3. Строение атома

Пример 1. Напишите электронные формулы атомов углерода и серы и формулы соединений их с кислородом и водородом.

Решение.Электронная формула атома углерода ₆С 1s²2s²2p², он имеет четыре валентных электрона, для него характерны степени окисления +2, +4, –4 (до восьмиэлектронного внешнего уровня не достает 4 электрона). С⁺²О – оксид углерода(II), С⁺⁴O₂ – оксид углерода(IV), C^-4H₄ – метан. Электронная формула атома серы ₁₆S 1s²2s2p⁶3s²3p⁴. Для серы характерны степени окисления –2, +4, +6. S⁺⁴O₂ – оксид серы(IV), S⁺⁶O₃ – оксид серы(VI), H₂S^–2 – гидрид серы (II).

Пример 2. Изобразите электронные и электронно-графические формулы атомов ₅В и ₂₁Sc. Укажите валентные электроны. К какому семейству относятся атомы данных элементов?

Решение. Электронная формула атома бора ₅В 1s²2s²2p¹

^{валентные электроны}

Ответ: бор относится к р – элементам

₂₁Sc 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²

Ответ: скандий относится к d-элементам.

Пример 3. Рассчитайте среднюю массу атома хлора.

Решение. Молярная масса атома хлора равна 35,45 г  моль^-1. 1 моль любого вещества содержит 6,02 · 10 ²³ (число Авогадро, N_А) структурных единиц, например, атомов.

6,02 · 10²³ атомов хлора имеют массу 35,45 г

1 атом >>>>>>>>>>>>>>>> Х

Х=

Ответ: m_Cl = 5,8910 ^–23 г.

Пример 4. Рассчитайте радиус атома магния _Mg=1,74 г  см ^-3.

Решение. В твердом состоянии атомы многих металлов образуют так называемую плотнейшую упаковку. В плотнейшей упаковке атомы (шары) занимают 74 % объема. Объем одного атома V= , один моль атомов (N_А) имеет объем V_моль = см ³. Этот объем составляет 74 % молярного объема V_моль. Отсюда = 0,74V_моль = 0,74, где А_Mg – молярная масса магния.

А_Mg = 24,3 г ∙ моль^-1. r =

Ответ: r_Mg = 0,16 нм.

Пример 5. Из какого числа атомов состоят 1г и 1 см³ магния?

Решение. 6,0210²³ атомов магния имеют массу 24,3 г

Х >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1г

Х =

Плотность магния ρ = 1,74 г  см ^–3, следовательно, 1 см ³ имеет массу 1,74 г.

6,0210 ²³ атомов магния имеют массу 24,3 г

Y >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1,74 г

Y =

Ответ: n₁ = 2,48  10 ²² ат; n₂ = 4,31  10 ²² ат.

Вариант 1

1. Напишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 8 и 19. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Почему у элементов седьмой группы марганца преобладают металлические свойства, а у хлора – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов циркония и гафния.

Вариант 2

1. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше 4d или 5s; 6s или 5p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента, порядковый номер которого 21.

2. Почему у элементов пятой группы ванадия преобладают металлические свойства, а у фосфора – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов водорода и селена.