Электронные формулы катионов (примеры)

Катионы - положительно заряженные частицы. Содержат электронов меньше, чем электронейтральный атом. Заряд катиона определяет число удаляемых электронов. Удаляются электроны валентного уровня. Так, заряд катиона цезия Cs⁺ равен +1. Электронная формула этого катиона 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s⁰. Заряд катиона бария Ba²⁺ равен +2. Электронная формула Ba²⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶6s⁰.

Таблица 1.1

Катионы	Электронные формулы	Число неспаренных электронов
Cr3+	1s22s22p63s23p63d34s0	три
Mn2+	1s22s22p63s23p63d54s0	пять
Co2+	1s22s22p63s23p63d74s0	три
Co3+	1s22s22p63s23p63d64s0	четыре
Ni2+	1s22s22p63s23p63d84s0	два
Zn2+	1s22s22p63s23p63d104s0	ноль (их нет)
Pd2+	1s22s22p63s23p63d104s24p64d85s0	два
Pd4+	1s22s22p63s23p63d104s24p64d65s0	четыре
Zr2+	1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s0	два
Zr4+	1s22s22p63s23p63d104s24p64d05s0	ноль (их нет)
Ce4+	1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f05s25p66s0	ноль (их нет)

Молекулярные катионы образуются путем присоединения к молекуле одного или нескольких катионов водорода. Пример: катион аммония, образуется по схеме NH₃ + H⁺ → NH₄ ⁺.

Электронные формулы атомов элементов и их анионов (примеры)

Анионы – отрицательно заряженные частицы. Содержат электронов больше, чем электронейтральный атом. Заряд аниона определяет число дополнительных (принятых) электронов.

Таблица 1.2

Элемент	Электронные формулы	Анионы	Электронные формулы
N	1s22s22p3	N3-	1s22s22p6
P	1s22s22p63s23p3	P3-	1s22s22p63s23p6
O	1s22s22p4	O2-	1s22s22p6
S	1s22s22p63s23p4	S2-	1s22s22p63s23p6
Cl	1s22s22p63s23p5	Cl-	1s22s22p63s23p6
I	1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5	I-	1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6

Потенциал ионизации (в Bольтах) – численно равен энергии ионизации (кДж/моль или эВ/атом). Энергией ионизации (I_n) называется количество энергии, необходимое для отрыва “n”-ого электрона от невозбужденного атома. Отрыв каждого последующего электрона требует бóльших затрат энергии, т.е.

I₁ < I₂ < I_{3 .} В периоде при переходе слева направо потенциал ионизации I₁ в целом увеличивается. В главных подгруппах при движении сверху вниз – I₁ уменьшается, в побочных подгруппах (подгруппах d-элементов) I₁ при этом увеличивается.

Сродство к электрону – энергетический эффект процесса присоединения электрона к нейтральному атому Э с превращением его в отрицательный ион Э^-. Наибольшим сродством к электрону обладают p-

элементы VII группы. Наименьшее и даже отрицательное сродство к электрону имеют атомы с электронной конфигурацией s² (Be, Mg, Zn) и s²p⁶ (Ne, Ar, Kr), а также с наполовину заполненным p-подуровнем (N, P, As).

Сложные анионы – устойчивые группировки атомов, имеющие отрицательный заряд, обычно входят в состав кислот или солей в качестве «кислотного остатка» (SO₄^2-, NO₃^-, SiF₆^2-).