетический уровень имеет лишь катион калия. Но это задание типовое, в нём обязательно должно быть два ответа. Вторым верным ответом будет литий, так как он принимает конфигурацию гелия, у которого на внешнем уровне всего два электрона. Знание того, что хром и кальций не образуют однозарядных катионов, просто сэкономит Вам время.
Ответ: 35
Пример 2.
Для выполнения заданий 1 – 3 используйте следующий ряд химических элементов:
Ответом в заданиях 1 – 3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду. |
Определите, трехзарядные анионы каких из указанных элементов имеют конфигурацию благородного газа.
Решение: попробуем решить данное задание методом исключения:
Натрий – металл, не проявляет окислительных свойств, не может стать анионом.
Водород может принять только один электрон, так как у него всего один энергетический уровень (водород стоит в первом периоде), на первом уровне может уместиться всего два электрона. Поэтому приняв к уже имеющемуся единственному электрону еще один, водород становится однозарядным анионом.
У хлора на внешнем уровне уже имеется семь электронов, есть место только для одного дополнительного, приняв его, хлор станет однозарядным анионом.
Остаётся азот и мышьяк. У обоих есть три неспаренных p-электрона, которые можно дополнить тремя чужими электронами, образуя трехзарядный анион.
Ответ: 24