Решение. Примеры решения задач

Пример 3

Решение

Пример 2

Решение

Пример 1

Примеры решения задач

Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 22. Покажите распределение электронов этих атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам.

Чтобы составить электронную формулу атома любого элемента, следует знать номер данного элемента в периодической системе и выполнить требования основных положений, определяющих распределение электронов в атоме.

Так как число электронов в атоме равно его порядковому номеру в таблице Д.И.Менделеева, то для элементов № 16 (сера) и № 22 (титан) электронные формулы имеют вид:

₁₆S 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴; ₂₂Ti 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s².

Электронная структура атомов может быть изображена также в виде схем размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическим изображением атомных орбиталей (АО); такое изображение называют электронно-графической формулой.

Квантовую ячейку обозначают в виде прямоугольника ↓↑ или линейки, а электроны в этих ячейках обозначают стрелками.

₁₆ S

s p d

n =3 ↑↓ ↓↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

s p

n =2 ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓↑

s

n =1 ↓↑

₂₂Ti

s p d f

n =4 ↑↓ ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓ ↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

s p d

n =3 ↑↓ ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

s p

n =2 ↑↓ ↓↑ ↓↑ ↓↑

s

n =1 ↓↑

Какую высшую и низшую степень окисления проявляют мышьяк, селен и бром? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Номер группы периодической системы, в которой находится элемент, равен высшей степени окисления его атома, которая может проявляться не у всех элементов данной группы (кислород, фтор). Для некоторых элементов (например, медь, серебро и др.) известны соединения, где они проявляют степень окисления большую, чем номер группы. Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того количества электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки (ns ² np ⁶). Мышьяк, селен и бром находятся соответственно в V, VI, и VII А-группах и имеют структуру внешнего энергетического уровня 4s²4p³, 4s²4p⁴ и 4s²4p⁵.

Следовательно, степени окисления элементов:

Элемент	Степень окисления	Соединения
высшая	низшая
As	+5	–3	H3AsО4, H3As
Se	+6	–2	SeO3, Na2Se
Br	+7	–1	KBrO4, KBr

У какого из элементов четвертого периода – марганца или брома – сильнее выражены металлические свойства?

Электронные формулы данных элементов

₂₅ Mn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²

₃₅ Br 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

Марганец – d -элемент VII группы, а бром – p -элемент VII группы. На внешнем энергетическом уровне у атома марганца – два электрона, а у атома брома – семь. Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, а, следовательно, тенденцией терять эти электроны. Они обладают только восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов. Элементы, катионы которых на внешнем энергетическом уровне содержат более трех электронов, обладают определенным сродством к электрону, а, следовательно, приобретают отрицательную степень окисления и даже образуют элементарные отрицательные ионы. Таким образом, марганец, как и все свободные металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для брома, проявляющего слабые восстановительные свойства, более свойственны окислительные функции. Общей закономерностью для всех групп, содержащих p - и d - элементы, является преобладание металлических свойств у d - элементов.

Для завершения внешней оболочки атому брома выгодно принять 1 электрон, а марганцу отдать два электрона. Следовательно, металлические свойства у марганца выражены сильнее, чем у брома.

Дата добавления: 2014-11-06