Для ответа на вопрос о том, какие два иона имеют одинаковую электронную конфигурацию, необходимо рассмотреть, какова электронная конфигурация каждого из ионов после потери или приобретения электронов, в соответствии с их валентностью.
Ионы Mg и Ca:
- ( Mg ) (магний) имеет атомный номер 12, и его электронная конфигурация в нейтральном состоянии ( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 ). Как ион Mg²⁺, он теряет два электрона из 3s-орбитали, оставляя конфигурацию ( 1s^2 2s^2 2p^6 ) или [Ne].
- ( Ca ) (кальций) имеет атомный номер 20, и его электронная конфигурация в нейтральном состоянии ( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 ). Как ион Ca²⁺, он теряет два электрона с 4s-орбитали, оставляя конфигурацию ( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 ) или [Ar].
Ионы F и Cl:
- ( F ) (фтор) имеет атомный номер 9, и его конфигурация в нейтральном состоянии ( 1s^2 2s^2 2p^5 ). Как ион F⁻, он получает один электрон, достигая конфигурации ( 1s^2 2s^2 2p^6 ) или [Ne].
- ( Cl ) (хлор) имеет атомный номер 17, и его конфигурация в нейтральном состоянии ( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5 ). Как ион Cl⁻, он также получает один электрон, достигая конфигурации ( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 ) или [Ar].
Ионы Na и Al:
- ( Na ) (натрий) и ( Al ) (алюминий) имеют разные валентности и, следовательно, разные конфигурации после потери электронов.
Ионы Na и Cl:
- ( Na ) как ион Na⁺ теряет один электрон, достигая конфигурации [Ne].
- ( Cl ) как ион Cl⁻ приобретает один электрон, достигая конфигурации [Ar].
Исходя из вышеуказанного, ионы F⁻ и Cl⁻ (вариант 2) имеют одинаковую электронную конфигурацию, так как оба достигают конфигурации благородного газа (F⁻ как [Ne], Cl⁻ как [Ar]), что указывает на то, что их конечные электронные конфигурации совпадают после приобретения дополнительного электрона.