Тема 2. Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов д.И.Менделеева.

46. Объясните принципы и правила, определяющие последовательность заполнения атомных орбиталей электронами. Напишите электронную формулу элемента с порядковым номером 23.

47. Что характеризуют квантовые числа? Каково соотношение между ними? Комбинация каких атомных орбиталей и в каком количестве возможна для главного квантового числа равного 4?

48. Что понимают под возбужденным состоянием атома? Напишите электронные формулы атома фосфора, находящегося в нормальном и возбужденном состояниях. Представьте графические электронные формулы для этих двух состояний.

49. Как зависит энергия электрона от орбитального квантового числа в многоэлектронном атоме при постоянном значении главного квантового числа? Какой из подуровней 3d или 4s будет заполнятся электронами раньше?

50. Определите последовательность заполнения электронных подуровней, если l + n = 5. Что понимают под атомной орбиталью?

51. Напишите электронные формулы атомов элементов с зарядом ядра 10, 15, 35. Какой смысл вкладывают в понятие s-, p-, d-электронных облаков. Как изобразить их графически?

52. Приведите графическую электронную формулу атома железа. Как располагаются d-электроны в атоме железа? Объясните порядок заполнения d-орбиталей.

53. Какую информацию дает электронная формула элемента? Запишите электронную формулу и представьте графическую формулу валентных орбиталей атома хрома. Определите основные химические свойства хрома.

54. Какие элементы называются электронными аналогами? Перечислите электронные аналоги в шестой группе периодической системы элементов. Какой общей электронной формулой можно описать конфигурацию внешнего электронного слоя халькогенов?

55. Объясните исходя из электронного строения атомов, каков физический смысл номера периода и номера группы. Напишите электронные формулы атомов следующих элементов: а) калия, б) ванадия, в) мышьяка.

56. Что понимают под атомным радиусом? Как изменяются атомные радиусы элементов в периодах и группах?

57. Что такое изотопы? Чем можно объяснить дробность относительных атомных масс большинства элементов Периодической системы? Могут ли атомы разных элементов иметь одинаковую атомную массу? Как называют подобные атомы?

58. Дайте определение энергии ионизации атома. В каких единицах она измеряется? Как можно объяснить тот факт, что энергия ионизации у бериллия больше, чем у бора?

59. Как изменяется энергия ионизации в периоде и группе? Энергия ионизации Е(Cs) = 375, E(Au) = 888 кДж/моль; их атомы содержат по одному электрону на внешнем энергетическом уровне. Чем объясняется значительное различие в энергиях ионизации?

60. Что характеризует относительная электроотрицательность элемента? Исходя из величин электроотрицательности, укажите, как в приведенном ряду F, Cl, Br, I изменяется способность атомов принимать электроны.

61. Напишите электронную и электронно-графическую формулы атома ₂₂Ti. Сколько свободных d-орбиталей содержится в атоме. Выпишите значения четырех квантовых чисел, определяющих нормальное состояние последнего электрона в атоме.

62. Атомам каких элементов и каким состояниям этих элементов соответствуют следующие электронные формулы: а) 1s²2s²; б) 1s²2s¹2p¹; в) 1s²2s²2p¹; г) 1s²2s¹2p².

63. Рассмотрите строение атома азота. Определите валентность и степень окисления азота в соединениях HNO₃, HNO₂, N₂, NH₃.

64. Пользуясь правилом Хунда, напишите электронную формулу атома йода. Выпишите значения четырех квантовых чисел, определяющих нормальное состояние последнего электрона в атоме.

65. Учитывая принцип наименьшей энергии, напишите электронную формулу атома элемента № 109. Укажите номер периода и группы, в которых расположен данный элемент в Периодической системе химических элементов.

66. Рассчитайте радиус Боровской орбиты (n = 3) для электрона, имеющего массу 9,1010^–28 г и движущегося со скоростью 2187 км/сек, ħ = 1,0510^–34 Джсек.

67. Чему равна Дебройлевская длина волны электрона, движущегося со скоростью 1028 км/сек. Масса электрона 9,1010^–28 г, h = 6,6210^–34 Джсек.

68. Напишите электронную и электронно-графическую формулы атома ₃₄Se. Сколько свободных p-орбиталей содержится в атоме. Выпишите значения четырех квантовых чисел, определяющих нормальное состояние последнего электрона в атоме.

69. Учитывая принцип наименьшей энергии, напишите электронную формулу атома элемента № 111. Укажите номер периода и группы, в которых расположен данный элемент в Периодической системе химических элементов.

70. Сформулируйте правило Клечковского. В соответствии с данным правилом расположите нижеприведенные орбитали в последовательный ряд: 4р, 2p, 3p, 1s, 2s, 4s, 3s, 4d, 3d, 5s, 5p, 6s. Приведите соответствующие объяснения.

71. Укажите значения квантовых чисел для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 15, 20, 45, 50. Напишите электронные формулы атомов этих элементов.

72. Энергетическое состояние внешних электронов атома описывается следующим набором квантовых чисел: n = 4, l = 2, m_l = 1. Атомы и ионы каких элементов имеют такие электроны? Составьте электронные формулы таких атомов и ионов.

73. Атомы и ионы каких элементов имеют структуру внешнего электронного уровня 5s² 5p⁶? Какие из этих частиц должны иметь большую устойчивость.

74. Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число при орбитальном квантовом числе 0, 1, 2 и 3? Какие элементы в Периодической системе могут носить название s-, p-, d- и f-элементов? Приведите примеры.

75. В чем заключается запрет Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома p⁷- или d¹²-электронов? Почему?

76. Что такое сродство к электрону? В каких единицах оно выражается? Как изменяется окислительная способность неметаллов в периоде и группе Периодической системы с увеличением порядкового номера? Ответ мотивируйте строением атома соответствующих элементов.

77. У какого элемента четвертого периода – ванадия или мышьяка – более ярко выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов данных элементов.

78. Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой их степени окисления. Как называются соответствующие соединения.

79. Почему марганец проявляет металлические свойства, а хлор – неметаллические? Ответ мотивируйте строением атома соответствующих элементов. Напишите формулы оксидов и гидроксидов хлора и марганца.

80. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и бром? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.