Раздел II. Строение атома. Периодический закон д.И. Менделеева
[1, с.; 2, с.37-48; 3, с.; 4, с.61-97; 5, с.30-75]
Решение типовых задач
Задача 1. Определите количество протонов (р) и нейтронов (N), содержащихся в ядрах изотопов магния с массовыми числами 24 и 26.
Решение. Порядковый номер магния в периодической таблице Д.И. Менделеева - 12. Следовательно, в ядре атома магния содержится 12 протонов (р=12). Число нейтронов в 12Мg24 равно: N= (24 - 12) = 12; в 12Мg26 число протонов 12 (р=12), а нейтронов: N= (26 - 12) = 14.
Задача 2. Напишите электронную и электронно-графическую формулы элемента с порядковым номером 9 (по таблице Менделеева). Назовите, к какому семейству относится элемент (s, p. d) и чем он является по химическим свойствам (металл или неметалл). Укажите электронные аналоги по таблице Менделеева.
Решение. Номер элемента по таблице Менделеева соответствует заряду ядра и числу электронов, т.е. надо разместить 9 электронов.
Электронная формула: ls22s22p5
Электронно-графическая формула:
2p5
2s2
1s2
Элемент F (фтор) – относится к семейству р-элементов, т.к. последний (9-й) электрон заполняет р-орбиталь; его электронные аналоги - Cl, Br, I, At; по химическим свойствам - неметалл.
Задача 3. Квантовые числа внешних электронов неизвестного элемента равны: п=4; l=1; т=-1; 0; +1; s=±1/2; ±1/2; +1/2. Напишите электронную формулу этого элемента и укажите его название.
Решение. Элемент расположен в четвертом (т.к. n = 4) периоде. Если l = 1, то элемент имеет s- и р - орбитали. s-орбиталь полностью заполнена, а на р - орбитали находится 5 электронов, так как s имеет 5 значений: ±1/2; ±1/2; +1/2.
Электронная формула: 1s22s22p63s23p64s23d104p5
Порядковый номер элемента равен: 2 + 2 + 6 + 2 + 6+10 + 2 + 5 = 35
Этот элемент Вr (находим но таблице Менделеева в соответствии с номером).
153-204. Определите количество протонов и нейтронов, содержащихся в ядрах изотопов элемента (массовые числа изотопов приводятся в табл.1):
Таблица 1
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
153 |
Li; 6,7 |
166 |
Сu; 63,65 |
179 |
Ca; 40,44 |
192 |
Ne; 20,21 |
154 |
O; 16,18 |
167 |
Li; 6,7 |
180 |
Cl; 35,37 |
193 |
Sr; 87,88 |
155 |
Са; 40,42,43 |
168 |
S; 32, 34 |
181 |
C; 12,13 |
194 |
W; 180, 186 |
156 |
S; 32,33 |
169 |
O; 16,17,18 |
182 |
H; 1,2,3 |
195 |
С1; 35,37 |
157 |
Cr; 53,54 |
170 |
Сr; 50, 54 |
183 |
U; 235,238 |
196 |
W; 182, 183 |
Продолжение табл. 1
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
№ задачи |
Элемент; массовые числа изотопов |
158 |
Sr; 84, 87 |
171 |
Аg; 107,109 |
184 |
Ne; 20,21 |
197 |
С1; 35,37 |
159 |
Ag; 107,109 |
172 |
Са; 40,46 |
185 |
Н; 1,2,3 |
198 |
Сr; 52,54 |
160 |
W; 180, 182, |
173 |
С; 12,13 |
186 |
U; 235,238 |
199 |
S; 33,36 |
161 |
W; 183, 186 |
174 |
Са; 44,46 |
187 |
Ne; 20,22 |
200 |
Сr; 50,52 |
162 |
S; 34,36 |
175 |
Ne; 20,22 |
188 |
U; 234,238 |
201 |
S; 33, 36 |
163 |
O; 16,17 |
176 |
Sr; 84,86 |
189 |
Th; 230,234 |
202 |
Pa; 233, 234 |
164 |
Po; 210, 218 |
177 |
Pb; 207, 208 |
190 |
Bi; 209, 214 |
203 |
Po; 214, 218 |
165 |
Np; 237, 239 |
178 |
P; 30, 31 |
191 |
Mo; 95, 98 |
204 |
Pu; 239, 242 |
205-252. Исходя из значений квантовых чисел(табл.2) для электронов внешнего энергетического уровня (n, l, m, s) напишите электронную формулу элемента и укажите его название, назовите тип семейства (s, p, d), рассмотрите возможные валентные состояния.
Таблица 2
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
|||||||||
n |
l |
m |
s |
n |
l |
m |
s |
n |
l |
m |
s |
|||
205 |
3 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 +1/2 |
221 |
4 |
0 |
0 |
+1/2 |
237 |
3 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 +1/2 +1/2 |
206 |
5 |
0 |
0 |
+1/2 |
222 |
3 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 |
238 |
4 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 |
207 |
4 |
2 |
-2 -1 0 +1 +2 |
+ 1/2 +1/2 +1/2 |
223 |
2 |
0 |
0 |
±1/2 |
239 |
6 |
0 |
0 |
±1/2 |
Продолжение табл.2
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
|||||||||
n |
l |
m |
s |
n |
l |
m |
s |
n |
l |
m |
s |
|||
208 |
2 |
0 |
0 |
±1/2 |
224 |
4 |
0 |
0 |
±1/2 |
240 |
4 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 |
209 |
3 |
0 |
0 |
±1/2 |
225 |
3 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 |
241 |
4 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 +1/2 +1/2 |
210 |
4 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 ±1/2 +1/2 |
226 |
2 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 ±1/2 +1/2 |
242 |
5 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 |
211 |
6 |
0 |
0 |
+1/2 |
227 |
4 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 +1/2 |
243 |
4 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 +1/2 |
212 |
5 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 ±1/2 ±1/2 |
228 |
5 |
0 |
0 |
±1/2 |
244 |
5 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 +1/2 +1/2
|
213 |
2 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 +1/2 +1/2 |
229 |
3 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 ±1/2 +1/2 |
245 |
4 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 ±1/2 +1/2 |
214 |
7 |
0 |
0 |
±1/2 |
230 |
4 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2
|
246 |
5 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 +1/2 +1/2 |
215 |
6 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 ±1/2 +1/2 |
231 |
2 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 +1/2 |
247 |
6 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 |
216 |
4 |
0 |
0 |
±1/2 |
232 |
6 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 |
248 |
4 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 +1/2 +1/2
|
217 |
5 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 |
233 |
2 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 |
249 |
5 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 |
Продолжение табл.2
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
№ задачи |
Значения квантовых чисел |
|||||||||
n |
l |
m |
s |
n |
l |
m |
s |
n |
l |
m |
s |
|||
218 |
2 |
1 |
-1 0 +1 |
±1/2 ±1/2 ±1/2 |
234 |
6 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 +1/2 |
250 |
6 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 +1/2 +1/2
|
219 |
4 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 +1/2 +1/2 +1/2 |
235 |
5 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
+1/2 +1/2 +1/2 +1/2 +1/2 |
251 |
4 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
±1/2 +1/2 +1/2 +1/2 +1/2 |
220 |
5 |
1 |
-1 0 +1 |
+1/2 +1/2 +1/2 |
236 |
4 |
2 |
-2 -1 0 + 1 +2 |
±1/2 ±1/2 +1/2 +1/2 +1/2 |
252 |
6 |
0 |
0 |
±1/2 |
253-300. Напишите электронную и электронно-графическую формулы элемента c порядковым номером Z (табл.3), рассмотрите его возможные валентные состояния, укажите значения квантовых чисел (n, l, m, s) для электронов внешнего энергетического уровня.
Таблица 3
№ задачи
|
Z |
№ задачи
|
Z |
№ задачи
|
Z |
№ задачи |
Z |
№ задачи
|
Z |
№ задачи
|
Z |
253 |
11 |
260 |
23 |
267 |
17 |
274 |
30 |
281 |
31 |
288 |
37 |
254 |
14 |
261 |
33 |
268 |
12 |
275 |
25 |
282 |
37 |
289 |
19 |
255 |
20 |
262 |
15 |
269 |
7 |
276 |
35 |
283 |
24 |
290 |
53 |
256 |
85 |
263 |
81 |
270 |
56 |
277 |
51 |
284 |
74 |
291 |
45 |
257 |
40 |
264 |
31 |
271 |
49 |
278 |
22 |
285 |
26 |
292 |
27 |
258 |
55 |
265 |
82 |
272 |
52 |
279 |
29 |
286 |
55 |
293 |
21 |
259 |
16 |
266 |
34 |
273 |
50 |
280 |
48 |
287 |
47 |
294 |
46 |
295 |
38 |
296 |
88 |
297 |
32 |
298 |
28 |
299 |
84 |
300 |
41 |
301-348. По заданным координатам (табл.4) атома (период, группа) найдите элемент в Периодической системе, укажите его электронные аналоги и чем этот элемент является по химическим свойствам (металл или неметалл):
Таблица 4
№ задачи
|
Период |
Группа |
№ задачи
|
Период |
Группа |
№ задачи
|
Период |
Группа |
№ задачи
|
Период |
Группа |
301 |
4 |
VI B |
313 |
4 |
I B |
325 |
4 |
V A |
337 |
3 |
VA |
302 |
5 |
V A |
314 |
4 |
VII A |
326 |
4 |
IV A |
338 |
2 |
VII A |
303 |
3 |
VI A |
315 |
5 |
I A |
327 |
4 |
IV B |
339 |
3 |
IVA |
304 |
4 |
V B |
316 |
7 |
I A |
328 |
3 |
VII A |
340 |
5 |
I B |
305 |
5 |
III A |
317 |
4 |
VII B |
329 |
5 |
VI B |
341 |
3 |
II A |
306 |
2 |
II A |
318 |
5 |
VI A |
330 |
4 |
II A |
342 |
4 |
III B |
307 |
3 |
III B |
319 |
6 |
III B |
331 |
5 |
II A |
343 |
6 |
IV B |
308 |
5 |
IV B |
320 |
2 |
IV A |
332 |
6 |
I A |
344 |
5 |
II B |
309 |
2 |
III A |
321 |
5 |
III B |
333 |
3 |
II A |
345 |
4 |
III A |
310 |
3 |
III A |
322 |
6 |
VIA |
334 |
4 |
I A |
346 |
5 |
V B |
311 |
6 |
II A |
323 |
3 |
I A |
335 |
5 |
VII B |
347 |
2 |
V A |
312 |
5 |
VII A |
324 |
4 |
II B |
336 |
6 |
V A |
348 |
6 |
III B |