Екзаменаційний білет № 21

1. Енергетична стійкість елекронних оболонок, іонізація і валентність атомів, та періодичність змін хімічної властивості елементів.

2. Формули побудови електронних оболонок хімічних елементів I періоду.

3. Порядок заповнення електронних оболонок хімічних елементів II періоду.

Відповіді до питання 1 білету № 21:

Максимальну енергетичну стійкість мають зовнішні електронні оболонки з числом електронів 2 і 8.

Іонізація – результат здатності атому елемента прийняти або віддати визначене число електронів для досягнення максимальної енергетичної стійкості зовнішньої оболонки.

Існують позитивні (катіони) і негативні (аніони) іони. З зарядом іонів пов’язана властивість валентності.

Д.І. Менделєєв відкрив періодичність зміни хімічних властивостей елементів в залежності від їх атомної ваги (точніше, порядкового номеру). При складанні Періодичної таблиці виявилося , що при збільшенні порядкового номеру елементу порядок заповнюємості рівнів і підрівнів електронами не є лінійно послідовним.

Відповіді до питання 2 білету № 21:

Щоб розібратися як відбувається заповнення електронних оболонок, зручно використовувати формули будови електронних оболонок хімічних елементів.

I період:

Формула для водню – 1s², тобто всього один електрон типу s на першому енергетичному рівні.

Формула для елементу, який завершує перший ряд в системі Менделєєва, буде мати вигляд:

2s¹ – відповідає гелію.

Відповіді до питання 3 білету № 21:

II період:

Формула для кінця другого ряду:

2s¹, 2s² 6p² - неон.

На його початку – елементи, які віддають електрони і утворюють катіони (метали). Наприкінці - неметали. Ці елементи (азот, кисень, фтор) приєднують електрони до заповнення зовнішнього рівня, утворюючи аніони. Між ними – вуглець, здатний як віддавати, так і приймати електрони (утворює як кисневі сполуки, так і з воднем, металами).

Екзаменаційний білет № 22

1. Формули побудови електронних оболонок хімічних елементів III періоду.

2. Формули побудови електронних оболонок хімічних елементів IV періоду.

3. Формули побудови електронних оболонок хімічних елементів V періоду.

Відповіді до питання 1 білету № 22:

III період:.

Третій ряд також завершується благородним газом:

2S1, 2s26p2, 2s36р3 – аргон.

Тут, в третьому рівні залишається незаповненим підрівень d, який може вмістити 10 електронів. Але, так як на зовнішній оболонці розміщено 8 електронів, тобто стійке число (не за властивостями самого числа, в піфагорейському сенсі, а в сенсі найбільшої енергетичної стійкості такої кількості електронів), то це – завершений період.

Відповіді до питання 2 білету № 22:

Щоб розібратися як відбувається заповнення електронних оболонок, зручно використовувати формули будови електронних оболонок хімічних елементів.

IV період:

І, хоча залишається незаповненим підрівень d третього рівня, далі починається заповнення четвертого рівня. І наступним знову виявляєтьс черговий луговий елемент – калій (2s¹, 2s² 6p², 2s³ 6p³, 1s⁴).

Але з третього елементу цього періоду – скандія – починається заповнення того самого підрівня d, який залишився пропущеним. І тому далі два валентних електрони залишаються на зовнішньому (четвертому) рівні, а решта продовжує заповнювати третій (додається по одному, аж до нікеля):

2s¹, 2s² 6p², 2s³ 6p³ 8d³, 2s⁴

Звідси вибігає два слідства:

1. Більшу частину наступного періоду складають елементи, які утворюють катіони, тобто мають властивості металів (тому що через мале число на зовнішній оболонці їх втрата енергетично більш корисна, чим приєднання).

2. Поширена змінна валентність, так як, окрім втрату двох електронів з зовнішнього рівня можлива і втрата частини електронів, зазвичай, з підрівня d).

Далі у міді, порівняно з нікелем, додається 1 електрон, але на заповнення підрівня d третьої оболонки переходять одразу 2 електрони, і вона, таким чином, заповнюється остаточно. А на зовнішній оболонці залишається один електрон, і мідь знову може бути одновалентна:

2s¹, 2s² 6p², 2s³ 6p³ 10d³, 1s⁴.

При цьому 18-електронна зовнішня оболонка менш корисна, чим 8-електронна. Тому менш корисно і віддавати цей єдиний електрон з зовнішньої оболонки. В результаті, мідь та її аналоги (срібло, золото) можуть в природі існувати в самородному стані, не вступаючи в сполуки з іншими елементами. Причому хімічна інертність серед них зростає від міді до золота.

А завершується цей період елементом з електронною формулою:

2s¹, 2s² 6p², 2s³ 6p³ 10d³, 2s⁴ 6p⁴.

Цей знову інертний газ – кріптон.

Відповіді до питання 3 білету № 22:

V період:

Далі знову починається з додаванням одного, потім двох електронів на черговому (вже п’ятому) рівні (рубідій, стронцій). А потім – заповнення d-підрівню попереднього рівню. Все аналогічно IV періоду. Наприкінці – черговий інертний газ (ксенон):

2s¹, 2s² 6p², 2s³ 6p³ 10d³, 2s⁴ 6p⁴ 10d⁴, 2s⁵ 6p⁵.