Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строение атома. Методические указания для самостоятельной работы студентов бакалавриата направления подготовки 08.03.01 Строительство и студентов спец
.pdf
вину (конфигурация 4s 3d5), а у меди (рис. 5) — к ее полному укомплектованию (конфигурация 4s13d10). Аналогичная неравномерность в застройке d-подуровня наблюдается у следующих элементов: Nb, Mo, Ru,
Rh, Pt, Au, Pd.
Рис. 5. Электронная конфигурация атома меди
Следует отметить, что в работе намеренно не рассматривалось строение ядра атома, так как учитывался тот факт, что с точки зрения протекания химических процессов наиболее важным представляется состояние валентных электронов атома и структура наружных энергетических
уровней.
21
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача 1.
Какой подуровень будет заполняться в атоме электронами после заполнения подуровня 4s?
Решение:
Подуровню 4s соответствует сумма n + l = 4 + 0 = 4. Такой же суммой характеризуется подуровень 3р, но заполнение этого подуровня
предшествует заполнению подуровня 4s. Следовательно, после подуровня 4s будет заполняться подуровень с суммой n + l = 5, причем из
всех возможных комбинаций n + l, соответствующих этой сумме (n = 3,
l = 2, n = 4, l = 1, n = 5, l = 0), первой будет реализовываться комбинация
с наименьшим значением главного квантового числа, т.е. после заполнения подуровня 4s будет заполняться подуровень 3d.
Задача 2.
Напишите электронную конфигурацию атома кремния в основном
и возбужденном состояниях, представьте заполнение по квантовым
ячейкам.
Решение:
Электронная конфигурация атома кремния в основном состоянии
записывается 1s22s22p63s23p2.
Запись по квантовым ячейкам имеет следующий вид (рис. 6).
Рис. 6. Электронно-графическая формула атома кремния
в основном состоянии
Возбужденные состояния атомов образуются из основного состояния при переходе одного или нескольких электронов (например, под
действием излучения) с занятых орбиталей на свободные (или занятые
22
лишь одним электроном). Таким образом, электронная конфигурация
атома кремния в возбужденном состоянии записывается 1s22s22p63s13p3,
и запись по квантовым ячейкам имеет следующий вид (рис. 7).
Рис. 7. Электронно-графическая формула атома кремния
в возбужденном состоянии
Задача 3.
Напишите электронную конфигурацию иона Si4+ и приведите запись по квантовым ячейкам.
Решение:
Si0 – 4ē → Si4+. Удаляются внешние электроны. Таким образом,
электронная конфигурация иона Si4+ записывается 1s22s22p63s03p0.
Запись по квантовым ячейкам имеет следующий вид (рис. 8).
Рис. 8. Электронно-графическая формула иона Si4+
Задача 4.
Составьте электронную и электронно-графическую формулу атома
свинца.
Решение:
Электронная формула атома свинца имеет вид:
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2.
Электронно-графическая формула атома свинца представлена ниже
(рис. 9).
23
Рис. 9. Электронно-графическая формула атома свинца
24
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Сформулируйте правило, определяющее порядок заполнения
электронных орбиталей одного электронного уровня. Проиллюстрируйте его на примерах строения внешнего электронного уровня атома
азота и кремния.
2. Какие орбитали атома заполняются раньше: 4s или 3d; 5s или 4р?
Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым
номером 43.
3. У какого элемента более резко выражены неметаллические свой-
ства — фосфора или висмута? При ответе используйте электронные
формулы элементов.
4. Дайте определение энергетического уровня. Чем определяется
для данного энергетического уровня число подуровней, число атомных
электронных орбиталей и максимально возможное число электронов на
этом уровне?
5. На третьем энергетическом уровне находится 15 электронов. Как
распределяются они по орбиталям? Какой это элемент? Напишите его
электронную формулу.
6. Атом какого элемента имеет три электрона, для каждого из кото-
рых n = 3 и l = 1? Чему равно для них значение магнитного квантового
числа? Должны ли они иметь антипараллельные спины? Почему?
7. Составьте две формы записи строения атомов сурьмы и хрома.
25
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]