Методика решения типовых заданий. Задание.Почему кислород в соединениях всегда двухвалентен, а элемент его подгруппы сера способен проявлять валентности II

Задание. Почему кислород в соединениях всегда двухвалентен, а элемент его подгруппы сера способен проявлять валентности II, IV и VI?

Решение:

Электронная формула атома кислорода:

₈O 1s²2s²2p⁴.

Электронно-графическая схема распределения электронов по квантовым ячейкам внешнего (валентного) уровня имеет вид:

s p

n = 3

↑↓

↑↓

↑

↑

Исходим из определения, что количественной мерой валентности является число неспаренных электронов у атома в основном или возбуждённом состоянии.

Число неспаренных электронов на внешнем уровне равно двум. На данном (втором) энергетическом уровне отсутствуют вакантные орбитали. Возбуждённые состояния с переходом в более высокую валентность энергетически целесообразны при распаривании электронов в рамках одного уровня и не могут в этом случае измениться. Поэтому кислород во всех соединениях двухвалентен.

Электронная формула атома серы:

₁₆S 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

Электронно-графическая схема распределения электронов по квантовым ячейкам внешнего (валентного) уровня имеет вид:

s p d

n = 3

↑↓

↑↓

↑

↑

Число неспаренных электронов на внешнем уровне, а значит и валентность, равно двум.

В отличие от атома кислорода у атома серы имеются вакантные орбитали на внешнем энергетическом уровне. Поэтому для него возможен переход в возбуждённые состояния с распариванием электронов:

s p d

n = 3

↑↓

↑

↑

↑

↑

Число неспаренных электронов на внешнем уровне, а значит и валентность, равно четырём.

s p d

n = 3

↑

↑

↑

↑

↑

↑

Число неспаренных электронов на внешнем уровне, а значит и валентность, равно шести.

Задания к самостоятельной работе

11. Какие валентности могут проявлять в соединениях: а) Be; б) F; в) Cl? Почему?

12. Какие валентности могут проявлять в соединениях: а) Al; б) C; в) Ca? Почему?

13. Используя метод валентных связей, опишите образование и пространственную форму молекулы BF₃ и иона BF .

14. Используя метод валентных связей, опишите образование и пространственную форму молекулы CF₄.

15. Используя метод валентных связей, опишите образование и пространственную форму молекулы NH₃ и иона NH₄⁺.

16. В чём сущность явления гибридизации электронных орбиталей? Какие формы имеют основные виды гибридных орбиталей? Каково их взаимное раположение?

17. На основе метода валентных связей и молекулярных орбиталей объясните почему энергия диссоциации O₂ выше, чем F₂.

18. Какие типы кристаллических решёток имеют NaCl, HCl, N₂, C? Расположите эти вещества в ряд по возрастанию температуры плавления.

19. Какая химическая связь называется водородной? Приведите примеры. На какие виды подразделяется межмолекулярное взаимодействие?

20. Объясните аномально высокие значения температур плавления и кипения H₂O и HF.

Дата добавления: 2015-07-02