Formula elektronik lengkap kalsium. Rumus elektronik lengkap atom unsur

Algoritma untuk menyusun formula elektronik unsur:

1. Tentukan bilangan elektron dalam atom menggunakan Jadual Berkala Unsur Kimia D.I. Mendeleev.

2. Dengan bilangan tempoh di mana unsur itu terletak, tentukan bilangan aras tenaga; bilangan elektron dalam tahap elektronik terakhir sepadan dengan nombor kumpulan.

3. Bahagikan tahap kepada subperingkat dan orbital dan isikannya dengan elektron mengikut peraturan untuk mengisi orbital:

Perlu diingat bahawa tahap pertama mempunyai maksimum 2 elektron. 1s2, pada yang kedua - maksimum 8 (dua s dan enam R: 2s 2 2p 6), pada yang ketiga - maksimum 18 (dua s, enam hlm, dan sepuluh d: 3s 2 3p 6 3d 10).

• Nombor kuantum utama n sepatutnya minimum.
• Diisi dahulu s- sublevel, kemudian p-, d-b f- subperingkat.
• Elektron mengisi orbital dalam susunan tenaga orbital menaik (peraturan Klechkovsky).
• Dalam subperingkat, elektron mula-mula menduduki orbital bebas satu demi satu, dan hanya selepas itu mereka membentuk pasangan (peraturan Hund).
• Tidak boleh ada lebih daripada dua elektron dalam satu orbital (prinsip Pauli).

Contoh.

1. Susun formula elektronik nitrogen. Nitrogen adalah nombor 7 dalam jadual berkala.

2. Susun formula elektronik argon. Dalam jadual berkala, argon berada pada nombor 18.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6.

3. Susun formula elektronik kromium. Dalam jadual berkala, kromium ialah nombor 24.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5

Gambar rajah tenaga zink.

4. Susun formula elektronik zink. Dalam jadual berkala, zink ialah nombor 30.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10

Perhatikan bahawa sebahagian daripada formula elektronik, iaitu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ialah formula elektronik argon.

Formula elektronik zink boleh diwakili sebagai.

Konfigurasi elektronik atom ialah formula yang menunjukkan susunan elektron dalam atom mengikut peringkat dan subperingkat. Selepas mengkaji artikel itu, anda akan mengetahui di mana dan bagaimana elektron berada, berkenalan dengan nombor kuantum dan dapat membina konfigurasi elektronik atom dengan nombornya, pada akhir artikel terdapat jadual unsur.

Mengapa mengkaji konfigurasi elektronik unsur?

Atom adalah seperti pembina: terdapat beberapa bahagian, ia berbeza antara satu sama lain, tetapi dua bahagian daripada jenis yang sama adalah sama. Tetapi pembina ini jauh lebih menarik daripada yang plastik, dan inilah sebabnya. Konfigurasi berubah bergantung pada siapa yang berdekatan. Contohnya, oksigen di sebelah hidrogen Mungkin bertukar menjadi air, di sebelah natrium menjadi gas, dan berada di sebelah besi sepenuhnya mengubahnya menjadi karat. Untuk menjawab soalan mengapa ini berlaku dan untuk meramalkan kelakuan atom di sebelah yang lain, adalah perlu untuk mengkaji konfigurasi elektronik, yang akan dibincangkan di bawah.

Berapakah bilangan elektron dalam atom?

Atom terdiri daripada nukleus dan elektron yang beredar di sekelilingnya, nukleus terdiri daripada proton dan neutron. Dalam keadaan neutral, setiap atom mempunyai bilangan elektron yang sama dengan bilangan proton dalam nukleusnya. Bilangan proton ditunjukkan oleh nombor siri unsur, sebagai contoh, sulfur mempunyai 16 proton - unsur ke-16 sistem berkala. Emas mempunyai 79 proton - unsur ke-79 dalam jadual berkala. Sehubungan itu, terdapat 16 elektron dalam sulfur dalam keadaan neutral, dan 79 elektron dalam emas.

Di mana hendak mencari elektron?

Memerhatikan tingkah laku elektron, corak tertentu diperolehi, ia diterangkan oleh nombor kuantum, terdapat empat daripadanya secara keseluruhan:

• Nombor kuantum utama
• Nombor kuantum orbit
• Nombor kuantum magnetik
• Putar nombor kuantum

Orbital

Selanjutnya, daripada perkataan orbit, kita akan menggunakan istilah "orbital", orbital ialah fungsi gelombang elektron, secara kasar - ini adalah kawasan di mana elektron menghabiskan 90% masa.

N - peringkat
L - cangkerang
M l - nombor orbit
M s - elektron pertama atau kedua dalam orbital

Nombor kuantum orbit l

Hasil daripada kajian awan elektron, didapati bahawa bergantung kepada tahap tenaga, awan mengambil empat bentuk utama: bola, dumbbell dan dua lagi, lebih kompleks. Dalam susunan tenaga menaik, bentuk ini dipanggil s-, p-, d- dan f-cangkang. Setiap cangkerang ini boleh mempunyai 1 (pada s), 3 (pada p), 5 (pada d) dan 7 (pada f) orbital. Nombor kuantum orbit ialah cangkang di mana orbital berada. Nombor kuantum orbital untuk orbital s, p, d dan f, masing-masing, mengambil nilai 0,1,2 atau 3.

Pada kulit-s satu orbital (L=0) - dua elektron
Terdapat tiga orbital pada kulit p (L=1) - enam elektron
Terdapat lima orbital pada kulit d (L=2) - sepuluh elektron
Terdapat tujuh orbital (L=3) pada kulit-f - empat belas elektron

Nombor kuantum magnet m l

Terdapat tiga orbital pada kulit p, ia dilambangkan dengan nombor dari -L hingga +L, iaitu, untuk kulit p (L=1) terdapat orbital "-1", "0" dan "1" . Nombor kuantum magnetik dilambangkan dengan huruf m l .

Di dalam cangkang, lebih mudah bagi elektron untuk ditempatkan dalam orbital yang berbeza, jadi elektron pertama mengisi satu untuk setiap orbital, dan kemudian pasangannya ditambahkan pada setiap orbital.

Pertimbangkan d-shell:
Kulit d sepadan dengan nilai L=2, iaitu, lima orbital (-2,-1,0,1 dan 2), lima elektron pertama mengisi kulit, mengambil nilai M l =-2, M l =-1,M l =0 , M l =1, M l =2.

Putaran nombor kuantum m s

Putaran ialah arah putaran elektron di sekeliling paksinya, terdapat dua arah, jadi nombor kuantum putaran mempunyai dua nilai: +1/2 dan -1/2. Hanya dua elektron dengan putaran bertentangan boleh berada pada subperingkat tenaga yang sama. Nombor kuantum putaran dilambangkan m s

Nombor kuantum utama n

Nombor kuantum utama ialah tahap tenaga di mana masa ini tujuh tahap tenaga diketahui, setiap satu ditunjukkan dengan angka Arab: 1,2,3, ... 7. Bilangan cengkerang pada setiap peringkat adalah sama dengan nombor tahap: terdapat satu cangkerang pada tahap pertama, dua pada tahap kedua, dan seterusnya.

Nombor elektron

Jadi, mana-mana elektron boleh diterangkan dengan empat nombor kuantum, gabungan nombor ini adalah unik untuk setiap kedudukan elektron, mari kita ambil elektron pertama, tahap tenaga terendah ialah N=1, satu petala terletak pada tahap pertama, cangkerang pertama pada mana-mana aras mempunyai bentuk bola (s -shell), i.e. L=0, nombor kuantum magnet boleh mengambil hanya satu nilai, M l =0 dan putaran akan sama dengan +1/2. Jika kita mengambil elektron kelima (dalam apa jua atom itu), maka nombor kuantum utama untuknya ialah: N=2, L=1, M=-1, putaran 1/2.

Apabila menulis formula elektronik atom unsur, tahap tenaga ditunjukkan (nilai nombor kuantum utama n dalam bentuk nombor - 1, 2, 3, dsb.), subperingkat tenaga (nilai nombor kuantum orbital l dalam bentuk surat s, hlm, d, f) dan nombor di bahagian atas menunjukkan bilangan elektron dalam subperingkat tertentu.

Elemen pertama dalam D.I. Mendeleev ialah hidrogen, oleh itu, cas nukleus atom H sama dengan 1, atom hanya mempunyai satu elektron per s subperingkat peringkat pertama. Oleh itu, formula elektronik atom hidrogen ialah:

Unsur kedua ialah helium, terdapat dua elektron dalam atomnya, oleh itu formula elektronik atom helium ialah 2 tidak 1s 2. Tempoh pertama merangkumi hanya dua unsur, kerana tahap tenaga pertama diisi dengan elektron, yang hanya boleh diduduki oleh 2 elektron.

Unsur ketiga dalam urutan - litium - sudah berada dalam tempoh kedua, oleh itu, tahap tenaga kedua mula diisi dengan elektron (kami bercakap tentang perkara ini di atas). Pengisian tahap kedua dengan elektron bermula dengan s-sublevel, jadi formula elektronik atom litium ialah 3 Li 1s 2 2s 1 . Dalam atom berilium, pengisian dengan elektron selesai s- subperingkat: 4 Ve 1s 2 2s 2 .

Untuk unsur-unsur seterusnya tempoh ke-2, tahap tenaga kedua terus diisi dengan elektron, cuma sekarang ia diisi dengan elektron. R- subtahap: 5 DALAM 1s 2 2s 2 2R 1 ; 6 DENGAN 1s 2 2s 2 2R 2 … 10 Ne 1s 2 2s 2 2R 6 .

Atom neon melengkapkan pengisian dengan elektron R-sublevel, unsur ini menamatkan tempoh kedua, ia mempunyai lapan elektron, sejak s- Dan R-subperingkat boleh mengandungi hanya lapan elektron.

Unsur-unsur tempoh ke-3 mempunyai urutan yang sama untuk mengisi subperingkat tenaga peringkat ketiga dengan elektron. Rumus elektronik atom bagi beberapa unsur zaman ini ialah:

11 Na 1s 2 2s 2 2R 6 3s 1 ; 12 mg 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 ; 13 Al 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 1 ;

14 Si 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 2 ;…; 18 Ar 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 .

Tempoh ketiga, seperti yang kedua, berakhir dengan unsur (argon), yang melengkapkan pengisiannya dengan elektron R–sublevel, walaupun tahap ketiga termasuk tiga sublevel ( s, R, d). Mengikut susunan di atas untuk mengisi subtahap tenaga mengikut peraturan Klechkovsky, tenaga subtahap 3 d lebih banyak tenaga subtahap 4 s, oleh itu, atom kalium yang mengikuti argon dan atom kalsium yang mengikutinya diisi dengan elektron 3 s- subperingkat peringkat keempat:

19 KEPADA 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 1 ; 20 Sa 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 2 .

Bermula dari unsur ke-21 - skandium, dalam atom unsur, subtahap 3 mula diisi dengan elektron d. Rumus elektronik atom unsur-unsur ini ialah:

21 sc 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 2 3d 1 ; 22 Ti 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 2 3d 2 .

Dalam atom unsur ke-24 (kromium) dan unsur ke-29 (tembaga), satu fenomena diperhatikan dipanggil "penerobosan" atau "kegagalan" elektron: elektron daripada 4 luaran. s-subperingkat "gagal" sebanyak 3 d– tahap bawah, melengkapkan pengisiannya separuh (untuk kromium) atau sepenuhnya (untuk kuprum), yang menyumbang kepada kestabilan atom yang lebih besar:

24 Cr 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 1 3d 5 (bukannya ...4 s 2 3d 4) dan

29 Cu 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 1 3d 10 (bukannya ...4 s 2 3d 9).

Bermula dari unsur ke-31 - galium, pengisian tahap ke-4 dengan elektron berterusan, sekarang - R– peringkat bawahan:

31 Ga 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 2 3d 10 4hlm 1 …; 36 Kr 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 4s 2 3d 10 4hlm 6 .

Elemen ini menamatkan tempoh keempat, yang sudah merangkumi 18 elemen.

Urutan yang sama untuk mengisi subperingkat tenaga dengan elektron berlaku dalam atom unsur-unsur tempoh ke-5. Dua yang pertama (rubidium dan strontium) diisi s- subperingkat peringkat ke-5, sepuluh unsur seterusnya (dari yttrium hingga kadmium) diisi d– subperingkat peringkat ke-4; enam unsur melengkapkan tempoh (dari indium kepada xenon), dalam atom yang diisi elektron R-subperingkat luar, peringkat kelima. Terdapat juga 18 elemen dalam satu tempoh.

Untuk elemen tempoh keenam, perintah pengisian ini dilanggar. Pada permulaan tempoh, seperti biasa, terdapat dua unsur, dalam atom-atomnya diisi dengan elektron s-subperingkat luar, keenam, peringkat. Pada unsur seterusnya - lanthanum - mula diisi dengan elektron d–subperingkat peringkat sebelumnya, i.e. 5 d. Pada pengisian ini dengan elektron 5 d-sublevel berhenti dan 14 elemen seterusnya - dari cerium ke lutetium - mula mengisi f- subperingkat peringkat 4. Unsur-unsur ini semuanya termasuk dalam satu sel jadual, dan di bawah ialah siri elemen ini yang diperluas, dipanggil lantanida.

Bermula dari unsur ke-72 - hafnium - hingga unsur ke-80 - merkuri, pengisian dengan elektron diteruskan 5 d- sublevel, dan tempoh berakhir, seperti biasa, dengan enam unsur (dari thallium ke radon), dalam atom yang diisi dengan elektron R-subperingkat luar, keenam, peringkat. Ini yang paling banyak tempoh besar, yang merangkumi 32 elemen.

Dalam atom unsur kala ketujuh, tidak lengkap, susunan yang sama untuk mengisi subperingkat dilihat, seperti yang diterangkan di atas. Kami membenarkan pelajar menulis formula elektronik atom unsur-unsur tempoh ke-5 - ke-7, dengan mengambil kira semua yang telah dinyatakan di atas.

Catatan:Di sesetengah alat bantu mengajar susunan yang berbeza untuk menulis formula elektronik atom unsur dibenarkan: bukan mengikut urutan ia diisi, tetapi mengikut bilangan elektron yang diberikan dalam jadual pada setiap tahap tenaga. Sebagai contoh, formula elektronik atom arsenik mungkin kelihatan seperti: As 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3hlm 6 3d 10 4s 2 4hlm 3 .

Muka surat 1
3. Buat formula elektronik dan dia thallium Tl 3+ . Untuk elektron valens atom Tl menunjukkan set semua empat nombor kuantum.

Penyelesaian:

Menurut peraturan Klechkovsky, pengisian tahap tenaga dan subperingkat berlaku dalam urutan berikut:

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

5d6p7s (6d 3-2)5f6d7p.

Unsur thallium Tl mempunyai cas nuklear +81 (nombor siri 81), masing-masing 81 elektron. Menurut peraturan Klechkovsky, kami mengedarkan elektron ke atas subperingkat tenaga, kami memperoleh formula elektronik unsur Tl:

81 Tl talium 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

Ion talium Tl 3+ mempunyai cas +3, yang bermaksud bahawa atom melepaskan 3 elektron, dan kerana hanya elektron valensi pada tahap luar yang boleh memberikan atom (untuk talium, ini adalah dua elektron 6s dan satu elektron 6p) , formula elektroniknya akan kelihatan seperti ini:

81 Tl 3+ talium 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

Nombor kuantum utama n menentukan jumlah tenaga elektron dan tahap penyingkirannya daripada nukleus (nombor aras tenaga); ia memerlukan sebarang nilai integer bermula dari 1 (n = 1, 2, 3, . . .), i.e. sepadan dengan nombor tempoh.

Nombor kuantum orbital (sisi atau azimut). l menentukan bentuk orbital atom. Ia boleh mengambil nilai integer dari 0 hingga n-1 (l = 0, 1, 2, 3,..., n-1). Tanpa mengira nombor tahap tenaga, setiap nilai l nombor kuantum orbital sepadan dengan orbital bentuk khas.

Orbital dengan l= 0 dipanggil s-orbital,

l= 1 - orbital p (3 jenis berbeza dalam nombor kuantum magnetik m),

l= 2 - orbital d (5 jenis),

l= 3 – orbital-f (7 jenis).

Nombor kuantum magnetik m l mencirikan kedudukan orbital elektron dalam ruang dan mengambil nilai integer daripada - l kepada + l, termasuk 0. Ini bermakna bagi setiap bentuk orbit, terdapat (2 l+ 1) orientasi setara secara bertenaga di angkasa.

Nombor kuantum putaran m S mencirikan momen magnet yang berlaku apabila elektron berputar mengelilingi paksinya. Mengambil hanya dua nilai +1/2 dan -1/2 sepadan dengan arah putaran yang bertentangan.
Elektron valensi ialah elektron dalam aras tenaga luar. Talium mempunyai 3 elektron valens: 2 s - elektron dan 1 p - elektron.

Nombor kuantum s - elektron:

Nombor kuantum orbit l= 0 (s ialah orbital)

Nombor kuantum magnet m l = (2 l+ 1 = 1): m l = 0.

Nombor kuantum putaran m S = ±1/2

Nombor kuantum p - elektron:

Nombor kuantum utama n = 6 (tempoh keenam)

Nombor kuantum orbit l\u003d 1 (p - orbital)

Nombor kuantum magnetik (2 l+ 1 = 3): m = -1, 0, +1

Nombor kuantum putaran m S = ±1/2
23. Nyatakan sifat tersebut unsur kimia, yang berubah secara berkala. Apakah sebab pengulangan berkala sifat-sifat ini? Pada contoh, terangkan apakah intipati keberkalaan perubahan dalam sifat sebatian kimia.

Penyelesaian:

Sifat unsur, ditentukan oleh struktur lapisan elektronik luar atom, secara semula jadi berubah dalam tempoh dan kumpulan sistem berkala. Pada masa yang sama, persamaan struktur elektronik menghasilkan persamaan sifat unsur analog, tetapi bukan identiti sifat ini. Oleh itu, dalam peralihan dari satu elemen ke elemen lain dalam kumpulan dan subkumpulan, tidak ada pengulangan mudah sifat, tetapi perubahan tetap mereka yang lebih kurang ketara. Khususnya, tingkah laku kimia atom unsur ditunjukkan dalam keupayaan mereka untuk kehilangan dan mendapatkan elektron, i.e. dalam keupayaan mereka untuk mengoksida dan mengurangkan. Ukuran kuantitatif keupayaan atom kalah elektron ialah potensi pengionan (E Dan ) , dan mengikut ukuran keupayaan mereka n memperoleh– pertalian elektron (E Dengan ). Sifat perubahan dalam kuantiti ini semasa peralihan dari satu tempoh ke tempoh yang lain diulang, dan perubahan ini berdasarkan perubahan konfigurasi elektronik atom. Oleh itu, lapisan elektron yang lengkap sepadan dengan atom gas lengai menunjukkan peningkatan kestabilan dan peningkatan nilai potensi pengionan dalam satu tempoh. Pada masa yang sama, unsur-s kumpulan pertama (Li, Na, K, Rb, Cs) mempunyai nilai potensi pengionan terendah.

Keelektronegatifan ialah ukuran keupayaan atom unsur tertentu untuk menarik elektron ke arah dirinya berbanding atom unsur lain dalam sebatian. Menurut salah satu takrifan (Mulliken), keelektronegatifan atom boleh dinyatakan sebagai separuh jumlah tenaga pengionan dan pertalian elektronnya: = (E dan + E c).

Dalam tempoh, terdapat kecenderungan umum untuk peningkatan keelektronegatifan unsur, dan dalam subkumpulan, penurunannya. Nilai terkecil s-unsur kumpulan I mempunyai keelektronegatifan, dan unsur-p kumpulan VII mempunyai keelektronegatifan terbesar.

Keelektronegatifan unsur yang sama boleh berbeza-beza bergantung kepada keadaan valens, penghibridan, keadaan pengoksidaan, dan lain-lain. Keelektronegatifan memberi kesan ketara kepada sifat perubahan sifat sebatian unsur. Sebagai contoh, asid sulfurik mempamerkan sifat berasid yang lebih kuat daripada analog kimianya, asid selenik, kerana pada yang terakhir, atom selenium pusat, kerana elektronegativitinya yang lebih rendah berbanding dengan atom sulfur, tidak mempolarisasi ikatan H-O dalam asid dengan begitu kuat, yang bermaksud a kelemahan keasidan.

H–O O
Contoh lain ialah kromium(II) hidroksida dan kromium(VI) hidroksida. Kromium (II) hidroksida, Cr(OH) 2, mempamerkan sifat asas, berbeza dengan kromium (VI) hidroksida, H 2 CrO 4, kerana keadaan pengoksidaan kromium +2 menentukan kelemahan interaksi Coulomb Cr 2+ dengan ion hidroksida dan kemudahan pembelahan ion ini, i.e. manifestasi sifat utama. Pada masa yang sama, keadaan pengoksidaan tinggi kromium +6 dalam kromium (VI) hidroksida menyebabkan tarikan Coulomb yang kuat antara ion hidroksida dan atom kromium pusat dan ketidakmungkinan penceraian sepanjang ikatan - Oh. Sebaliknya, keadaan pengoksidaan tinggi kromium dalam kromium (VI) hidroksida meningkatkan keupayaannya untuk menarik elektron, i.e. keelektronegatifan, yang ijazah yang tinggi polarisasi ikatan H–O dalam sebatian ini, yang merupakan prasyarat untuk peningkatan keasidan.

Seterusnya ciri penting atom ialah jejarinya. Dalam tempoh, jejari atom logam berkurangan dengan peningkatan dalam nombor ordinal unsur, kerana dengan peningkatan dalam nombor ordinal unsur dalam tempoh tersebut, cas nukleus meningkat, dan, akibatnya, jumlah cas elektron yang mengimbanginya; sebagai akibatnya, tarikan Coulomb elektron juga meningkat, yang akhirnya membawa kepada penurunan jarak antara mereka dan nukleus. Penurunan yang paling ketara dalam jejari diperhatikan dalam unsur-unsur tempoh kecil, di mana tahap tenaga luar diisi dengan elektron.

Dalam tempoh yang besar, unsur-d dan f mempamerkan penurunan jejari yang lebih beransur-ansur dengan peningkatan cas nukleus atom. Dalam setiap subkumpulan unsur, jejari atom, sebagai peraturan, meningkat dari atas ke bawah, kerana peralihan sedemikian bermakna peralihan ke tahap tenaga yang lebih tinggi.

Pengaruh jejari ion unsur ke atas sifat sebatian yang terbentuk boleh digambarkan melalui contoh peningkatan keasidan asid hidrohalik dalam fasa gas: HI > HBr > HCl > HF.
43. Namakan unsur untuk atom yang mana hanya satu keadaan valens yang mungkin, dan nyatakan bagaimana ia akan dikisar atau teruja.

Penyelesaian:

Atom unsur yang mempunyai satu elektron tidak berpasangan pada tahap tenaga valens luar boleh mempunyai satu keadaan valens - ini adalah unsur kumpulan I sistem berkala (H - hidrogen, Li - litium, Na - natrium, K - kalium, Rb - rubidium , Ag - perak, Cs - cesium, Au - emas, Fr - francium), dengan pengecualian tembaga, kerana d-elektron pada tahap pra-luar juga mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan kimia, yang bilangannya ditentukan dengan valensi (keadaan dasar atom kuprum 3d 10 4s 1 adalah disebabkan oleh kestabilan kulit d- yang terisi, walau bagaimanapun, keadaan teruja pertama 3d 9 4s 2 melebihi keadaan asas dalam tenaga sebanyak 1.4 eV sahaja (kira-kira 125 kJ /mol). sebatian kimia kedua-dua keadaan kelihatan pada tahap yang sama, menimbulkan dua siri sebatian kuprum (I) dan (II)).

Juga, satu keadaan valens boleh mempunyai atom unsur di mana tahap tenaga luaran terisi sepenuhnya dan elektron tidak mempunyai peluang untuk pergi ke keadaan teruja. Ini adalah unsur subkumpulan utama kumpulan VIII - gas lengai (He - helium, Ne - neon, Ar - argon, Kr - krypton, Xe - xenon, Rn - radon).

Untuk semua elemen yang disenaraikan, satu-satunya keadaan valens ialah keadaan dasar, kerana tidak ada kemungkinan peralihan kepada keadaan teruja. Di samping itu, peralihan kepada keadaan teruja menentukan keadaan valens baharu atom; oleh itu, jika peralihan sedemikian mungkin, keadaan valens atom tertentu bukanlah satu-satunya.

63. Menggunakan model tolakan pasangan elektron valens dan kaedah ikatan valens, pertimbangkan struktur ruang molekul dan ion yang dicadangkan. Nyatakan: a) bilangan pasangan elektron ikatan dan tidak dikongsi bagi atom pusat; b) bilangan orbital yang terlibat dalam hibridisasi; c) jenis hibridisasi; d) jenis molekul atau ion (AB m E n); e) susunan ruang pasangan elektron; f) struktur ruang bagi molekul atau ion.

SO3;

Penyelesaian:

Mengikut kaedah ikatan valens (menggunakan kaedah ini membawa kepada hasil yang sama seperti menggunakan model EPVO), konfigurasi spatial molekul ditentukan oleh susunan ruang orbital hibrid atom pusat, yang terbentuk sebagai hasil daripada interaksi antara orbital.

Untuk menentukan jenis hibridisasi atom pusat, adalah perlu untuk mengetahui bilangan orbital hibridisasi. Ia boleh didapati dengan menambahkan bilangan ikatan dan pasangan elektron tunggal atom pusat dan menolak bilangan ikatan π.

Dalam molekul SO 3

jumlah bilangan pasangan ikatan ialah 6. Menolak bilangan ikatan π, kita memperoleh bilangan orbital hibridisasi: 6 - 3 \u003d 3. Oleh itu, jenis hibridisasi sp 2, jenis ion AB 3, spatial susunan pasangan elektron mempunyai bentuk segitiga, dan molekul itu sendiri adalah segitiga:

Dalam ion

jumlah bilangan pasangan ikatan ialah 4. Tiada ikatan π. Bilangan orbital hibridisasi: 4. Oleh itu, jenis hibridisasi sp 3, jenis ion AB 4, susunan ruang pasangan elektron mempunyai bentuk tetrahedron, dan ion itu sendiri adalah tetrahedron:

83. Tuliskan persamaan kemungkinan tindak balas interaksi KOH, H 2 SO 4, H 2 O, Be (OH) 2 dengan sebatian yang diberikan di bawah:

H 2 SO 3 , BaO, CO 2 , HNO 3 , Ni(OH) 2 , Ca(OH) 2 ;

Penyelesaian:
a) Tindak balas interaksi KOH

2KOH + H 2 SO 3  K 2 SO 3 + 2H 2 O

2K++2 Oh - + 2H+ + SO 3 2-  2K + + SO 3 2- + H 2 O

Oh - + H +  H 2 O
KOH + BaO  tiada tindak balas
2KOH + CO 2  K 2 CO 3 + H 2 O

2K++2 Oh - + CO 2  2K ++ CO 3 2- + H 2 O

2Oh - + H 2 CO 3  CO 3 2- + H 2 O
KOH + HNO 3  tiada tindak balas, ion serentak dalam larutan:

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

2KOH + Ni(OH) 2  K

2K++2 Oh- + Ni(OH) 2  K + + -

KOH + Ca(OH) 2  tiada tindak balas

b) tindak balas interaksi H 2 SO 4

H 2 SO 4 + H 2 SO 3  tiada tindak balas
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  tiada tindak balas
H 2 SO 4 + HNO 3  tiada tindak balas
H 2 SO 4 + Ni(OH) 2  NiSO 4 + 2H 2 O

2H+ + SO 4 2- + Ni(OH) 2  Ni 2+ + SO 4 2- + 2 H 2 O

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

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

c) tindak balas interaksi H 2 O

H 2 O + H 2 SO 3  tiada tindak balas

H 2 O + BaO  Ba (OH) 2

H 2 O + BaO  Ba 2+ + 2OH -

H 2 O + CO 2  tiada tindak balas
H 2 O + HNO 3  tiada tindak balas
H 2 O + NO 2  tiada tindak balas
H 2 O + Ni(OH) 2  tiada tindak balas

H 2 O + Ca(OH) 2  tiada tindak balas

a) tindak balas interaksi Be (OH) 2

Be (OH) 2 + H 2 SO 3  BeSO 3 + 2H 2 O

Be(OH) 2 + 2H+ + SO 3 2-  Jadi 2+ + SO 3 2- + 2 H 2 O

Be(OH) 2 + 2H+  Jadi 2+ + 2 H 2 O
Be(OH) 2 + BaO  tiada tindak balas
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 + 2H+ + NO 3 -  Jadilah 2+ + 2NO 3 - + 2 H 2 O

Be(OH) 2 + 2H +  Jadilah 2+ + 2H 2 O
Be(OH) 2 + Ni(OH) 2  tiada tindak balas
Be(OH) 2 + Ca(OH) 2  tiada tindak balas
103. Untuk tindak balas yang ditunjukkan

b) terangkan yang manakah antara faktor: entropi atau entalpi menyumbang kepada aliran spontan tindak balas ke arah hadapan;

c) ke arah manakah (ke hadapan atau ke belakang) tindak balas akan diteruskan pada 298K dan 1000K;

e) namakan semua cara untuk meningkatkan kepekatan hasil campuran keseimbangan.

f) bina graf ΔG p (kJ) daripada T (K)

Penyelesaian:

CO (g) + H 2 (g) \u003d C (c) + H 2 O (g)

Entalpi pembentukan piawai, entropi dan tenaga Gibbs pembentukan bahan

1. (ΔН 0 298) x.r. =
–
\u003d -241.84 + 110.5 \u003d -131.34 kJ 2. (ΔS 0 298) x.r. =
+
–
–
\u003d 188.74 + 5.7-197.5-130.6 \u003d -133.66 J / K \u003d -133.66 10 -3 kJ / mol > 0.

Tindak balas langsung disertai dengan penurunan entropi, gangguan dalam sistem berkurangan - faktor yang tidak menguntungkan untuk tindak balas kimia untuk meneruskan ke arah hadapan.

3. Kira tenaga Gibbs piawai bagi tindak balas itu.

mengikut undang-undang Hess:

(ΔG 0 298) x.r. =
–
= -228.8 +137.1 = -91.7 kJ

Ternyata (ΔH 0 298) x.r. > (ΔS 0 298) x.r. ·T dan kemudian (ΔG 0 298) x.r.

4.
≈
≈ 982.6 K.

≈ 982.6 K ialah anggaran suhu di mana keseimbangan kimia sebenar diwujudkan; di atas suhu ini, tindak balas terbalik akan diteruskan. Pada suhu ini, kedua-dua proses berkemungkinan sama.

5. Kira tenaga Gibbs pada 1000K:

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

Itu. pada 1000 K: ΔS 0 x.r. T > ΔН 0 x.r.

Faktor entalpi menjadi penentu, aliran spontan tindak balas langsung menjadi mustahil. Tindak balas sebaliknya berlaku: daripada 1 mol gas dan 1 mol pepejal, 2 mol gas terbentuk.

lg K 298 = 16.1; K 298 ≈ 10 16 >> 1.

Sistem ini jauh dari kebenaran keseimbangan kimia, ia dikuasai oleh produk tindak balas.

Kebergantungan suhu ΔG 0 untuk tindak balas

CO (g) + H 2 (g) \u003d C (c) + H 2 O (g)

K 1000 \u003d 0.86\u003e 1 - sistem hampir dengan keadaan keseimbangan, bagaimanapun, pada suhu ini, bahan awal mendominasi di dalamnya.

8. Menurut prinsip Le Chatelier, apabila suhu meningkat, keseimbangan harus beralih ke arah tindak balas songsang, pemalar keseimbangan harus berkurangan.

9. Pertimbangkan bagaimana data terkira kami bersetuju dengan prinsip Le Chatelier. Mari kita kemukakan beberapa data yang menunjukkan pergantungan tenaga Gibbs dan pemalar keseimbangan bagi tindak balas yang ditunjukkan pada suhu:

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

Oleh itu, data terkira yang diperoleh sepadan dengan kesimpulan kami berdasarkan prinsip Le Chatelier.
123. Keseimbangan dalam sistem:

)

ditubuhkan pada kepekatan berikut: [B] dan [C], mol/l.

Tentukan kepekatan awal bahan [B] 0 dan pemalar keseimbangan jika kepekatan awal bahan A ialah [A] 0 mol/l

Dapat dilihat daripada persamaan bahawa pembentukan 0.26 mol bahan C mengambil 0.13 mol bahan A dan jumlah bahan B yang sama.

Kemudian kepekatan keseimbangan bahan A ialah [A] \u003d 0.4-0.13 \u003d 0.27 mol / l.

Kepekatan awal bahan B [B] 0 \u003d [B] + 0.13 \u003d 0.13 + 0.13 \u003d 0.26 mol / l.

Jawapan: [B] 0 = 0.26 mol/l, Kp = 1.93.

143. a) 300 g larutan mengandungi 36 g KOH (ketumpatan larutan 1.1 g/ml). Kira peratusan dan kepekatan molar larutan ini.

b) Berapa gram soda kristal Na 2 CO 3 10H 2 O perlu diambil untuk menyediakan 2 liter larutan 0.2 M Na 2 CO 3?

Penyelesaian:

Kami mencari peratusan kepekatan dengan persamaan:

Jisim molar KOH ialah 56.1 g/mol;

Untuk mengira kemolaran larutan, kita dapati jisim KOH yang terkandung dalam 1000 ml (iaitu, dalam 1000 1.100 \u003d 1100 g) larutan:

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

C m \u003d 56.1 / 132 \u003d 0.425 mol / l.

Jawapan: C \u003d 12%, Cm \u003d 0.425 mol / l

Penyelesaian:

1. Cari jisim garam kontang

m = Cm M V, dengan M ialah jisim molar, V ialah isipadu.

m \u003d 0.2 106 2 \u003d 42.4 g.

2. Cari jisim hidrat hablur daripada perkadaran

jisim molar hidrat hablur 286 g / mol - jisim X

jisim molar garam kontang 106g / mol - jisim 42.4g

maka X \u003d m Na 2 CO 3 10H 2 O \u003d 42.4 286 / 106 \u003d 114.4 g.

Jawapan: m Na 2 CO 3 10H 2 O \u003d 114.4 g.

163. Kira takat didih larutan 5% naftalena C 10 H 8 dalam benzena. Takat didih benzena ialah 80.2 0 C.

Diberi: Rabu (C 10 H 8) \u003d 5% mendidih (C 6 H 6) \u003d 80.2 0 C

Cari: tkip (r-ra) -?

Penyelesaian:

Daripada undang-undang kedua Raoult

ΔT \u003d E m \u003d (E m B 1000) / (m A μ B)

Di sini E ialah pemalar pelarut ebulioskopik

E (C 6 H 6) \u003d 2.57

m A ialah berat pelarut, m B ialah berat zat terlarut, M B ialah berat molekulnya.

Biarkan jisim larutan itu ialah 100 gram, oleh itu, jisim zat terlarut ialah 5 gram, dan jisim pelarut ialah 100 - 5 = 95 gram.

M (naftalena C 10 H 8) \u003d 12 10 + 1 8 \u003d 128 g / mol.

Kami menggantikan semua data dalam formula dan mencari peningkatan dalam takat didih larutan berbanding dengan pelarut tulen:

ΔT = (2.57 5 1000)/(128 95) = 1.056

Takat didih larutan naftalena boleh didapati dengan formula:

T c.r-ra \u003d T c.r-la + ΔT \u003d 80.2 + 1.056 \u003d 81.256

Jawapan: 81.256 tentang C

183. Tugasan 1. Tulis persamaan penceraian dan pemalar penceraian bagi elektrolit lemah.

Tugasan 2. Menurut persamaan ion yang diberikan, tulis persamaan molekul yang sepadan.

Tugasan 3. Tulis dalam bentuk molekul dan ion persamaan tindak balas bagi penjelmaan berikut.

No p/p	Latihan 1	Tugasan 2	Tugasan 3
183	Zn(OH) 2 , H 3 AsO 4	Ni 2+ + OH - + Cl - \u003d NiOHCl	NaHSO 3 → Na 2 SO 3 → H 2 SO 3 → NaHSO 3

Penyelesaian:

Tulis persamaan penceraian dan pemalar penceraian untuk elektrolit lemah.

Ist.: Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH -

CD 1 =
= 1.5 10 -5
IIst.: ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -

CD 2 =
= 4.9 10 -7

Zn (OH) 2 - amfoterik hidroksida, pemisahan jenis asid adalah mungkin

Ist.: H 2 ZnO 2 ↔ H + + HZnO 2 -

CD 1 =

IIst.: HZnO 2 - ↔ H + + ZnO 2 2-

CD 2 =

H 3 AsO 4 - asid orthoarsenik - elektrolit kuat, tercerai sepenuhnya dalam larutan:
H 3 AsO 4 ↔3Н + + AsO 4 3-
Menurut persamaan ion yang diberikan, tulis persamaan molekul yang sepadan.

Ni 2+ + OH - + Cl - \u003d NiOHCl

NiCl2 + NaOH(kekurangan) = NiOHCl + NaCl

Ni 2+ + 2Cl - + Na + + OH - \u003d NiOHCl + Na + + Cl -

Ni 2+ + Cl - + OH - \u003d NiOHCl
Tulis dalam bentuk molekul dan ion persamaan tindak balas bagi penjelmaan berikut.

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++ Oh- → 2Na + + JADI 3 2- + H 2 O

HSO 3 - + Oh - → + JADI 3 2- + H 2 O
2) Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 3 + Na 2 SO 3

2Na + + JADI 3 2- + 2H+ + SO 4 2- → H 2 JADI 3+2Na++ JADI 3 2-

JADI 3 2- + 2H + → H 2 JADI 3 + JADI 3 2-
3) H 2 SO 3 (lebihan) + NaOH → NaHSO 3 + H 2 O

2 H + + JADI 3 2- + Na + + Oh- → Na + + HSO 3 - + H 2 O

2 H + + JADI 3 2 + Oh- → Na + + H 2 O
203. Tugasan 1. Tulis persamaan untuk hidrolisis garam dalam bentuk molekul dan ionik, nyatakan pH larutan (рН> 7, pH Tugasan 2. Tulis persamaan untuk tindak balas yang berlaku antara bahan dalam larutan akueus

No p/p	Latihan 1	Tugasan 2
203	Na2S; CrBr 3	FeCl 3 + Na 2 CO 3; Na 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3

Tugasan 1. Tulis persamaan untuk hidrolisis garam dalam bentuk molekul dan ionik, nyatakan pH larutan (pH> 7, pH

Na 2 S - garam yang dibentuk oleh bes kuat dan asid lemah mengalami hidrolisis pada anion. Tindak balas persekitaran adalah beralkali (рН > 7).

Ist. Na 2 S + HOH ↔ NaHS + NaOH

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

II Seni. NaHS + HOH ↔ H 2 S + NaOH

Na + + HS - + HOH ↔ Na + + H 2 S + OH -
CrBr 3 - Garam yang terbentuk daripada bes lemah dan asid kuat mengalami hidrolisis pada kation. Tindak balas medium adalah berasid (pH

Ist. CrBr 3 + HOH ↔ CrOHBr 2 + HBr

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

II Seni. CrOHBr 2 + HOH ↔ Cr(OH) 2 Br + HBr

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

III Seni. Cr(OH) 2 Br + HOH↔ Cr(OH) 3 + HBr

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

Hidrolisis berlaku terutamanya pada peringkat pertama.

Tugasan 2. Tuliskan persamaan tindak balas yang berlaku antara bahan dalam larutan akueus

FeCl 3 + Na 2 CO 3

FeCl3 – garam asid kuat dan bes lemah

Na 2 CO 3 - garam yang dibentuk oleh asid lemah dan bes kuat

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H (OH) \u003d 2Fe (OH) 3 + 3H 2 CO 3 + 6NaCl

2Fe 3+ + 6Cl - + 6Na + + 3 CO 3 2- + 6H(DIA) = 2Fe( Oh) 3 + 3H 2 CO 3 + 6Na + +6Cl -

2Fe 3+ + 3CO 3 2- + 6H(DIA) = 2Fe( Oh) 3 + 3 H 2 O + 3CO 2
Na 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3

Terdapat pengukuhan bersama hidrolisis

Al 2 (SO 4) 3 - garam yang dibentuk oleh asid kuat dan bes lemah

Na2CO3 – garam asid lemah dan bes kuat

Apabila dua garam dihidrolisis bersama, basa lemah dan asid lemah terbentuk:

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 \u003d\u003e 2H 2 CO 3 + 2Al (OH) 2 +

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

Persamaan hidrolisis keseluruhan

Al 2 (SO 4) 3 + 2 Na 2 CO 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 2H 2 CO 3 + 2 Na 2 SO 4 + H 2 SO 4

2Al 3+ + 3 SO 4 2 - + 2 Na + + 2 CTENTANG 3 2- + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 2H 2 CО 3 + 2 Na + + 2SO 4 2 - + 2Н + + SO 4 2 -

2Al 3+ + 2CTENTANG 3 2- + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 2H 2 C Kira-kira 3
Muka surat 1