Электронная структура многоэлектронных атомов

Таблица 2

1. Принцип минимальной энергии: Электроны в атоме заполняют тот подуровень, где меньше запас энергии.

2. Правило Клечковского: Увеличение энергии и заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания суммы квантовых чисел (n+ l), а при равной сумме в порядке уменьшения числа nи увеличения числа l. Реальная электронная схема: 1s2<2s2<2p6<3s2<3p6<4s2<3d10<4p6<5s2<4d10<5p6<4s2<5d1<4f14<5d9<6p6<7s2<6d1<5f14<6d9<7p6 Исключение составляют элементы, у которых наблюдается провал электронов (медь, серебро, золото, хром, молибден, ниобий, рутений, родий, палладий, платина)

 

 

Продолжение таблицы 2

3. Принцип Паули: В атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел. Следствие: В любой атомной орбитали может быть только два электрона с противоположными спинами ↑↓!

4. Правило Гунда: Электроны в пределах подуровня занимают максимальное число атомных орбиталей, но так чтобы их суммарный спин был максимальный. P3 ↑ ↑ ↑ 1/2 1/2 1/2 Σ=1,5

5. Все химические элементы делят на семейства: s, p, d, f, в зависимости, какой подуровень заполняется в атоме последним.

6. Валентные электроны – это электроны участвующие в образовании химических связей. Валентные электроны расположены: у s – элементов в s орбиталях последнего Э.У. – ns у p – элементов в s и p орбиталях последнего Э.У. np ns у d – элементов в d орбиталях предпоследнего и s последнего Э.У. ns (n-1)d

7. Возбуждение атома возможно при условиях: а) наличие в атоме спаренных электронов, б) наличие свободных А.О., в) при возбуждении электроны распариваются – переходят с одного подуровня на другой только в пределах последнего Э.У.

8. Химические элементы делятся: Металлы Неметаллы 80 % 20 % s,p,d,f s,p     1.R ат. > 1. R ат. 1. R ат. < 2. Мало (е)-1,2,3 2. Число (е) на 2. Много (е)-4,5,6,7 посл. Э.У. 3. К отдаче (е) 3. Выражена 3. К принятию (е) тенденция   Ме0-n(e)→Ме+n неМе0+n(e)→неМе-n вос-ль окисление ок-ль восстановление

 

Продолжение таблицы 2

9. Степень окисления – условный заряд атома, вычисленный из предположения, что атом отдает либо принимает электроны. Ме проявляют только положительные степени окисления (С.О.). Высшая (С.О.) равна № группы. Исключения: IВ-(Cu,Ag,Au), VIIIB-(Fe,Co,Ni).

10. НеМе проявляют, как отрицательные (низшие (С.О.))=№ группы – 8, так и положительные (С.О.)=№ группы. Исключения: VIA(O), VIIA(F).

11. Генетическая связь между классами неорганических веществ I. Ме→Ме(+1,+2)+nО-2→Ме+n(ОН)-1n Металл основной оксид основание II. неМе→не МеО-2(Ме+5,+6,+7О-2)→HR Неметалл кислотный оксид кислота

 

РЕШЕНИЕ ТИПОВОЙ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «СТРОЕНИЕ АТОМА»

 

Проанализируйте с точки зрения строения атома элемент с порядковым № 12.

Алгоритм.

а) найдем положение химического элемента в П.С. Д.И. Менделеева и составим электронную формулу, воспользовавшись реальной электронной схемой. см. табл.2 (п.2) и сделаем вывод: указав семейство и тип элемента. (см. п.5 и п.8)

 

б) Графически изобразим валентные электроны в нормальном и возбужденном состояниях (см. п.6 и п.7)

 

 

в) Укажем окислительно-восстановительные свойства атома, помня, что это металл (см. п.8)

	Mg0 - 2 → Mg+2 (ок-с) вос-ль

 

 

г) Исходя из числа неспаренных электронов в нормальном и возбужденном состояниях, укажем устойчивые С.О. (см. п.9 или п.10)

	О, + 2

д) Приведем примеры соединений в устойчивых степенях окисления (простое вещество, оксиды и гидроксиды см. п.11)

Mg0, Mg+2O

 

 

е) Укажем характер оксидов и гидроксидов (см.п.11)

	MgO → Mg (OH)2 основной основание оксид