Задание. На основании положения химических элементов в ПСХЭ и закономерностей распределения электронов по орбиталям рассмотреть особенности электронной структуры: а) атома кальция Ca и катиона кальция Ca²⁺; б) атома железа Fe.

а) Кальций.

Порядковый номер кальция \(Z=20\), поэтому нейтральный атом содержит 20 электронов.

Электронная конфигурация атома кальция:

\(\mathrm{Ca: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2}\).

По энергетическим уровням: \(2, 8, 8, 2\).

При образовании катиона кальций отдаёт два электрона с внешнего уровня:

\(\mathrm{Ca-2e^-\rightarrow Ca^{2+}}\).

Электронная конфигурация иона:

\(\mathrm{Ca^{2+}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6}\).

По уровням: \(2, 8, 8\).

б) Железо.

Порядковый номер железа \(Z=26\), поэтому атом содержит 26 электронов.

Электронная конфигурация атома железа:

\(\mathrm{Fe: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 4s^2}\).

Сокращённая запись:

\(\mathrm{Fe: [Ar]3d^6 4s^2}\).

Распределение по уровням: \(2, 8, 14, 2\).

Ответ: \(\mathrm{Ca=[Ar]4s^2}\), \(\mathrm{Ca^{2+}=[Ar]}\), \(\mathrm{Fe=[Ar]3d^6 4s^2}\).