1.Химический элемент олово(Sn).

1.1. Электронная формула данного химического элемента:

1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3D¹⁰4S²4P⁶4D¹⁰4F⁰5S²5P²

Сокращенная электронная формула:4D¹⁰5S²5P²

В 5-м периоде электроны заполняют сначала 5S-подуровень, потом 4D-подуровень, затем 5P-подуровень. Начиная с 3-го периода, происходит несоответствие между количеством электронов на энергетическом уровне и количеством электронов в данном периоде, что можно объяснить принципом наименьшей энергии. В соответствии с данным принципом, при заполнении энергетических уровней наблюдается эффект запаздывания. Электроны в таком состоянии заполняют орбитали в порядке повышения уровня энергии орбиталей. В соответствии с правилом Клечковского увеличение энергии и соответственно заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания суммы квантовых чисел (n+l), а при равной сумме (n+l) в порядке возрастания числа n.

4D(4+2)=6 5S(5+0)=5 5P(5+1)=6

4D- и 5P-подуровни имеют одинаковые значения (n+l), но энергетически более выгоден 4D-подуровень, т. к. у него меньшее значение n. Поэтому данные подуровни заполняются в следующем порядке: 5S, 4D, 5P. 5-й период заполняется аналогично 4-му.

1.2. I. Sn – олово. Порядковый номер 50, 5 период, IV группа, главная (А) подгруппа.

1. Порядковый номер олова – 50, а относительная атомная масса А_r=119 (округленное значение). Соответственно, заряд ядра его атома +50 (число протонов). Следовательно, число нейтронов в ядре равно N=А_r-Z=69. Так как атом электронейтрален, то число электронов, содержащихся в атоме олова, тоже равно 50.

2. Элемент олово находится в 5 периоде периодической таблицы Д. И. Менделеева, значит, все электроны атома располагаются на пяти энергетических уровнях. Так же по номеру периода устанавливается количество электронов, которые находятся в данном периоде. Их количество равно: X_e=2n²=2*5²=50.

3. Номер группы (IV) показывает на то, что максимальная степень окисления металла равна +4.

4. Олово относится к IV группе главной (А) подгруппе, следовательно, олово – P-элемент.

I

5S 4D

I. Возможность “эффекта провала электронов”:

₅₀Sn

Так как 4D-подуровень заполнен электронами полностью, то “эффект провала электронов” не наблюдается.

1.3. Валентные подуровни в электронной формуле данного химического элемента – 5S и 5P: 5S²5P². Олово относится к P-элементам, т. к. у этого элемента в последнюю очередь заполняется пятый электронный слой, 5P-подуровень.

1.4. Наборы квантовых чисел для всех валентных электронов:

S

-1 0 1

¹:n=5, l=0, m_l=0, m_s=+1/2;

S²:n=5, l=0, m_l=0, m_s=-1/2;

P¹:n=5, l=1, m_l=-1, m_s=+1/2; ₊₅₀Sn

P²:n=5, l=1,m_l=0,m_s=+1/2.

1.5. Олово – металл, т.к. его атомы отдают электроны, превращаясь в положительные ионы. Т. к. олово расположено вблизи диагонали бор – астат, он обладает двойственными свойствами: в одних соединениях ведет себя как металл, в других – как неметалл (амфотерные оксиды и гидроксиды).

Так как атомы олово содержат на внешнем слое 4 электрона, они могут отдавать их, приобретая при этом степень окисления +4 (проявлять восстановительные свойства). Также олово может принимать степень окисления +2.

SnSn*

5S 5P 5S 5P

с.о.=+2 с.о.=+4

1

1)

2)

.6.В соответствии с правилом Гунда суммарное спиновое число _s должно быть максимальным. Расположим 2 электрона на P-атомной орбитали

Так как во втором варианте _s=max, то два электрона располагаются наP-атомной орбитали в таком положении, как во втором варианте.

Согласно принципу наименьшей энергии электроны в основном состоянии заполняют орбитали в порядке повышения уровня энергии орбиталей. В одном и том же уровне энергия подуровней возрастает:E_s<E_p. Поэтому сначала заполняется 5S-подуровень(2 электрона), а после этого заполняется 5P-подуровень по одному электрону в каждой ячейке.

1.7.

SnSn*

5S 5P 5S 5P

K=2K^*=4SP³q⁴-гиб.-я

Атом олова в возбужденном состоянии имеет ковалентность, равную 4.

С водородом олово образует гидрид SnH₄;с галогенами соединения типаSnX₂иSnX₄. Соединения типаSnX₂обусловлены наличием у олова неподеленной пары электронов. Соединения типаSnX₄иSnH₄имеютSP³q⁴-гибридизацию и имеют форму тетраэдра.