Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Электронные формулы элементов
Запись, отражающая распределение электронов в атоме химического элемента по энергетическим уровням и подуровням, называется электронной конфигурацией этого атома. Пример. Цезий Сs находится в 6-м периоде, его 55 электронов (порядковый номер 55) распределены по 6 энергетическим уровням и их подуровням, соблюдая последовательность заполнения электронами орбиталей получим: 55Cs 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 5d10 6s1. В свою очередь электронная конфигурация лития – 3Li 1s22s1; углерода – 6C 1s22s22p2, хлора – 1 7 Cl 1s22s22p63s23p5. Примеры решения задач Пример 1. Последним электронную оболочку некоторого элемента заселяет электрон с набором квантовых чисел: n = 3, l = 2, m = –2, Решение. Данный электрон находится на 3-м уровне (n = 3), причем на d-подуровне (l = 2). Расположив на ней единственный электрон (стрелка вверх, так как s = +1/2) и зная, что он последний, мы приходим к выводу, что остальные d-орбитали пусты. Теперь мы уже можем записать сокращенную электронную формулу элемента …3d1. Этот элемент легко найти в периодической таблице – это скандий 21Sc. Всего на орбитальной диаграмме элемента поместится ровно 21 электрон, следовательно, в его ядре 21 протон и его порядковый номер в таблице Менделеева тоже 21 (Sc). Орбитальная диаграмма помогает записать и полную электронную формулу для скандия: .
Пример 2. Элемент имеет порядковый номер 18. Напишите полную электронную формулу, указав, на каких энергетических уровнях и подуровнях находятся электроны в атомах этого элемента. Решение. Заполнение электронами энергетических уровней и подуровней происходит в порядке возрастания энергии: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s ≈ 4f ≈ ≈ 5d < 6p < 7s ≈ 5f ≈ 6d < 7p. Порядковый номер 18, т.е. атом содержит 18 электронов, так как находится в третьем периоде – у него 3 энергетических уровня и его электронная формула имеет вид: – это аргон. Пример 3. Сокращенная электронная формула элемента изображена в виде . Какой это элемент? Напишите его полную электронную формулу и определите, к какому электронному семейству относится данный элемент.
Решение. Судя по строению электронной оболочки, элемент находится в 4-м периоде, валентные электроны (3d3 + 4s2), т.е. общее число 5, следовательно, в V группе, d-орбиталь не завершенна я, это d-элемент, пятой группы, побочной подгруппы. Электронная формула этого элемента , это – ванадий.
Пример 4. Составьте электронные и электронно-графические формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 22. Решение. Число электронов в атоме элемента равно его порядковому номеру в таблице Д. И. Менделеева. Если элемент с порядковым номером 16 – это сера, а с номером 22 – титан. Сера находится в 3-м периоде, следовательно, у нее 3 энергетических уровня и на последнем уровне для серы – ; для титана – . Электронно-графические формулы этих атомов: для 16S:
для 22Ti:
2.3. Индивидуальные задания 31. Сокращенная электронная формула элемента изображена в виде: а)...6p3; б)…3s23p2; в) … 4s24р1. Какой это элемент? Напишите полную электронную формулу и набор квантовых чисел для «последнего» электрона на внешнем электронном уровне*. 32. Сокращенная электронная формула элемента изображена в виде:...3d6. Какой это элемент? Напишите полную электронную формулу и набор квантовых чисел для 6-го электрона на d-подуровне*. 33. Напишите полную электронную формулу элемента неодима 60Nd. К какому электронному семейству относится данный элемент? 34. Напишите полную электронную формулу и графически изобразите распределение электронов по орбиталям для элемента 20Са. Запишите набор квантовых чисел для последнего (наиболее далекого от ядра) электрона этого элемента*. 35. В каком элементе при его образовании из субатомных частиц последним свое место в электронной оболочке займет электрон с таким набором квантовых чисел: n = 3, l = 2, m = 0, s = 1/2? Напишите полную электронную формулу для этого элемента*. 36. Для какого элемента «последним» в электронной оболочке будет электрон с таким набором квантовых чисел: n = 3, l = 1, m = –1, s = 1/2? Напишите полную электронную формулу для этого элемента. Сколько у него неспаренных электронов?*
37. Для какого элемента «последним» в электронной оболочке будет электрон с таким набором квантовых чисел: n = 2, l = 1, m = 0, s = –1/2? Напишите полную электронную формулу*. Почему этот элемент не может быть благородным? Какой подуровень не заполнен по сравнению с ближайшим благородным элементом? Какой благородный элемент ближайший по электронному строению? 38. Назовите элементы и укажите число неспаренных электронов в атомах, имеющих следующие электронные конфигурации: а) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2; б) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d64s2; в) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4р3. 39. Объясните принципы и правила, определяющие последовательность заполнения атомных орбиталей электронами. Напишите электронную формулу элемента с порядковым номером: а) 13; б) 20; в) 51. 40. Что характеризуют квантовые числа? Каково соотношение между ними? Комбинация каких атомных орбиталей, и в каком количестве возможна для главного квантового числа равного: а) 4; б) 3; в) 2? 41. Что понимают под возбужденным состоянием атома? Напишите электронные формулы атома фосфора, находящегося в нормальном и возбужденном состояниях. Представьте графические электронные формулы для этих двух состояний. 42. Как зависит энергия электрона от орбитального квантового числа в многоэлектронном атоме при постоянном значении главного квантового числа? Какой из подуровней – 3d или 4s – будет заполняться электронами раньше? 43. Определите последовательность заполнения электронных подуровней, если l + n = 5. Что понимают под атомной орбиталью? 44. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковым номером: а) 10, 15, 35; б) 6, 21, 36; в) 19, 22, 34. Какой смысл вкладывают в понятие s-, p-, d-электронных облаков? Как изобразить их графически? 45. Приведите графическую электронную формулу атома: а) железа; б) кобальта; в) никеля. Как располагаются d-электроны в атоме железа? Объясните порядок заполнения d-орбиталей. 46. Какую информацию дает электронная формула элемента? Запишите электронную формулу и представьте графическую формулу валентных электронов элементов: а) хрома; б) молибдена; в) азота. Определите основные химические свойства этих элементов. 47. Какие элементы называются электронными аналогами? Перечислите электронные аналоги в шестой группе периодической системы элементов. Какой общей электронной формулой можно описать конфигурацию внешнего электронного слоя халькогенов? 48. Объясните исходя из электронного строения атомов, каков физический смысл номера периода и номера группы. Напишите электронные формулы атомов следующих элементов: а) калия; б) ванадия; 49. Что понимают под атомным радиусом? Как изменяются атомные радиусы элементов в периодах и группах? Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковым номером 19, 22, 34. 50. Какое максимальное число электронов могут занимать s-, p-, d-, 51. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4S или 3d? Ответ пояснить примерами. 52. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 5S или 4р? Ответ поясните примерами.
53. Напишите электронные формулы элементов с порядковыми номерами: а) 9, 38; б) 42, 20; в) 6, 29. Укажите валентные электроны. 54. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковым номером 14 и 40. Сколько свободных 3d-орбиталей у атомов последнего элемента? 55. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами: а) 9 и 18; б) 16 и 26; в) 25 и 34. Покажите распределение элементов этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов? 56. Квантовые числа для электронов внешнего энергетического уровня атомов некоторых элементов имеют следующие значения: n = 4, l = 0, ml = 0, ms = ±½. Напишите электронные формулы атомов этих элементов и определите, сколько свободных 3d-орбиталей содержит каждый из них*. 57. В чем заключается принцип Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома р7- и d12-электронов? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 33 и укажите его валентные электроны. 58. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковым номером 6, 21, 36. Какой смысл вкладывают в понятие s-, p-, 59. Что такое энергия ионизации? В каких единицах измеряется и как меняется значение энергии ионизации по периодам и группам? Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковым номером 11, 25, 54. 60. В чем состоит смысл правила Клечковского? Почему оно действует для многоэлектронных атомов? Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 26 и 35.
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА Теоретические сведения Исследуя изменение химических свойств элементов в зависимости от величины их относительной атомной массы (атомный вес), Д.И. Менделеев в 1869 г. открыл закон периодичности этих свойств: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от атомных весов элементов». Поскольку химические свойства обусловлены строением электронных оболочек атома, периодическая система Современная формулировка периодического закона гласит: «Свойства элементов и соединений находятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер».
Это обстоятельство отражено в периодической системе в виде горизонтальных и вертикальных рядов – периодов и групп. Период – горизонтальный ряд, имеющий одинаковое число электронных уровней, номер периода совпадает со значением главного квантового числа nвнешнего уровня (слоя); таких периодов в периодической системе семь. Второй и последующие периоды начинаются щелочным элементом ns1 и заканчивается благородным газом ns2np6. По вертикали периодическая система подразделяется на восемь групп, которые делятся на главные – А-подгруппы, состоящие из s - и p - элементов, и побочные – B-подгруппы, содержащие d-элементы. Подгруппа III B, кроме d-элементов, содержит по 14 4f- и 5f-элементов (семейства 4f - лантаноидов и 5f-актиноидов). Главные подгруппы содержат на внешнем электронном слое одинаковое число электронов, которое равно номеру группы. В главных подгруппах валентные электроны (электроны, способные образовывать химические связи) расположены на s - и p-орбиталях внешнего энергетического уровня, в побочных – на s-орбиталях внешнего и d-орбиталях предвнешнего слоя. Для f-элементов валентными являются (n – 2)f-, Сходство элементов внутри каждой группы – наиболее важная закономерность в периодической системе. кроме того, следует отметить такую закономерность, как диагональное сходство у пар элементов Li и Mg, Be и Al, B и Si и др. Эта закономерность обусловлена тенденцией смены свойств по вертикали (в группах) и их изменением по горизонтали (в периодах). Структура электронной оболочки атомов элемента изменяется периодически с ростом порядкового номера элемента, с одной и другой стороны, свойства определяются строением электронной оболочки и, следовательно, находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома [1, 2].
|
||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-03-09; просмотров: 751; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.187.233 (0.016 с.) |