53

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ.

Кафедра неорганической и аналитической химии

Хим.анал-1.11.3117.зчн.плн

Хим.анал-1.11.3117.зчн.скр

Хим.анал-1.11.3202.зчн.плн

Хим.анал-1.11.3202.зчн.скр

Хим.анал-1.11.3511.зчн.плн

Хим.анал-1.11.3511.зчн.скр

ХИМИЯ

Журнал лабораторных работ

для студентов- заочников I курса

специальностей 3117, 3202, 3511

Студент_______________________

Факультет_____________________ группа___________шифр____________

Москва 2003

Лабораторная работа № 1

СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Запись, показывающая распределение электронов по атомнам орбиталям (АО) энергетических уровней и подуровней, называется электронной формулой или электронной конфигурацией.

Элементы, у которых заполняются s-,р-,d-,f- орбитали, называются соответственно s-,p-,d-,f- элементами

Примеры составления электронных формул атомов.

Элементы главных подгрупп ПСЭ

s- элементы р – элементы

элементы II периода

₃ Li 1s²2s¹ ₅B 1s²2s²2p¹

элементы III периода

₁₁Na 1s²2s²2p⁶3s¹ ₁₇Cl 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

элементы IY периода

₂₀Ca 1s²2s²2p⁶3s² 3p⁶4s² ₃₃As 1s²2s²2p⁶3s² 3p⁶3d¹⁰4s²4p³

Для s- и р- элементов валентными электронами, участвующими в образовании химической связи и в химических реакциях, являются электроны внешнего энергетического уровня. Внешний энергетический уровень численно равен номеру периода, в котором находится элемент. Количество электронов на внешнем уровне равно номеру группы, в которой находится элемент в ПСЭ.

Элементы побочных подгрупп псэ

d – элементы

22Ti 1s22s22p63s2 3p6 3d24s2 iy период 4 группа

39Y 1s22s22p63s2 3p6 3d104s24p64d15s2 y период 3 группа

Для d – элементов валентными электронами являются s- электроны внешнего и d – электроны предвнешнего энергетических уровней. У d- элементов 3 –7 групп сумма d- и s-электронов равна номеру группы, в которой находится элемент в ПСЭ. У d-элементов 1 и 2 групп ПСЭ количество s-электронов внешненго энергетического уровня равно номеру группы.

У большинства d-элементов на внешнем уровне находится два s-электрона, а количество d- электронов равно порядковому номеру d-элемента при отсчете от первого d-элемента периода. Например, элемент IY периода титан - второй

d-элемент ( после скандия - первого d-элемента III периода), имеет два

d-электрона на предвнешнем третьем энергетическом уровне.

У некоторых d-элементов происходит «провал» s-электрона с внешнего на предвнешний энергетический уровень. Тогда на внешнем энергетическом уровне остается один s-электрон, и количество d- электронов на один больше, чем порядковый номер d-элемента. К таким элементам относятся Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au и др.. У Pd на последнем уровне вообще нет s- электрона.

24Cr 1s22s22p63s2 3p6 3d54s1 IV период 6 группа

42Mo 1s22s22p63s2 3p6 3d104s2 4p64d 55s1 y период 6 группа

₄₇Ag 1s²2s²2p⁶3s² 3p⁶ 3d¹⁰4s² 4p⁶4d¹⁰5s¹ Y период 1 группа

Валентными электронами d-элементов 1 и 2 групп ПСЭ являются только s- электроны внешнего уровня, т.к. все 10 d-АО уже заполнены.

При изучении химических свойств элементов часто записывают сокращенные электронные формулы элементов, в которых указывают только валентные электроны. В приведенных примерах они жирно выделены.

Элементы со сходными электронными формулами называются электронными аналогами. Такие элементы объединены в одну подгруппу элементов ПСЭ. Для них можно записысать общую электронную формулу. Например, пs²пр³ - общая электронная формула, отражающая валентные электроны, для элементов главной подгруппы 5 группы

Упражнение:

В заданиях 1 и 2 напишите:

• общие электронные формулы атомов элементов;

- возможные валентности и степени окисления элементов;

- основные химические свойства элементов (металлические, неметаллические), их оксидов и гидроксиов (основные, кислотные) в степени окисления, равной номеру группы элемента.

1.Составьте общие электронные формулы Атомов элементов главных подгрупп

I и II групп элементов ПСЭ:

Общая электронная формула элементов и их свойства

I группы:

II группы:

Возможные валентности и степени окисления элементов

I группы:

II группы:

Общие формулы и свойства оксидов и гидроксидов элементов

I группы:

II группы:

2. Атомов элементов главных подгрупп VI и VII групп элементов ПСЭ:

Общая электронная формула элементов и их свойства

VI группы:

VII группы:

Возможные валентности и степени окисления элементов

VI группы:

VII группы:

Общие формулы и свойства оксидов и гидроксидов элементов

VI группы:

VII группы:

3. Исходя из учения о строении атомов, объясните, как изменяется

окислительная способность (способность принимать электроны) у элементов

главной подгруппы VII группы?

Почему степень окисления фтора -1, а у остальных галогенрв в соединениях

она изменяется от –1 до +7?

Ответ (допишите):

Электронные формулы атомов галогенов:

F

Cl

Br

I

Степень окисления фтора во всех соединениях –1, так как у атома фтора ______вакантных орбиталей. У атомов остальных галогенов ________вакантный

d-подуровень. Нарисовав схемы распределения электронов на внешнем энергетическом уровне хлора и определив возможные валентности (В) и его степени окисления (СО), Вы сможете ответить на вторую часть вопроса 3.

невозбужденное состояние

В=____ СО=____

возбужденное состояние

В=____ СО=____

возбужденное состояние

В=____ СО=____

возбужденное состояние

В=____ СО=____

3. Исходя из учения из строения атома, объясните, почему хлор в химических

реакциях выступает в качестве окислителя, а хлорид ионы – в качестве

восстановителя?

Ответ (допишите):

Электронные формулы Cl

Cl^-1

5. Объясните, почему селен и хром, находясь в одном и той же группе, обладают

разными свойствами, на что указывает их принадлежность к главной и

побочной подгруппам соответственно?

Ответ ( нужное допишите)

Электронные формулы атомов:

₃₄Se

₂₄Cr

Селен - ___(s, p, d) -элемент, хром - ___(s, p, d) элемент. Атом селена имеет на внешнем энергетическом уровне __(2,4,6) злектронов, атом хрома - ___ (1,2) электрон на внешнем энергетическом уровне и ____(5,6) электронов на предвнешнем уровне. Для приобретения электронной структуры ближайшего благородного газа – криптона (8 электронов) атому селена нужно ____(принять или отдать 2,4,6) электрона, проявляя______________(металлические, неметаллические) свойства. Для приобретения устойчивой электронной структуры благородного газа – аргона хром должен _______________________(принять или отдать 2,4,6) электроны, проявляя ____________________( металлические, неметаллические)свойства.

6.Напишите электронные формулы ионов: Na⁺, Сs⁺, Сu²⁺, Ag⁺.

Na⁺

Сs⁺

Сu²⁺

Ag⁺

.

Свойства s- и р-элементов.

1. Взаимодействие оксидов s-элементов с килотами и кислотными оксидами

а) опыт 1: в пробирку насыпьте немного оксида кальция, добавьте

разбавленной соляной кислоты

CaO + HCl =

б) теоретически:

CaO + SO₃ =