F.6 Chemistry questions

基礎知識：
(1) electrons 分佈在 shells 中，shells 以 numbers 1、2、3、4 .... 表示，與會考課程無異。
(2) 每一個 shell 含有不同數目的 subshells。分別有 s、p、d、f 四種 subshells，它們分別最多可容納 2、6、10、14 個electrons。

(2) (a) 1st shell 只有 1s 一個 subshell。
(2) (b) 2nd shell 有 2s、2p 兩個 subshells。
(2) (c) 3rd shell 有 3s、3p、3d 三個 subshells。
(2) (d) 4th shell 有 ns、np、nd、nf 四個 subshells（n 為層數）。
(3) 寫 electronic configuration（會考通常用 electronic arrangement 或 electronic structure）：
(3) (a) 把 number of electrons 寫成 superscript。
(3) (b) 無需寫出不含 electrons 的 subshells。
(3) (c) 依 shells 的 numbers 1, 2, 3, 4 ... 由小至大排列。
(3) (d) 同一 shell 中，subshells 依 s p d f 次序排列。

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1.
1s2 : 2 electrons = 1 pair
2s2 : 2 electrons = 1 pairs
2p6 : 6 electrons = 3 pairs
3s2 : 2 electrons = 1 pairs
3p6 : 6 electrons = 3 pairs
3d10 : 10 electrons = 5 pairs
4s2 : 2 electrons = 1 pairs
4p4 : 4 electrons = 2 pairs

Total : 34 electrons = 17 pairs

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2.
當 3d subshell 有 electrons 的時候，4s subshell 跟在 3d subshell 之後。
當 3d subshell 沒有 electrons 的時候，不用寫出來，4s subshell 自然跟在 3p subshell 之後。

以 K（1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1）為例，3d subshell 沒有 electrons ，所以無需寫成
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s1
electrons 會首先填入 energy level 較低的 subshell 之中。
energy level：1s < 2s < 2p< 3s < 3p < 4s < 3d ......
由 1s 到 3p 共 fill in 18 electrons。由於 4s subshell 的 energy level < 3d subshell 的 energy level，所以第 19 粒 electron 會 fill in 入 4s subshell 中，而不會 fill in 入 3d subshell。

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3.
S 的 electronic configuration 是 [Ne] 3s2 3p4。
寫成 [Ne] 3s2 3px2 3py1 3pz1 是畫蛇添足。

每一 subshell 含有不同數目的 orbitals，每個 orbital 最多可容納 2 粒 electrons。s、p、d、f subshell 分別含有 1、3、5、7 個 orbitals。
與其他 p subshell 一樣，3p subshell 含有 3 個 orbitals。要分別這三個 orbitals，可以把它們分別寫成 3px、3py、3pz。放入四粒 electrons，自然是 3px2 3py1 3pz1 了（當然可以寫成 3px1 3py2 3pz1 或 3px1 3py1 3pz2）。
當以 atom 的 electronic configuration 來解釋 covalent bonding 時，才需要把三個 p orbitals 分別過來，平時是不需要分的。

我中四都睇得明...我覺得都寫得ok