Металл строение внешнего энергетического уровня которого 3d64s2
Обновлено: 15.05.2024
Кодификатор ЕГЭ. Раздел 1.2.3. Характеристика переходных элементов (меди, цинка, хрома, железа) по их положению в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов.
У атомов переходных элементов (меди, цинка, хрома и железа) происходит заполнение энергетического d-подуровня.
Рассмотрим строение электронной оболочки этих элементов. У атомов цинка и железа заполнение электронной оболочки происходит согласно энергетическому ряду орбиталей (подуровней), который рассмотрен в статье Строение атома. Электронная конфигурация атома железа:
+26Fe [Ar]3d 6 4s 2 [Ar] 4sУ атома цинка на происходит полное заполнение 3d-подуровня:
+30Zn [Ar]3d 10 4s 2 [Ar] 4s
У атомов хрома и меди наблюдается « проскок» или « провал» электрона, когда один электрон переходит с более энергетически выгодного 4s-подуровня на менее выгодный 3d-подуровень. Этот переход обусловлен тем, что в результате образуются более устойчивые электронные конфигурации (3d 5 у атома хрома и 3d 10 у атома меди). Дело в том, что энергетически более выгодно, когда d-орбиталь заполнена наполовину или полностью.
Мы используем, конечно же, реальную электронную конфигурацию меди и хрома, теоретическая будет неверной.
Обратите внимание! У всех 3d-элементов внешним энергетическим уровнем считается четвертый уровень и 4s-подуровень. При образовании катионов атомы металлов отдают электроны с внешнего энергетического уровня.
| Атом | Электронная конфигурация | Характерные валентности | Число электронов на внешнем энергетическом уровне | Характерные степени окисления |
| Хром | [Ar]3d 5 4s 1 | II, III. VI | 1 | +2, +3, +6 |
| Железо | [Ar]3d 6 4s 2 | II, III. VI | 2 | +2, +3, +6 |
| Медь | [Ar]3d 10 4s 1 | I, II | 1 | +1, +2 |
| Цинк | [Ar]3d 10 4s 2 | II | 2 | +2 |
Рассмотрим характеристики хрома, железа, меди и цинка:
Свойства соединений железа, меди, цинка и хрома.
Для хрома характерны степени окисления +2, +3 и +6. Оксид и гидроксид хрома (II) (CrO и Cr(OH)2) проявляют основные свойства. Степени окисления +3 соответствуют амфотерные оксид и гидроксид: Cr2O3 и Cr(OH)3 соответственно. Соединения хрома +6 проявляют сильные кислотные свойства: оксид CrO3 и сразу две сильных кислоты: хромовая H2CrO4 и дихромовая H2Cr2O7. Соединения хрома (II) проявляют сильные восстановительные свойства, соединения хрома (VI) проявляют только сильные окислительные свойства.
Характерные степени окисления железа : +2 и +3. Оксид и гидроксид железа (II) — основные (FeO и Fe(OH)2), а соединения железа (III) проявляют амфотерные свойства (Cr2O3 и Cr(OH)3 соответственно) с преобладанием основных. Соединения железа (II) проявляют также восстановительные свойства.
Для меди характерны степени окисления +1 и +2. Оксид меди (I) CuO и гидроксид меди (I) CuOH — основные. Оксид и гидроксид меди (II) проявляют амфотерные свойства с преобладанием основных: CuO и Cu(OH)2.
Характерная степень окисления цинка +2. Соединения цинка (II) проявляют амфотерные свойства: ZnO и Zn(OH)2.
тест химия 11 класс, срочно
1.(2 балла) . Электроны были открыты:
А. Н. Бором. Б. Э. Резерфордом.
В. Дж. Томсоном. Г. Д. Чедвигом.
2.(2 балла) . Порядковый номер элемента в Периодической системе определяется:
А. Зарядом ядра атома.
Б. Числом электронов в наружном слое атома.
В. Числом электронных слоев в атоме.
Г. Числом нейтронов в атоме.
3.*(2 балла) . Общий запас энергии электронов в атоме характеризует:
А. Главное квантовое число.
Б. Магнитное квантовое число.
В. Орбитальное квантовое число.
Г. Спиновое квантовое число.
4.(2 балла) . Пара элементов, имеющих сходное строение внешнего энергетического уровня:
А. В и Si.Б. S и Se.В. К и Са. Г. Сr и Fe.
5.(2 балла) . s-Элементом является:
А. Барий. Б. Америций. В. Галлий. Г. Ванадий.
6.(2 балла) . Электронная конфигурация . 3d64s2 соответствует элементу:
А. Аргону. Б. Железу. В. Криптону. Г. Рутению.
7.(2 балла) . Амфотерным гидроксидом является вещество, формула которого:
А. Ве (ОН) 2.Б. Мg(ОН) 2.В. Н2SiO3.Г. Ва (ОН) 2.
8.(2 балла) . Ряд элементов, расположенных в порядке усиления металлических свойств:
А. Sr — Rb — K.Б. Ве — Li — K.В. Na — K — Ca.Г. Al — Mg — Be.
9.(2 балла) . Элемент Э с электронной формулой 1s22s22p63s23p3 образует высший оксид, соответствующий формуле:
А. Э2О. Б. Э2О3.В. ЭО2.Г. Э2О5.
10.(2 балла) . Изотоп железа, в ядре которого содержится 28 нейтронов, обозначают:
А. .Б. .В. .Г. .
11.(9 баллов) . Установите соответствие.
Элемент:
I. Бериллий. II. Натрий. III. Хлор. IV. Азот.
Электронная формула:
А. 1s22s2.Б. 1s22s22p3.В. 1s22s22p63s1.Г. 1s22s22p63s23p5.
Формула высшего оксида:
1. Э2О. 2. ЭО. 3. Э2О5.4. Э2О7.
Формула высшего гидроксида:
а. ЭОН. б. Э (ОН) 2.в. НЭО3.г. НЭО4.
ЧАСТЬ Б. Задания со свободным ответом
12.(3 балла) . На основании положения в Периодической системе расположите элементы: бериллий, бор, магний, натрий — в порядке возрастания восстановительных свойств. Объясните ответ.
13.(6 баллов) . Как и почему в Периодической системе изменяются неметаллические свойства?
А. В пределах периода. Б. В пределах главной подгруппы.
14.(7 баллов) . Составьте электронную формулу элемента с порядковым номером 31 в Периодической системе. Сделайте вывод о принадлежности этого элемента к металлам или неметаллам. Запишите формулы его высшего оксида и гидроксида, укажите их характер.
15.(5 баллов) . Какие химические свойства характерны для оксида элемента 2-го периода, главной подгруппы I группы Периодической системы? Ответ подтвердите, написав уравнения реакций.
1 - в
2 - а
3 - а
4 - б
5 - а
6 - б
7 - а
8 - б
9 - г
10 - 28Fe (28 наверху)
11) I - A - 2 - б
II - В - 1 - а
III - Г - 4 - г
IV - Б - 3 - в
Разработка контрольных вопросов на тему: "Строение атома ."
а) протонов, б) нейтронов, в) электронов, г) катионов.
А 2. В какой фразе речь идет об элементе водороде:
а) водород в 14,5 раза легче воздуха, б) массовая доля водорода в воде составляет 11,11%,
в) объемная доля водорода в смеси газов составляет 20%, г) водород в смеси с кислородом или воздухом взрывоопасна.
А 3. Число орбиталей на внешнем энергетическом уровне атома азота равно:
а) одному, б) трем, в) четырем, г) пяти.
А 4 . Форму объемной восьмерки имеет орбиталь:
а) s , б) p , в) d , г) f .
А 5. Число энергетических уровней в атоме химического элемента совпадает:
а) с порядковым номером, б) с номером группы, в) с относительной атомной массой, г) с номером периода.
А 6 . Электронная конфигурация 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 2 соответствует атому:
а) титана, б) кальция, в) германия, г) цинка.
А 7 . К какому семейству s – элементов относится:
а) кислород, б) гелий, в) хром, г) неодим.
А 8 . Максимальная валентность атома углерода в возбужденном состоянии равна:
а) одному, б) двум, в) трем, г) четырем.
А 9 . Число свободных орбиталей в атоме хлора в основном состоянии равно:
а) одному, б) трем, в) пяти, г) нулю.
А 10 . Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:
а) калия, б) кальция, в) магния, г) натрия.
А 11 . Элемент, электронная конфигурация которого……3 s 2 3 p 4 , расположен:
а) во втором периоде, б) в третьем периоде, в) в четвертом периоде, г) в шестом периоде.
А 12 . Наиболее ярко неметаллические свойства выражены у элемента с электронной конфигурацией:
а ) 1s 1 , б ) 1s 2 2s 2 2p 1 , в ) 1s 2 2s 2 2p 6 , г ) 1s 2 2s 2 2p 5 .
А 13. Число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов в ряду N – P – As – Sb - Bi :
а) увеличивается, б) уменьшается, в) не изменяется, г) изменяется периодически.
А 14. Какой из перечисленных элементов образует все три типа оксидов: основный, амфотерный, кислотный:
а) хром, б) сера, в) кальций, г) алюминий.
А 15. Распределение валентных электронов в атоме соответствует конфигурации …. ns 2 np 2 . Формулы летучего водородного соединения и высшего оксида этого элемента соответственно:
Б 1 . Сумма чисел протонов, нейтронов и электронов в атоме равна 134, причем число нейтронов превышает число электронов на 11. Напишите название элемента.
Б 2. Два атома имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов в ядре. Как они называются по отношению друг к другу ( в ответе укажите термин во множественном числе)?
Б 3 . С атомом калия произошло превращение К 0 – х → К + . Как называется частица х, которую отдал атом калия, превращаясь в катион?
Б 4. Назовите вещество из числа предложенных, в котором атом неметалла имеет неподеленную электронную пару: H 2 , NH 3 , CH 4 , C 2 H 6 .
Б 5. Элементы Х и У находятся в одном периоде и являются соседями, элементы У и Z расположены в одной группе и также по соседству. Элемент У входит в состав молекул кислот, образуемых элементами Х и Z . К какому классу веществ относятся соединения Х с У и Z с У. (термин напишите во множественном числе).
С 1. Охарактеризуйте химический элемент№31 на основании положения в периодической системе по следующему плану:
Состав и заряд ядра, общее число электронов в атоме, их распределение по энергетическим уровням и подуровням (электронная формула), семейство элементов, металл или неметалл, максимальная и минимальная степень окисления, формула водородного соединения, формула и тип высшего оксида, формула и характер соответствующего ему гидроксида.
С2. Как изменяются металлические свойства, неметаллические свойства и радиусы атомов элементов с увеличением их порядкового номера в малых периодах и главных подгруппах в таблице Д.И.Менделеева.
С 3. Массовая доля водорода в соединении с элементом 4 группы равна 1,25%. Определите этот элемент. Напишите формулу его высшего оксида.
Контрольная работа №1 «СТРОЕНИЕ АТОМА».
Вариант 2
А 1 .Определите химический элемент по составу его атомной частицы – 18 p , 20 n , 18 e :
а) F , б) Ca , в) Ar , г) Sr .
А 2. Общее число электронов у иона хрома Cr 3+ :
а) S 0 , б) Si 0 , в) O 2- , г) Ne + .
А 3. Восемь электронов на внешнем электронном слое имеет:
А 4. Максимальное число электронов, занимающих 3 s – орбиталь, равно:
а) 1, б) 2, в) 6, г) 8.
А 5. Число орбиталей на f -подуровне:
а) 1, б) 3, в) 5, г) 7.
А 6 . К p - элементам относится:
а) кремний, б) магний, в) водород, г) хром.
А 7. Элемент, атомы которого имеют электронную конфигурацию 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 - это :
а ) K, б ) Ca, в ) Ba, г ) Na.
А 8. Ряд элементов, образующих оксиды с общей формулой RO :
а ) Ba, Sr, Ca, б ) P, N, As, в ) C, Si, Ge, г ) B, A, Ga
А 9 . Наименьший радиус атома среди приведенных элементов имеет:
а) Mg , б) Ca , в) Si , г) Cl .
А 10. Из приведенных ниже элементов 3 – го периода наиболее ярко выраженные неметаллические свойства имеет:
а) Al , б) S , в) Si , г) Ar .
А 11. Порядковый номер элементов в периодической системе определяется:
а) зарядом ядра атома, б) числом электронов в наружном слое,
в) числом электронных слоев в атоме, г) числом нейтронов в атоме.
А 12 . Пара элементов, имеющих сходное строение внешнего и предвнешнего энергетических уровней:
а) B и Si , б) S и Se , в) K и Ca , г) Mn и Fe .
А 13. Изотоп железа, в ядре которого содержится 28 нейтронов, обозначают:
а) 54 Fe , б) 56 Fe , в) 57 Fe , г) 58 Fe .
А 14. Ряд элементов, расположенных в порядке усиления металлических свойств:
а ) Sr – Rb - K, б ) Be – Li - K, в ) Na – K - Ca, г ) Al – Mg - Be.
А 15. Амфотерным является гидроксид, формула которого:
Б 1. Сумма чисел протонов, нейтронов и электронов в атоме равна 273, причем число нейтронов превышает число электронов на 117. Напишите название элемента.
Б 2. Формула высшего оксида неметалла имеет формулу Э2О7. Как будет выглядеть формула летучего водородного соединения этого элемента, в какой группе периодической системы он находится?
Б 3. С атомом натрия произошло превращение Na 0 – х → Na + . Как называется частица х, которую отдал атом натрия превращаясь в катион?
Б 4. Назовите вещество из числа предложенных, в котором атом неметалла имеет четыре неспаренных электрона, которые участвуют в образовании связи: H 2 , NH 3 , CH 4 , C 2 H 6 .
Б 5. Расположите элементы: Si , B , O , Mg , P , Al , Cl в порядке возрастания восстановительных свойств
С 1. Охарактеризуйте химический элемент№29 на основании положения в периодической системе по следующему плану:
С 2. Высший оксид элемента отвечает формуле ЭО3. Его водородное соединение содержит 2,47% водорода. Определите этот элемент. Напишите формулу его соединения с водородом.
С 3 . Определите валентные возможности атома хлора в основном и возбужденном состояниях. Напишите формулы соединений этого элемента, в которых нон проявляет указанные вами валентности.
Вариант 3
А 1 .Электроны были открыты:
а) Н.Бором, б) Э.Резерфордом, в) Д.Томсоном, г) Д.Чедвигом.
А 2 . s – элементом является:
а) барий, б) америций, в) галлий, г) ванадий.
А 3 . Электронная конфигурация ……..3 d 6 4 s 2 соответствует элементу:
а) аргону, б) криптону, в) железу, г) рутению.
А 4 .Элемент Х с электронной формулой 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 3 образует высший оксид, соответствующий формуле:
А 5 . Общее число электронов у иона Br - :
а) 35, б) 36, в) 80, г) 34.
А 6 . Максимальное число электронов, занимающих p – подуровень, равно:
А 7 . Наибольший радиус атома среди перечисленных элементов имеет:
а) Na , б) Mg , в) Ba , г) Ca .
А 8 . Из приведенных элементов 4 – го периода наиболее ярко выраженные металлические свойства имеет:
а) Zn , б) Cr , в) K , г) Cu .
А 9 . Число протонов, нейтронов, электронов для изотопа 55 Mn :
а) 55 p , 25 n , 55 e , б) 25 p , 30 n , 25 e , в) 25 p , 55 n , 25 e , г) 55 p , 25 n , 25 e .
А 10. Какая частица имеет больше протонов, чем электронов:
а) атом натрия, б) сульфид - ион, в) атом серы, г) ион натрия.
А 11 . Наибольший радиус имеет ион:
а) Ca 2+ , б) K + , в) F - , г) S 2-
А 12. Из приведенных ниже электронных формул выберите ту, которая соответствует p – элементу 4 группы:
а ) ….4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 , б ) ….4s 2 4p 2 , в ) ….3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 , г )….2s 2 2p 4 .
А 13 . Электронная формула атома 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 2 . Формула его водородного соединения:
А 14. Наиболее сходными химическими свойствами обладают простые вещества, образованные элементами:
а) Ca и Si , б) Pb и Ag , в) С l и Ar , г) P и As .
А 15 . Оксиды бериллия, магния и кальция соответственно относятся:
а) к основным, амфотерным, кислотным, б) только основным,
в) к кислотным, амфотерным, основным , г) к амфотерным, основным, основным.
Б 1 . Определите элемент, в атоме которого на s – орбиталях имеется всего 4 электрона. Напишите электронную формулу атома этого химического элемента, а также формулу его высшего оксида и гидроксида.
Б 2 . Атом какого элемента имеет на 6 электронов больше, чем ион магнии? Назовите этот элемент в именительном падеже.
Б 3. С атомом лития произошло превращение Li 0 – х → Li + . Как называется частица х, которую отдал атом лития превращаясь в катион?
Б 4. Сумма чисел протонов, нейтронов и электронов в атоме равна 258, причем число нейтронов превышает число электронов на 110. Напишите название элемента.
Б 5 . Расположите элементы: Si , B , O , Mg , P , Al , Cl в порядке возрастания восстановительных свойств.
С 1 . Охарактеризуйте химический элемент№35 на основании положения в периодической системе по следующему плану:
С 2 . Сравните химические свойства оксидов элементов с порядковыми номерами 11 и 30 в периодической системе.
Составьте уравнения химических реакций. Одно из уравнений запишите в ионном виде.
С 3 . Определите валентные возможности атома серы в основном и возбужденном состояниях. Напишите формулы соединений этого элемента, в которых нон проявляет указанные вами валентности.
Вариант 4
А 1 .Атомные ядра были открыты:
а) Д.Менделеевым б) Э.Резерфордом, в) Д.Томсоном, г) Д.Чедвигом.
А 2 . Номер периода в периодической системе определяется:
а) зарядом ядра, б) числом электронов в наружном слое атома,
в) числом электронных слоев в атоме, г) числом электронов в атоме.
А 3 . p – элементом является:
а) скандий, б) барий, в) мышьяк, г) гелий.
А 4 . Электронная конфигурация ……..3 d 10 4 s 2 соответствует элементу:
а) кальцию, б) криптону, в) кадмию, г) цинку.
А 5 . Ряд элементов, расположенных в порядке усиления металлических свойств - :
а) Mg – Ca - Zn , б) Al – Mg - Ca , в) Sr – Rb - K , г) Ge – Si - Sb .
А 6 .Элемент Х с электронной формулой 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 1 образует высший оксид, соответствующий формуле:
А 7 . Изотоп кальция, в ядре которого содержится 22 нейтрона, обозначают:
а) 40 С a , б) 42 С a , в) 44 С a , г) 48 С a .
А 8 . Гидроксиды элементов Mg , Al , Si относятся соответственно к классам:
а) оснований, кислот, оснований, б) амфотерных гидроксидов, оснований, кислот,
в) оснований, амфотерных гидроксидов, кислот, г) амфотерных гидроксидов, оснований.
А 9 . Ядро атома криптона 80 Kr , содержит:
а) 80 p , 36 n , , б) 36 p , 44 e , в) 36 p , 80 n , г) 36 p , 44 n ,
А 10. Наибольшим сходством физических и химических свойств обладают простые вещества, образованные химическими элементами:
а) Li и S , б) С a и Zn , в) Fи Cl , г) Na и Cl .
А 11 . Определите химический элемент по условному обозначению его атомов 19 Э:
а) K , б) Ne , в) F , г) Ni .
а ) ….4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 , б ) ….4s 2 4p 2 , в ) ….3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 , г ) ….2s 2 2p 4 .
А 13 . Наименьший радиус атома среди приведенных элементов имеет :
а) Mg , б) Ca , в) Si , г) Ar .
А 14. Из приведенных ниже элементов 3 – го периода наиболее ярко выраженные неметаллические свойства имеет:
А 15 . Ряд элементов, образующих оксиды с общей формулой RO :
а ) Ba, Sr, Ca б ) P, N, As, в ) C, Si, Ge , г ) B, A. Ga.
Б 1 . Составьте электронные формулы атома и иона кислорода, сравните их строение.
Б 2 . Атом какого элемента имеет на 3 электронов меньше, чем ион магнии? Назовите этот элемент в именительном падеже.
Б 3 . Расположите элементы F , Mg , C , B , S , Na , Cl в порядке возрастания окислительных свойств.
Б 4. Определите элемент, в атоме которого на p – орбиталях имеется всего 11 электронов. Напишите электронную формулу атома этого элемента, а также формулу его высшего оксида и гидроксида..
Б 5 . По электронной формуле 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 определите его положение в периодической системе. Определите к какому семейству принадлежит этот элемент. ( ответ дай в именительном падеже).
С 1 . Охарактеризуйте химический элемент№17 на основании положения в периодической системе по следующему плану:
С 2 . Сравните химические свойства оксидов элементов с порядковыми номерами 11 и 15 в периодической системе.
С 3. При прокаливании на воздухе 5,4 г трехвалентного металла получено 10,2г оксида. Какой металл был взят для прокаливания? (ответ представь в именительном падеже, укажите ход решения).
Построение структурно-электронной формулы элементов B-подгрупп
Элементы побочной подгруппы еще называют d-элементами или переходными металлами. Они отличаются тем, что их валентные электроны расположены не только на s-подуровне внешнего энергетического слоя, но и на d-подуровне предвнешнего слоя. Валентными электронами называют те, что способны участвовать в образовании химической связи.
Что бы построить модель атома такого элемента, нам необходимо знать одно важное отличие этих элементов от элементов А-подгрупп: если у элементов главных (А) подгрупп количество электронов на внешнем уровне определяется по номеру группы (например, у лития один электрон на внешнем слое, у бериллия – два, у бора – три и так далее), то у элементов побочных подгрупп это количество не зависит от номера группы.
Для определения количества электронов на внешнем уровне, легче всего просто запомнить несколько распространённых примеров (они выделены красным):
Количество электронов на внешнем уровне
Cu, Ag, Au, Nb, Cr, Mo, Ru, Rh, Pt, Ds
Все остальные элементы B-подгрупп, кроме палладия.
Остальные правила работают как с элементами А-подгрупп, так и с элементами Б-подгрупп. Например, заряд ядра определяется по порядковому номеру элемента, количество энергетических уровней по расположению в определенном периоде.
Рассмотрим конфигурацию нескольких элементов побочных подгрупп:
На рисунке показано, что несмотря на положение элементов в определенных подгруппах, количество электронов у них не равно этой группе.
Для сравнения изучим еще один рисунок, на котором мы можем сравнить элементы А- и Б-подгрупп одной и той же группы:
На этом рисунке мы снова можем убедиться, что элементы, находящиеся в одной и той же группе. В одном и том же периоде, но в разных подгруппах имеют разное строение.
Что бы разобраться, почему эти элементы называются d-элементами, разберем структурно-электронные формулы некоторых из них, например, хрома, железа и марганца, строение которых описывалось выше. Как уже было сказано, у этих элементов валентными являются не только внешний. Но и предвнешний уровень.
3s 2 3p 6 3d 5 4s 1
3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
3s 2 3p 6 3d 5 4s 2
d-орбиталь содержит неспаренные электроны, которые могут вступать в химическую связь. Поэтому высшая валентность хрома равна не двум (по количеству электронов на внешнем уровне), а шести – по общему количеству электронов внешнего энергетического уровня и d-электронов предвнешнего уровня.
Вы можете встретить немного измененный порядок заполнения орбиталей, например, у марганца: 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 . s- и d-подуровень поменялись местами, в таких формулах учтен уровень энергии орбиталей: чем меньшей энергией обладает орбиталь, тем быстрее она будет заполняться электронами.
Правильнее будет заполнять электроны в следующем порядке:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p…
Тренировочные задания ЕГЭ
Задание 1.
Для выполнения заданий 1 – 3 используйте следующий ряд химических элементов:
Ответом в заданиях 1 – 3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.
Определите, атомы каких из указанных элементов имеют электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня ns 2 (n-1) d 10
Решение задания:
Для начала разберемся со страшной формулой ns 2 (n-1) d 10 . Попробуем заменить переменную n на любое число, например, на 4, тогда мы получим 4s 2 (4-1)d 10 или 4s 2 3d 10 . Эта формула отображает порядок распределения электронов согласно их энергии. Если для нас такой порядок непривычен, то мы можем поменять его местами, тогда получим 3d 10 4s 2 . Получившаяся формула приблизительна, вместо нее может быть 4d 10 5s 2 или 5d 10 6s 2 , но по этой формуле мы понимаем, что должны искать элемент с двумя электронами на внешнем энергетическом уровне (это приводит к тому, что медь выбывает из списка претендентов на правильный ответ), и элемент должен иметь d-орбиталь на внешнем уровне (кальций и стронций выпадают)
Верный ответ: 23
Задание 2.
Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов не имеют на внешнем энергетическом уровне неспаренных электронов.
Решение: построим электронные конфигурации данных атомов.
Сурьма – Sb, элемент главной подгруппы пятой группы (А), у таких элементов валентные электроны находятся только на внешнем слое: 5s 2 5p 3 , что соответствует структурно-электронной формуле:
Элемент имеет три неспаренных p-электрона.
Последовательность расположения электронов на энергетических уровнях выражается следующим рядом чисел:
Конфигурация благородного газа. Образование ионной связи.
Есть в таблице Д. И. Менделеева группа элементов, именуемая благородным или инертными газами. Названы они так не спроста, хоть они и проявляют окислительно-восстановительные свойства и вступают в химическую связь, их соединений мы знаем не так много, как соединений многих других элементов. Их низкую химическую активность объясняет то, что у этих элементов «идеальное» количество электронов – восемь (исключение – гелий, однако у него внешний энергетический уровень так же является завершенным, так как на первом уровне может разместиться только два электрона, а не восемь). Атомы с таким количеством электронов на внешнем энергетическом уровне устойчивы и не стремятся к химическому взаимодействию. Максимальное количество электронов на внешнем уровне равно восьми, легко запомнить, так как групп в классической периодической системе восемь, а именно группа определяет количество электронов на внешнем энергетическом уровне.
Остальные элементы стремятся принять конфигурацию благородного газа, превращаясь при этом в ионы.
Рассмотрим данный процесс на примере некоторых элементов.
Атому натрия, для завершения внешнего энергетического уровня не хватает семь электронов, притянуть такое количество, имея большой радиус и небольшое количество протонов оказывается невозможным. Поэтому натрию легче отдать электрон внешнего уровня, тогда второй уровень станет внешним, на нём как раз расположено восемь электронов.
Однако, при этом количество протонов в ядре остаётся равным одиннадцати, а электронов теперь всего десять. Элементарные вычисления (+11-10 = +1) дают нам понять, что теперь это не атом, а положительно заряженная частица – ион:
Ионы, несущие положительный заряд, называются катионами.
Если же мы рассмотрим строение внешнего энергетического уровня фтора, то обнаружим, что этому элементу до завершенного внешнего уровня не хватает всего одного электрона:
Этот электрон фтор может получить от натрия, превратившись при этом в отрицательно заряженную частицу – анион:
Оба атома при таком взаимодействии приняли конфигурацию благородного газа (8 электронов на внешнем уровне), превратились в ионы, после чего притянулись друг к другу из-за противоположных знаков и образовали фторид натрия NaF. Так образуется ионная связь.
Элементы, которые с наибольшей вероятностью отдают электроны, называют металлами, у них хорошо выражены восстановительные свойства (способность отдавать свои электроны, восстанавливая электронную оболочку другого атома до восьмиэлектронной).
Элементы, с наибольшей вероятностью «отнимающие» чужие электроны, называют неметаллами, они проявляют окислительные свойства.
Элементы, отдающие электроны (восстановители) повышают свою степень окисления, тогда как элементы, принимающие электроны (окислители) – понижают степень окисления за счет того, что принятые электроны несут отрицательный заряд.
Читайте также: