|
||||
|
1. Распространенные элементы. строение атомов. Электронные оболочки. Орбитали Химический элемент– определенный вид атомов, обозначаемый названием и символом и характеризуемый порядковым номером и относительной атомной массой. В табл. 1 перечислены распространенные химические элементы, приведены символы, которыми они обозначаются (в скобках – произношение), порядковые номера, относительные атомные массы, характерные степени окисления. Нулевая степень окисления элемента в его простом веществе (веществах) в таблице не указана. Все атомы одного элемента имеют одно и то же число протонов в ядре и число электронов в оболочке. Так, в атоме элемента водород Н находится 1р+ в ядре и на периферии 1е-; в атоме элемента кислород О находится 8р+ в ядре и 8е- в оболочке; атом элемента алюминий Аl содержит 13р+ в ядре и 13е- в оболочке. Атомы одного элемента могут различаться числом нейтронов в ядре, такие атомы называются изотопами. Так, у элемента водород Н три изотопа: водород-1 (специальное название и символ протий 1H) с 1 р+ в ядре и 1е- в оболочке; водород-2 (дейтерий 2Н, или D) с 1р+ и 1п0 в ядре и 1е- в оболочке; водород-3 (тритий 3Н, или Т) с 1р+ и 2п0 в ядре и 1е- в оболочке. В символах 1Н, 2Н и 3Н верхний индекс указывает массовое число– сумму чисел протонов и нейтронов в ядре. Другие примеры: Электронную формулу атома любого химического элемента в соответствии с его расположением в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева можно определить по табл. 2. Электронная оболочка любого атома делится на энергетические уровни (1, 2, 3-й и т. д.), уровни делятся на подуровни (обозначаются буквами s, р, d, f). Подуровни состоят из атомных орбиталей – областей пространства, где вероятно пребывание электронов. Орбитали обозначаются как 1s (орбиталь 1-го уровня s-подуровня), 2s, 2р, 3s, 3р, 3d, 4s… Число орбиталей в подуровнях: Заполнение атомных орбиталей электронами происходит в соответствии с тремя условиями: 1) принцип минимума энергии Электроны заполняют орбитали, начиная с подуровня с меньшей энергией. Последовательность нарастания энергии подуровней: 1s < 2c < 2p < 3s < 3p < 4s ? 3d < 4p < 5s ? 4d < 5p < 6s… 2) правило запрета (принцип Паули) В каждой орбитали может разместиться не более двух электронов. Один электрон на орбитали называется неспаренным, два электрона — электронной парой: 3) принцип максимальной мультиплетности (правило Хунда) В пределах подуровня электроны сначала заполняют все орбитали наполовину, а затем – полностью. Каждый электрон имеет свою собственную характеристику – спин (условно изображается стрелкой вверх или вниз). Спины электронов складываются как вектора, сумма спинов данного числа электронов на подуровне должна быть максимальной (мультиплетность): Заполнение электронами уровней, подуровней и орбиталей атомов элементов от Н (Z = 1) до Kr (Z = 36) показано на энергетической диаграмме (номера отвечают последовательности заполнения и совпадают с порядковыми номерами элементов): Из заполненных энергетических диаграмм выводятся электронные формулы атомов элементов. Число электронов на орбиталях данного подуровня указывается в верхнем индексе справа от буквы (например, 3d5 – это 5 электронов на Зd-подуровне); вначале идут электроны 1-го уровня, затем 2-го, 3-го и т. д. Формулы могут быть полными и краткими, последние содержат в скобках символ соответствующего благородного газа, чем передается его формула, и, сверх того, начиная с Zn, заполненный внутренний d-подуровень. Примеры: 1H = 1s1 2Не = 1s2 3Li = 1s22s1 = [2He]2s1 8O = 1s22s22p4 = [2He]2s22p4 13Al = 1s22s22p63s23p1 = [10Ne]3s23p1 17Cl = 1s22s22p63s23p5 = [10Ne]3s23p5 2OСа = 1s22s22p63s23p4s2 = [18Ar]4s2 21Sc = 1s22s22p63s23p63d14s2 = [18Ar]3d14s2 25Mn = 1s22s22p63s23p63d54s2 = [18Ar]3d54s2 26Fe = 1s22s22p63s23p63d64s2 = [18Ar]3d64s2 3OZn = 1s22s22p63s23p63d104s2 = [18Ar, 3d10]4s2 33As = 1s22s22p63s23p63d104s24p3 = [18Ar, 3d10]4s24p3 36Kr = 1s22s22p63s23p63d104s24p6 = [18Ar, 3d10]4s24p6 Электроны, вынесенные за скобки, называются валентными. Именно они принимают участие в образовании химических связей. Исключение составляют: 24Cr = 1s22s22p63s23p63d54s1 = [18Аr]Зd54s1 (а не 3d44s2!), 29Cu = 1s22s22p63s23p63d104s1 = [18Ar]3d104s1 (а не 3d94s2!). Примеры заданий части А1. Название, не относящееся к изотопам водорода, – это 1) дейтерий 2) оксоний 3) протий 4) тритий 2. Формула валентных подуровней атома металла – это 1) 4s24p4 2) 3d54s2 3) 2s22p1 4) 3s23p6 3. Число неспаренных электронов в основном состоянии атома железа равно 1) 2 2) 3 3) 4 4) 8 4. В возбужденном состоянии атома алюминия число неспаренных электронов равно 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5. Электронная формула [Ar]3d94s0 отвечает катиону 1) Ti2+ 2) Cu2+ 3) Cr2+ 4) Zn2+ 6. Электронная формула аниона Э2- [Ne] 3s23p6 отвечает элементу 1) аргон 2) хлор 3) сера 4) фосфор 7. Суммарное число электронов в катионе Mg2+ и анионе F- равно 1) 9 2) 10 3) 20 4) 21 |
|
||
Главная | Контакты | Прислать материал | Добавить в избранное | Сообщить об ошибке |
||||
|