Число 3d-электронов в атоме данного химического элемента вдвое превышает число 3d-электронов в его трёхзарядном ионе

Для решения этой задачи, давайте воспользуемся информацией о расположении электронов в периодической системе и принципами заполнения электронных оболочек атомов.

Первое, что нам нужно сделать, это понять, что значит "число 3d-электронов в атоме данного химического элемента вдвое превышает число 3d-электронов в его трёхзарядном ионе". Это означает, что у атома данного элемента имеется как минимум 10 электронов в подуровне 3d.

Основное состояние атома означает, что у него наименьшая энергия. Кроме того, основное состояние ионов означает, что они электрически нейтральны.

С учетом этих сведений, мы можем сказать, что для атома данного элемента в основном состоянии существуют следующие возможные электронные конфигурации для 3d-электронов:
- 1 электрон в подуровне 3d (10 электронов в общей электронной оболочке атома)
- 2 электрона в подуровне 3d (11 электронов в общей электронной оболочке атома)
- 3 электрона в подуровне 3d (12 электронов в общей электронной оболочке атома)
- и так далее...

Однако, если мы посмотрим на трёхзарядный ион этого элемента, то он имеет на 3 заряда больше, чем атом. Это означает, что у иона должна быть электронная конфигурация с тем же числом электронов в 3d-подуровне, но с тремя электронами меньше в общей электронной оболочке.

Таким образом, рассмотрим электронные конфигурации для трёхзарядного иона с различными количествами 3d-электронов:
- 0 электронов в подуровне 3d (радикально-ион)
- 1 электрон в подуровне 3d
- 2 электрона в подуровне 3d
- 3 электрона в подуровне 3d
- и так далее...

Мы должны найти ситуацию, когда число 3d-электронов в атоме вдвое превышает число 3d-электронов в трёхзарядном ионе. То есть, нам нужно выбрать электронную конфигурацию атома с числом электронов в 3d-подуровне, вдвое большим числа электронов в 3d-подуровне трёхзарядного иона данного элемента.

Если мы пройдем по всем возможным электронным конфигурациям атомов и ионов для разных элементов в периодической системе, мы получим следующую информацию:

Атом | Электронная конфигурация | Количество 3d-электронов
-----------------------------------------------------------------------------
V | [Ar] 4s^2 3d^3 | 3
Cr | [Ar] 4s^1 3d^5 | 5
Mn | [Ar] 4s^2 3d^5 | 5
Fe | [Ar] 4s^2 3d^6 | 6
Co | [Ar] 4s^2 3d^7 | 7
Ni | [Ar] 4s^2 3d^8 | 8
Cu | [Ar] 4s^1 3d^10 | 10

Единственным элементом, где число 3d-электронов в атоме вдвое превышает число 3d-электронов в трёхзарядном ионе, является медь (Cu). У неё есть 10 3d-электронов в атоме и 5 3d-электронов в трёхзарядном ионе.

Таким образом, химический элемент, описанный в задаче, - это медь (Cu), и его порядковый номер в Периодической системе равен 29.