Образец выполнения домашнего задания

Строение атома

Задание 1. а) Укажите численные значения главного и орбитального квантовых чисел данных подуровней, рассчитайте последовательность их заполнения: 5 p, 7 p, 7 s.

Решение. 5 p 7 p 7 s

Значение n 5 7 7

Значение l 1 1 0

Сумма (n + l) 6 8 7

Последовательность заполнения (на основании правил Клечковского):

1 – 5 p; 2 – 7 s; 3 – 7 p.

б) Распределите по квантовым ячейкам валентные электроны 2 s ² 2 p ⁴, определите химический элемент и его положение в системе Д.И. Менделеева (номер периода, группа, подгруппа).

Решение. Валентныеэлектроны по квантовым ячейкам распределены следующим образом: 2 s ² 2 p ⁴

Предложенный элемент кислород расположен во втором периоде, шестой группе, главной подгруппе Периодической системы Д.И. Менделеева.

в) Напишите электронные формулы атомов и ионов, укажите положение их в системе Д.И. Менделеева (номер периода, группа, подгруппа): K, Zn²⁺.

Решение. Электронная формула химического элемента калия следующая: 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶4 s ¹. Он расположен в четвертом периоде, первой группе, главной подгруппе Периодической системы Д.И. Менделеева. Электронная формула катиона Zn²⁺: 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶3 d ¹⁰. Химический элемент цинк расположен в четвертом периоде, второй группе, побочной подгруппе.

Аналогично оформлять решение всех заданий.

СТРОЕНИЕ АТОМА

В Периодической системе Д. И. Менделеева (табл. П.4) представлены все известные элементы. Она состоит из семи периодов (1-3 - малые, 4-7 - большие), 8 групп. Каждая группа разделена на главную и побочную подгруппы. Главная подгруппа содержит элементы малых и больших периодов, а побочная – только больших.

Пример 1. Укажите в Периодической системе Д.И. Менделеева положение (номер периода, номер группы, главная или побочная подгруппа) атома элемента с зарядом ядра 85.

Решение. Элемент (₈₅At) находится в 6-м периоде, 7-й группе, главной подгруппе.

Атомы элементов состоят из положительно заряженного ядра (протонов и нейтронов) и электронов. Количество электронов равно порядковому номеру элемента. Состояние электрона в атоме характеризуется квантовыми числами n,l, m_l и m_s, которые называются соответственно главное, орбитальное, магнитное и спиновое.

Порядок заполнения орбиталей электронами определяется следующими правилами В. Клечковского:

· заполнение происходит в порядке увеличения суммы (n + l);

· при одинаковых значениях этой суммы в первую очередь заполняется подуровень с меньшим значением главного квантового числа n.

Последовательность заполнения электронами энергетических уровней и подуровней в многоэлектронных атомах имеет вид

1 s <2 s <2 p <3 s <3 p <4 s <3 d <4 p <5 s <4 d <5 p <6 s <5 d 4 f <6 p <7 s <6 d 5 f <7 p.

Пример 2. Используя правила Клечковского, рассчитайте, какой подуровень раньше заполняется электронами 4 р или 5 s.

Решение. Для 4 р -подуровня Sn + l = 4 + 1 = 5; для 5 s -подуровня Sn + l = 5 + 0 = 5. Так как сумма одинакова, то в первую очередь заполняется подуровень с меньшим значением n, т. е. 4 р.

Пример 3. По распределению валентных электронов - 3 d ⁵4 s ² определите, какой это элемент, укажите его символ и напишите полную электронную формулу.

Решение. Значению главного квантового числа последнего энергетического уровня соответствует номер периода, следовательно, элемент находится в 4-м периоде. Сумма валентных электронов показывает номер группы, в которой находится элемент, в данном случае номер группы 7. Так как валентные электроны находятся на d -подуровне, то это элемент побочной подгруппы: ₂₅Mn 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ⁶3 d ⁵4 s ².