У дома Предотвратяване Електронна формула d на елемент 4 периоди. Електронна конфигурация на атом

Предотвратяване

Електронна формула d на елемент 4 периоди. Електронна конфигурация на атом

Страница 1
3. Напишете електронна формула и тяталий Tl 3+. За валентни електрони атом Tl показва набора от четирите квантови числа.

Решение:

Според правилото на Клечковски, пълнеж енергийни ниваи поднивата се появяват в следната последователност:

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s(5d 1)4f

5d6p7s (6d 3-2)5f6d7p.

Елементът талий Tl има ядрен заряд от +81 (атомен номер 81), съответно 81 електрона. Според правилото на Клечковски разпределяме електроните между енергийните поднива и получаваме електронната формула на елемента Tl:

81 Tl талий 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 1

Талиевият йон Tl 3+ има заряд +3, което означава, че атомът е отказал 3 електрона и тъй като атомът може да отдаде само валентни електрони от външното ниво (за талия това са два 6s и един 6p електрона), неговата електронна формула ще изглежда така:

81 Tl 3+ талий 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 0 4f 14 5d 10 6p 0

Главно квантово число нопределя общата енергия на електрона и степента на отстраняването му от ядрото (номер на енергийно ниво); той приема всякакви цели числа, започващи от 1 (n = 1, 2, 3, ...), т.е. съответства на номера на периода.

Орбитално (странично или азимутално) квантово число лопределя формата на атомната орбитала. Може да приема цели числа от 0 до n-1 (l = 0, 1, 2, 3,..., n-1). Независимо от номера на енергийното ниво, всяка стойност лОрбиталното квантово число съответства на орбитала със специална форма.

Орбитали с л= 0 се наричат s-орбитали,

л= 1 – p-орбитали (3 вида, различаващи се по магнитно квантово число m),

л= 2 – d-орбитали (5 вида),

л= 3 – f-орбитали (7 вида).

Магнитното квантово число m l характеризира позицията на електронната орбитала в пространството и приема цели числа от - л до + л, включително 0. Това означава, че за всяка орбитална форма има (2 л+ 1) енергийно еквивалентна ориентация в пространството.

Квантовото число на спина m S характеризира магнитния момент, който възниква, когато електрон се върти около оста си. Приема само две стойности +1/2 и –1/2, съответстващи на противоположни посоки на въртене.
Валентните електрони са електрони във външното енергийно ниво. Талият има 3 валентни електрона: 2 s електрона и 1 p електрон.

Квантови числа s – електрони:

Орбитално квантово число л= 0 (s – орбита)

Магнитно квантово число m l = (2 л+ 1 = 1): m l = 0.

Спиново квантово число m S = ±1/2

Квантови числа p – електрон:

Главно квантово число n = 6 (шести период)

Орбитално квантово число л= 1 (p – орбитала)

Магнитно квантово число (2 л+ 1 = 3): m = -1, 0, +1

Спиново квантово число m S = ±1/2
23. Посочете тези свойства химически елементи, които се променят периодично. Каква е причината за периодичното повторение на тези свойства? С помощта на примери обяснете същността на периодичността на промените в свойствата на химичните съединения.

Решение:

Свойствата на елементите, определени от структурата на външните електронни слоеве на атомите, естествено се променят според периодите и групите периодичната таблица. В този случай сходството на електронните структури поражда сходство на свойствата на аналоговите елементи, но не и идентичността на тези свойства. Следователно при преминаване от един елемент към друг в групи и подгрупи се наблюдава не просто повторение на свойствата, а тяхната повече или по-малко изразена естествена промяна. По-специално, химичното поведение на атомите на елементите се проявява в способността им да губят и получават електрони, т.е. в способността им да се окисляват и редуцират. Количествена мярка за способността на атома губяелектроните е йонизационен потенциал (E И ) и мярка за способността им да придобивам отново– електронен афинитет (Е с ). Естеството на промяната на тези количества при прехода от един период към друг се повтаря и тези промени се основават на промяна в електронната конфигурация на атома. По този начин завършените електронни слоеве, съответстващи на атоми на инертни газове, показват повишена стабилност и повишена стойностйонизационни потенциали в рамките на период. В същото време s-елементите от първата група (Li, Na, K, Rb, Cs) имат най-ниски стойности на йонизационния потенциал.

Електроотрицателносте мярка за способността на атом на даден елемент да привлича електрони към себе си в сравнение с атоми на други елементи в съединението. Според една от дефинициите (Mulliken), електроотрицателността на атома може да се изрази като половината от сумата на неговата йонизационна енергия и електронен афинитет: = (E и + E c).

В периоди има Общата тенденцияувеличаване на електроотрицателността на елемента, а в подгрупите – нейното намаляване. Най-ниски стойности S-елементите от I група имат електроотрицателност, а p-елементите от VII група имат най-голяма електроотрицателност.

Електроотрицателността на един и същ елемент може да варира в зависимост от състоянието на валентност, хибридизация, степен на окисление и др. Електроотрицателността значително влияе върху естеството на промените в свойствата на съединенията на елементите. Например, сярната киселина проявява по-силни киселинни свойства от нейния химичен аналог - селеновата киселина, тъй като в последната централният селенов атом, поради по-ниската си електроотрицателност в сравнение със серния атом, не поляризира толкова силно H–O връзките в киселината , което означава отслабване на киселинността.

H–O O
Друг пример: хром(II) хидроксид и хром(VI) хидроксид. Хром (II) хидроксид, Cr (OH) 2, проявява основни свойства за разлика от хром (VI) хидроксид, H 2 CrO 4, тъй като степента на окисление на хром +2 определя слабостта на кулоновото взаимодействие на Cr 2+ с хидроксиден йон и лекотата на елиминиране на този йон, т.е. проявление на основни свойства. В същото време високото състояние на окисление на хром +6 в хром (VI) хидроксид определя силното кулоново привличане между хидроксидния йон и централния хромен атом и невъзможността за дисоциация по протежение на връзката – О. От друга страна, високото състояние на окисление на хрома в хромовия (VI) хидроксид повишава способността му да привлича електрони, т.е. електроотрицателност, която причинява висока степен на поляризация на H–O връзките в това съединение, което е предпоставка за повишаване на киселинността.

Следващия важна характеристикаатомите са техните радиуси. В периодите радиусите на металните атоми намаляват с увеличаване на атомния номер на елемента, т.к с увеличаване на атомния номер на елемент в рамките на период, зарядът на ядрото се увеличава и следователно общият заряд на електроните, който го балансира; в резултат на това се увеличава и кулоновото привличане на електрони, което в крайна сметка води до намаляване на разстоянието между тях и ядрото. Най-изразено намаляване на радиуса се наблюдава при елементи с кратки периоди, в които външното енергийно ниво е запълнено с електрони.

В големи периоди d- и f-елементите показват по-плавно намаляване на радиусите с увеличаване на заряда на атомното ядро. Във всяка подгрупа от елементи атомните радиуси са склонни да се увеличават отгоре надолу, тъй като такова изместване означава преход към по-високо енергийно ниво.

Влиянието на радиусите на елементните йони върху свойствата на съединенията, които те образуват, може да се илюстрира с примера за повишаване на киселинността на халогеноводородни киселини в газовата фаза: HI > HBr > HCl > HF.
43. Назовете елементите, за чиито атоми е възможно само едно валентно състояние и посочете дали ще бъде основно или възбудено.

Решение:

Атомите на елементите, които имат един несдвоен електрон на външното валентно енергийно ниво, могат да имат едно валентно състояние - това са елементи от I група на периодичната система (H - водород, Li - литий, Na - натрий, K - калий, Rb - рубидий , Ag - сребро, Cs - цезий, Au - злато, Fr - франций), с изключение на медта, тъй като при образуването на химични връзки, чийто брой се определя от валентността, d-електроните на предвъншното ниво също участват (основното състояние на медния атом 3d 10 4s 1 се дължи на стабилността на запълнената d-обвивка, но първото възбудено състояние 3d 9 4s 2 надвишава основното състояние по енергия само с 1,4 eV (около 125 kJ/mol Следователно, in). химични съединенияИ двете състояния се проявяват в еднаква степен, пораждайки две серии от медни съединения (I) и (II)).

Също така, атоми на елементи, в които външното енергийно ниво е напълно запълнено и електроните нямат възможност да преминат във възбудено състояние, могат да имат едно валентно състояние. Това са елементи от основната подгрупа на VIII група - инертни газове (He - хелий, Ne - неон, Ar - аргон, Kr - криптон, Xe - ксенон, Rn - радон).

За всички изброени елементи единственото валентно състояние е основното състояние, т.к няма възможност за преминаване към възбудено състояние. Освен това преходът към възбудено състояние определя новото валентно състояние на атома; съответно, ако такъв преход е възможен, валентното състояние на даден атом не е единственото.

63. Използване на модела на валентното отблъскване електронни двойкии метода на валентната връзка, разгледайте пространствената структура на предложените молекули и йони. Посочете: а) броя на свързващите и несподелените електронни двойки на централния атом; б) броя на орбиталите, участващи в хибридизацията; в) вид хибридизация; г) вид на молекулата или йона (AB m E n); д) пространствено разположение на електронните двойки; е) пространствена структура на молекула или йон.

SO 3;

Решение:

Според метода на валентната връзка (използването на този метод води до същия резултат като използването на модела OEPBO), пространствената конфигурация на молекулата се определя от пространственото разположение на хибридните орбитали на централния атом, които се образуват в резултат на взаимодействието между орбиталите.

За да се определи вида на хибридизацията на централния атом, е необходимо да се знае броят на хибридизиращите орбитали. Може да се намери чрез добавяне на броя на свързващите и несподелените електронни двойки на централния атом и изваждане на броя на π връзките.

В молекула SO 3

общият брой на свързващите двойки е 6. Като извадим броя на π-връзките, получаваме броя на хибридизиращите орбитали: 6 – 3 = 3. Така типът на хибридизацията е sp 2, типът на йона е AB 3, пространственото разположение на електронните двойки има формата на триъгълник, а самата молекула е триъгълник:

В йон

общият брой на свързващите двойки е 4. Няма π връзки. Брой хибридизиращи орбитали: 4. По този начин типът хибридизация е sp 3, типът AB 4 йон, пространственото разположение на електронните двойки има формата на тетраедър, а самият йон е тетраедър:

83. Напишете уравненията възможни реакциивзаимодействия на KOH, H 2 SO 4, H 2 O, Be(OH) 2 със съединенията, дадени по-долу:

H2SO3, BaO, CO2, HNO3, Ni(OH)2, Ca(OH)2;

Решение:
а) Реакции на KOH

2KOH + H 2 SO 3  K 2 SO 3 + 2H 2 O

2K + + 2 ОХ - + 2з+ + SO 3 2-  2K + + SO 3 2- + з 2 О

ОХ - + з +  з 2 О
KOH + BaO  няма реакция
2KOH + CO 2  K 2 CO 3 + H 2 O

2K + + 2 ОХ - + CO 2  2K + + CO 3 2- + з 2 О

2ОХ - + з 2 CO 3  CO 3 2- + з 2 О
KOH + HNO 3  няма реакция, разтворът съдържа едновременно йони:

K + + OH - + H + + NO 3 -

2KOH + Ni(OH) 2  K

2K + + 2 ОХ- + Ni(OH) 2  K + + -

KOH + Ca(OH) 2  няма реакция

б) реакционни реакции H 2 SO 4

H 2 SO 4 + H 2 SO 3  няма реакция
H 2 SO 4 + BaO  BaSO 4 + H 2 O

2H + + SO 4 2- + BaO  BaSO 4 + H 2 O

H 2 SO 4 + CO 2  няма реакция
H 2 SO 4 + HNO 3  няма реакция
H 2 SO 4 + Ni(OH) 2  NiSO 4 + 2H 2 O

2з+ + SO 4 2- + Ni(OH) 2  Ni 2+ + SO 4 2- + 2 з 2 О

2з + + Ni(OH) 2  Ni 2+ + 2з 2 О
H 2 SO 4 + Ca(OH) 2  CaSO 4 + 2H 2 O

2H + + SO 4 2- + Ca(OH) 2  CaSO 4 + 2H 2 O

в) реакционни реакции на H 2 O

H 2 O + H 2 SO 3  няма реакция

H 2 O + BaO  Ba(OH) 2

H 2 O + BaO  Ba 2+ + 2OH -

H 2 O + CO 2  няма реакция
H 2 O + HNO 3  няма реакция
H 2 O + NO 2  няма реакция
H 2 O + Ni(OH) 2  няма реакция

H 2 O + Ca(OH) 2  няма реакция

а) реакционни реакции Be (OH) 2

Be(OH) 2 + H 2 SO 3  BeSO 3 + 2H 2 O

Be(OH) 2 + 2з+ + SO 3 2-  Be 2+ + SO 3 2- + 2 з 2 О

Be(OH) 2 + 2з+  Бъдете 2+ + 2 з 2 О
Be(OH) 2 + BaO  няма реакция
2Be(OH) 2 + CO 2  Be 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + 2H 2 O
Be(OH) 2 + 2HNO 3  Be(NO 3) 2 + 2H 2 O

Be(OH) 2 + 2з+ + НЕ 3 -  Бъда 2+ + 2NO 3 - + 2 з 2 О

Be(OH) 2 + 2з +  Бъда 2+ + 2з 2 О
Be(OH) 2 + Ni(OH) 2  няма реакция
Be(OH) 2 + Ca(OH) 2  няма реакция
103. За посочената реакция

б) обяснете кой от факторите: ентропия или енталпия допринася за спонтанното протичане на реакцията в права посока;

в) в каква посока (директна или обратна) ще протече реакцията при 298K и 1000K;

д) назовете всички начини за увеличаване на концентрацията на продуктите на равновесна смес.

f) начертайте графика на зависимостта на ΔG p (kJ) от T (K)

Решение:

CO (g) + H 2 (g) = C (k) + H 2 O (g)

Стандартна енталпия на образуване, ентропия и енергия на Гибс на образуване на вещества

1. (ΔH 0 298) h.r. =

–

= -241,84 + 110,5 = -131,34 kJ 2. (ΔS 0 298) c.r. =

–

= 188,74+5,7-197,5-130,6 = -133,66 J/K = -133,66 10 -3 kJ/mol > 0.

Директната реакция е съпроводена с намаляване на ентропията, намалява безпорядъка в системата - неблагоприятен фактор за възникване на химическа реакцияв посока напред.

3. Изчислете стандартната енергия на Гибс на реакцията.

според закона на Хес:

(ΔG 0 298) h.r. =
–
= -228,8 +137,1 = -91,7 kJ

Оказа се, че (ΔН 0 298) х.р. > (ΔS 0 298) c.r. ·T и след това (ΔG 0 298) h.r.

4.
≈
≈ 982,6 K.

≈ 982,6 K е приблизителната температура, при която се установява истинското химично равновесие; над тази температура ще настъпи обратна реакция. При дадена температура и двата процеса са еднакво вероятни.

5. Изчислете енергията на Гибс при 1000K:

(ΔG 0 1000) h.r. ≈ ΔН 0 298 – 1000·ΔS 0 298 ≈ -131.4 – 1000·(-133.66)·10 -3 ≈ 2.32 kJ > 0.

Тези. при 1000 K: ΔS 0 h.r. ·Т > ΔН 0 ч.р.

Факторът енталпия стана решаващ; спонтанното протичане на директна реакция стана невъзможно. Протича обратната реакция: от един мол газ и 1 мол твърдо вещество се образуват 2 мола газ.

log K 298 = 16.1; K 298 ≈ 10 16 >> 1.

Системата е далеч от състояние на истинско химическо равновесие, в нея преобладават продуктите на реакцията.

Зависимост на ΔG 0 от температурата на реакцията

CO (g) + H 2 (g) = C (k) + H 2 O (g)

K 1000 = 0,86 > 1 – системата е близка до равновесна, но при тази температура в нея преобладават изходните вещества.

8. Според принципа на Льо Шателие с повишаване на температурата равновесието трябва да се измести към обратната реакция и равновесната константа трябва да намалее.

9. Нека разгледаме как нашите изчислени данни се съгласуват с принципа на Le Chatelier. Нека представим някои данни, показващи зависимостта на енергията на Гибс и равновесната константа на тази реакция от температурата:

Т, К	ΔG 0 t, kJ	K t
298	-131,34	10 16
982,6	0	1
1000	2,32	0,86

По този начин получените изчислени данни съответстват на нашите заключения, направени въз основа на принципа на Le Chatelier.
123. Равновесие в системата:

)

създадена при следните концентрации: [B] и [C], mol/l.

Определете началната концентрация на веществото [B] 0 и равновесната константа, ако началната концентрация на веществото A е [A] 0 mol/l

От уравнението може да се види, че образуването на 0,26 mol вещество C изисква 0,13 mol вещество A и същото количество вещество B.

Тогава равновесната концентрация на вещество А е [A] = 0,4-0,13 = 0,27 mol/l.

Началната концентрация на веществото B [B] 0 = [B] + 0,13 = 0,13+0,13 = 0,26 mol/l.

Отговор: [B] 0 = 0,26 mol/l, Kp = 1,93.

143. а) 300 g разтвор съдържа 36 g KOH (плътност на разтвора 1,1 g/ml). Изчислете процента и моларната концентрация на този разтвор.

б) Колко грама кристална сода Na 2 CO 3 ·10H 2 O трябва да се вземат за приготвяне на 2 литра 0,2 M разтвор на Na 2 CO 3?

Решение:

Намираме процентната концентрация, използвайки уравнението:

Моларната маса на КОН е 56,1 g/mol;

За да изчислим моларността на разтвора, намираме масата на KOH, съдържаща се в 1000 ml (т.е. 1000 · 1,100 = 1100 g) разтвор:

1100: 100 = при: 12; при= 12 1100 / 100 = 132 g

Cm = 56,1 / 132 = 0,425 mol/l.

Отговор: C = 12%, Cm = 0,425 mol/l

Решение:

1. Намерете масата на безводната сол

m = cm·M·V, където M – моларна маса, V – обем.

m = 0,2 106 2 = 42,4 g.

2. Намерете масата на кристалния хидрат от пропорцията

моларна маса на кристален хидрат 286 g/mol - маса X

моларна маса на безводна сол 106g/mol - маса 42.4g

следователно X = m Na 2 CO 3 10H 2 O = 42,4 286/106 = 114,4 g.

Отговор: m Na 2 CO 3 10H 2 O = 114,4 g.

163. Изчислете точката на кипене на 5% разтвор на нафталин C 10 H 8 в бензен. Точката на кипене на бензена е 80,2 0 С.

дадени:

Средно (C 10 H 8) = 5%

кипене (C 6 H 6) = 80,2 0 C

Намирам:

tboil (разтвор) -?

Решение:

От втория закон на Раул

ΔT = E m = (E m B 1000) / (m A μ B)

Тук E е ебулиоскопската константа на разтворителя

E(C6H6) = 2.57

m A е теглото на разтворителя, m B е теглото на разтвореното вещество, M B е неговото молекулно тегло.

Нека масата на разтвора е 100 грама, следователно масата на разтвореното вещество е 5 грама, а масата на разтворителя е 100 – 5 = 95 грама.

М (нафталин C 10 H 8) = 12 10 + 1 8 = 128 g/mol.

Заместваме всички данни във формулата и намираме увеличението на точката на кипене на разтвора в сравнение с чист разтворител:

ΔT = (2,57 5 1000)/(128 95) = 1,056

Точката на кипене на разтвор на нафталин може да се намери по формулата:

T k.r-ra = T k.r-la + ΔT = 80,2 + 1,056 = 81,256

Отговор: 81,256 o C

183. Задача 1. Напишете уравнения на дисоциация и константи на дисоциация за слаби електролити.

Задача 2. Дадени са йонните уравнения, напишете съответните молекулни уравнения.

Задача 3. Напишете уравненията на реакциите за следните трансформации в молекулни и йонни форми.

Не.	Упражнение 1	Задача 2	Задача 3
183	Zn(OH)2, H3AsO4	Ni 2+ + OH – + Cl – = NiOHCl	NaHSO 3 → Na 2 SO 3 → H 2 SO 3 → NaHSO 3

Решение:

Напишете уравнения на дисоциация и константи на дисоциация за слаби електролити.

Ист.: Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH -

Kd 1 =
= 1,5·10 -5
IIст.: ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -

Kd 2 =
= 4,9·10 -7

Zn(OH) 2 – амфотерен хидроксид, възможна е киселинна дисоциация

Ист.: H 2 ZnO 2 ↔ H + + HZnO 2 -

Kd 1 =

IIст.: HZnO 2 - ↔ H + + ZnO 2 2-

Kd 2 =

H 3 AsO 4 – ортоарсенова киселина – силен електролит, напълно се дисоциира в разтвор:
H 3 AsO 4 ↔3Н + + AsO 4 3-
Дадени са йонните уравнения, напишете съответните молекулни уравнения.

Ni 2+ + OH – + Cl – = NiOHCl

NiCl2 + NaOH (недостатъчно) = NiOHCl + NaCl

Ni 2+ + 2Cl - + Na + + OH - = NiOHCl + Na + + Cl -

Ni 2+ + Cl - + OH - = NiOHCl
Напишете уравненията на реакциите за следните трансформации в молекулни и йонни форми.

NaHSO 3 → Na 2 SO 3 → H 2 SO 3 → NaHSO 3

1) NaHSO 3 + NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O

Na++ HSO 3 - +Na++ ОХ- → 2Na + + ТАКА 3 2- + з 2 О

HSO 3 - + ОХ - → + ТАКА 3 2- + з 2 О
2) Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 3 + Na 2 SO 3

2Na + + ТАКА 3 2- + 2н+ + SO 4 2- → з 2 ТАКА 3 + 2Na + + ТАКА 3 2-

ТАКА 3 2- + 2н + → з 2 ТАКА 3 + ТАКА 3 2-
3) H 2 SO 3 (излишък) + NaOH → NaHSO 3 + H 2 O

2 н + + ТАКА 3 2- + Na + + ОХ- → Na + + HSO 3 - + з 2 О

2 н + + ТАКА 3 2 + ОХ- → Na + + з 2 О
203. Задача 1. Напишете уравнения за хидролизата на соли в молекулни и йонни форми, посочете pH на разтворите (pH > 7, pH Задача 2. Напишете уравнения за реакции, протичащи между вещества в водни разтвори

Не.	Упражнение 1	Задача 2
203	Na2S; CrBr 3	FeCl3 + Na2CO3; Na 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3

Задача 1. Напишете уравнения за хидролизата на соли в молекулни и йонни форми, посочете рН на разтворите (рН > 7, рН

Na2S - сол, образувана от силна основа и слаба киселина, претърпява хидролиза при аниона. Реакцията на средата е алкална (pH > 7).

Ист. Na 2 S + HON ↔ NaHS + NaOH

2Na + + S 2- + HON ↔ Na + + HS - + Na + + OH -

IIст. NaHS + HOH ↔ H 2 S + NaOH

Na + + HS - + HOH ↔ Na + + H 2 S + OH -
CrBr 3 - сол, образувана от слаба основа и силна киселина, претърпява хидролиза в катиона. Реакцията на средата е кисела (рН

Ист. CrBr 3 + HOH ↔ CrOHBr 2 + HBr

Cr 3+ + 3Br - + HOH ↔ CrOH 2+ + 2Br - + H + + Br -

IIст. CrOHBr 2 + HON ↔ Cr(OH) 2 Br + HBr

CrOH 2+ + 2Br - + HOH ↔ Cr(OH) 2 + + Br - + H + + Br -

III чл. Cr(OH) 2 Br + HON↔ Cr(OH) 3 + HBr

Cr(OH) 2 + + Br - + HOH↔ Cr(OH) 3 + H + + Br -

Хидролизата протича предимно в първия етап.

Задача 2. Напишете уравнения за реакции, протичащи между вещества във водни разтвори

FeCl3 + Na2CO3

FeCl3 – сол, образувана от силна киселина и слаба основа

Na 2 CO 3 – сол, образувана от слаба киселина и силна основа

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H(OH) = 2Fe(OH) 3 + 3H 2 CO 3 + 6NaCl

2Fe 3+ + 6Cl - + 6Na + + 3 CO 3 2- + 6н(ТОЙ) = 2Fe( ОХ) 3 + 3з 2 CO 3 + 6Na + +6Cl -

2Fe 3+ + 3CO 3 2- + 6н(ТОЙ) = 2Fe( ОХ) 3 + 3H 2 O + 3CO 2
Na 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3

Настъпва взаимно усилване на хидролизата

Al 2 (SO 4) 3 – сол, образувана от силна киселина и слаба основа

Na 2 CO 3 – сол, образувана от слаба киселина и силна основа

Когато две соли се хидролизират заедно, се образуват слаба основа и слаба киселина:

Ist: 2Na 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 2HOH => 4Na + + 2HCO 3 - + 2AlOH 2+ + 3 SO 4 2 -

IIst: 2HCO 3 - + 2AlOH 2+ + 2HOH => 2H 2 CO 3 + 2Al(OH) 2 +

IIIst: 2Al(OH) 2 + + 2HOH => 2Al(OH) 3 + 2H +

Обобщено уравнение на хидролиза

Al 2 (SO 4) 3 + 2 Na 2 CO 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 2H 2 CO 3 + 2 Na 2 SO 4 + H 2 SO 4

2Ал 3+ + 3 SO 4 2 - + 2 Na + + 2 ° СОТНОСНО 3 2- + 6з 2 О = 2Al(OH) 3 ↓ + 2з 2 ° С O 3 + 2 Na + + 2SO 4 2 - + 2H + + SO 4 2 -

2Ал 3+ + 2° СОТНОСНО 3 2- + 6з 2 О = 2Al(OH) 3 ↓ + 2з 2 ° СО 3
Страница 1

Когато пишете електронни формули за атоми на елементи, посочете енергийни нива (стойности на основното квантово число нпод формата на числа - 1, 2, 3 и т.н.), енергийни поднива (стойности на орбитални квантови числа лпод формата на букви - с, стр, д, f) и числото в горната част показват броя на електроните в дадено подниво.

Първият елемент в таблицата е D.I. Менделеев е водород, следователно зарядът на ядрото на атома не равно на 1, атомът има само един електрон на с-подниво на първо ниво. Следователно електронната формула на водородния атом има формата:

Вторият елемент е хелий; неговият атом има два електрона, така че електронната формула на атома на хелия е 2 Не 1с 2. Първият период включва само два елемента, тъй като първото енергийно ниво е запълнено с електрони, които могат да бъдат заети само от 2 електрона.

Третият елемент по ред - литий - вече е във втория период, следователно второто му енергийно ниво започва да се запълва с електрони (говорихме за това по-горе). Запълването на второто ниво с електрони започва с с-подниво, следователно електронната формула на литиевия атом е 3 Ли 1с 2 2с 1. Атомът на берилий е завършен с електрони с-подниво: 4 Ve 1с 2 2с 2 .

В следващите елементи от 2-ри период второто енергийно ниво продължава да се запълва с електрони, само сега то е запълнено с електрони Р-подниво: 5 IN 1с 2 2с 2 2Р 1 ; 6 СЪС 1с 2 2с 2 2Р 2 … 10 не 1с 2 2с 2 2Р 6 .

Неоновият атом завършва запълването си с електрони Р-подниво, този елемент завършва втория период, има осем електрона, тъй като с- И Р-поднивата могат да съдържат само осем електрона.

Елементите от 3-ти период имат подобна последователност на запълване на енергийните поднива на третото ниво с електрони. Електронните формули на атомите на някои елементи от този период са както следва:

11 Na 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 1 ; 12 Mg 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 ; 13 Ал 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 1 ;

14 Si 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 2 ;…; 18 Ар 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 .

Третият период, подобно на втория, завършва с елемент (аргон), който е напълно запълнен с електрони Р-подниво, въпреки че третото ниво включва три поднива ( с, Р, д). Съгласно горния ред на запълване на енергийните поднива в съответствие с правилата на Клечковски, енергията на подниво 3 дповече енергия от подниво 4 сследователно калиевият атом до аргона и калциевият атом зад него са пълни с електрони 3 с– подниво на четвърто ниво:

19 ДА СЕ 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 1 ; 20 Sa 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 2 .

Започвайки от 21-ия елемент - скандий, подниво 3 в атомите на елементите започва да се запълва с електрони д. Електронните формули на атомите на тези елементи са:

21 Sc 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 2 3д 1 ; 22 Ти 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 2 3д 2 .

В атомите на 24-тия елемент (хром) и 29-ия елемент (мед) се наблюдава явление, наречено „изтичане“ или „повреда“ на електрон: електрон от външната 4 с– подниво „пада“ с 3 д– подниво, завършващо запълването му наполовина (за хром) или изцяло (за мед), което допринася за по-голяма стабилност на атома:

24 Кр 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 1 3д 5 (вместо...4 с 2 3д 4) и

29 Cu 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 1 3д 10 (вместо...4 с 2 3д 9).

Започвайки от 31-ия елемент - галий, продължава запълването на 4-то ниво с електрони, сега - Р– подниво:

31 Ga 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 2 3д 10 4стр 1 …; 36 Кр 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 4с 2 3д 10 4стр 6 .

Този елемент завършва четвъртия период, който вече включва 18 елемента.

Подобен ред на запълване на енергийни поднива с електрони се среща в атомите на елементите от 5-ия период. За първите две (рубидий и стронций) се запълва с– подниво на 5-то ниво, за следващите десет елемента (от итрий до кадмий) се запълва д– подниво на 4-то ниво; Периодът се допълва от шест елемента (от индий до ксенон), чиито атоми са запълнени с електрони Р– подниво на външното, пето ниво. Има също 18 елемента в период.

За елементи от шести период този ред на попълване е нарушен. В началото на периода, както обикновено, има два елемента, чиито атоми са пълни с електрони с– подниво на външното, шесто, ниво. Следващият елемент зад тях, лантанът, започва да се пълни с електрони д– подниво на предходното ниво, т.е. 5 д. Това завършва пълненето с електрони 5 д-поднивото спира и следващите 14 елемента - от церий до лутеций - започват да се запълват f-подниво на 4-то ниво. Всички тези елементи са включени в една клетка на таблицата, а по-долу има разширен ред от тези елементи, наречени лантаниди.

Започвайки от 72-ия елемент - хафний - до 80-ия елемент - живак, запълването с електрони продължава 5 д-подниво и периодът завършва, както обикновено, с шест елемента (от талий до радон), чиито атоми са пълни с електрони Р– подниво на външното, шесто, ниво. Това е най-големият период, включващ 32 елемента.

В атомите на елементите от седмия, непълен период, се вижда същият ред на запълване на поднива, както е описано по-горе. Оставяме учениците да го напишат сами. електронни формулиатоми на елементи от 5-ти – 7-ми периоди, като вземем предвид всичко казано по-горе.

Забележка:В някои учебнициДопуска се различен ред на записване на електронните формули на атомите на елементите: не по реда на тяхното запълване, а в съответствие с броя на електроните, дадени в таблицата на всяко енергийно ниво. Например електронната формула на атома арсен може да изглежда така: As 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3стр 6 3д 10 4с 2 4стр 3 .

Електронна конфигурацияатоме формула, показваща разположението на електроните в атома по нива и поднива. След като изучите статията, ще научите къде и как се намират електроните, ще се запознаете с квантовите числа и ще можете да конструирате електронната конфигурация на атома по неговия номер; в края на статията има таблица с елементи.

Защо да изучаваме електронната конфигурация на елементите?

Атомите са като строителен комплект: има определен брой части, те се различават една от друга, но две части от един и същи тип са абсолютно еднакви. Но този конструктор е много по-интересен от пластмасовия и ето защо. Конфигурацията се променя в зависимост от това кой е наблизо. Например кислород до водород Може бисе превръща във вода, когато е близо до натрий, се превръща в газ, а когато е близо до желязо, напълно го превръща в ръжда. За да се отговори на въпроса защо се случва това и да се предвиди поведението на един атом до друг, е необходимо да се проучи електронната конфигурация, която ще бъде разгледана по-долу.

Колко електрона има в един атом?

Атомът се състои от ядро и електрони, въртящи се около него; ядрото се състои от протони и неутрони. В неутрално състояние всеки атом има брой електрони, равен на броя на протоните в ядрото му. Означен е броят на протоните сериен номерелемент, например сярата, има 16 протона - 16-ият елемент от периодичната таблица. Златото има 79 протона - 79-ият елемент от периодичната система. Съответно сярата има 16 електрона в неутрално състояние, а златото има 79 електрона.

Къде да търся електрон?

Чрез наблюдение на поведението на електрона са изведени определени модели, те са описани с квантови числа, общо четири:

Главно квантово число
Орбитално квантово число
Магнитно квантово число
Спиново квантово число

Орбитален

Освен това, вместо думата орбита, ще използваме термина „орбитала“; орбитала е вълновата функция на електрона; това е областта, в която електронът прекарва 90% от времето си.

N - ниво
L - черупка
M l - орбитален номер
M s - първи или втори електрон в орбитала

Орбитално квантово число l

В резултат на изследването на електронния облак беше установено, че в зависимост от енергийно ниво, облакът има четири основни форми: топка, дъмбел и две други по-сложни. По ред на увеличаване на енергията тези форми се наричат s-, p-, d- и f-обвивка. Всяка от тези обвивки може да има 1 (на s), 3 (на p), 5 (на d) и 7 (на f) орбитали. Орбиталното квантово число е обвивката, в която се намират орбиталите. Орбиталното квантово число за s, p, d и f орбиталите приема стойности съответно 0, 1, 2 или 3.

На s-обвивката има една орбитала (L=0) - два електрона
На p-обвивката (L=1) има три орбитали - шест електрона
Има пет орбитали на d-обвивката (L=2) - десет електрона
На f-обвивката (L=3) има седем орбитали - четиринадесет електрона

Магнитно квантово число m l

На p-обвивката има три орбитали, те се обозначават с числа от -L до +L, тоест за p-обвивката (L=1) има орбитали „-1“, „0“ и „1“ . Магнитното квантово число се обозначава с буквата m l.

Вътре в обвивката е по-лесно електроните да бъдат разположени в различни орбитали, така че първите електрони запълват по един във всяка орбитала, а след това към всяка се добавя двойка електрони.

Помислете за d-обвивката:
D-обвивката съответства на стойността L=2, т.е. пет орбитали (-2,-1,0,1 и 2), първите пет електрона запълват обвивката, приемайки стойностите M l =-2, M l =-1, Ml =0, Ml =1, Ml =2.

Спиново квантово число m s

Спинът е посоката на въртене на електрона около неговата ос, има две посоки, така че квантовото число на спина има две стойности: +1/2 и -1/2. Едно енергийно подниво може да съдържа само два електрона с противоположни спинове. Спиновото квантово число се означава с m s

Главно квантово число n

Основното квантово число е енергийното ниво при този моментизвестни са седем енергийни нива, всяко обозначено с арабска цифра: 1,2,3,...7. Броят на черупките на всяко ниво е равен на номера на нивото: има една черупка на първото ниво, две на второто и т.н.

Електронно число

И така, всеки електрон може да бъде описан с четири квантови числа, комбинацията от тези числа е уникална за всяка позиция на електрона, вземете първия електрон, най-ниското енергийно ниво е N = 1, на първото ниво има една обвивка, първата обвивка на всяко ниво има формата на топка (s -shell), т.е. L=0, магнитното квантово число може да приеме само една стойност, M l =0 и спинът ще бъде равен на +1/2. Ако вземем петия електрон (в който и атом да се намира), тогава основните квантови числа за него ще бъдат: N=2, L=1, M=-1, спин 1/2.

Алгоритъм за съставяне на електронна формула на елемент:

1. Определете броя на електроните в атома, като използвате Периодичната таблица на химичните елементи D.I. Менделеев.

2. Използвайки номера на периода, в който се намира елементът, определете броя на енергийните нива; броят на електроните в последното електронно ниво съответства на номера на групата.

3. Разделете нивата на поднива и орбитали и ги запълнете с електрони в съответствие с правилата за запълване на орбитали:

Трябва да се помни, че първото ниво съдържа максимум 2 електрона 1s 2, на втория - максимум 8 (два си шест R: 2s 2 2p 6), на третия - максимум 18 (две с, шест стр, и десет d: 3s 2 3p 6 3d 10).

Главно квантово число нтрябва да е минимален.
Първо за пълнене с-подниво, тогава р-, d- b f-поднива.
Електроните запълват орбиталите в ред на нарастване на енергията на орбиталите (правилото на Клечковски).
В рамките на едно подниво електроните първо заемат свободни орбитали един по един и едва след това образуват двойки (правилото на Хунд).
Не може да има повече от два електрона в една орбитала (принцип на Паули).

Примери.

1. Нека създадем електронната формула на азота. Азотът е номер 7 в периодичната таблица.