Решение. Представим величины сродства к электрону, а также электронные конфигурации валентных орбиталей атомов в виде таблицы:

Автор: | 25.02.2017

Представим величины сродства к электрону, а также электронные конфигурации валентных орбиталей атомов в виде таблицы:

Элемент In Sn Sb Te I Xe
Электронная конфигурация 5s25p1 5s25p2 5s25p3 5s25p4 5s25p5 5s25p6
Сродство
к электрону, эВ
0,35 1,25 1,07 1,97 3,06 –0,42

Известно, что сродство к электрону характеризует энергию, выделяемую при присоединении электрона к нейтральному атому.

Из таблицы видно, что в рамках одного периода с ростом заряда ядра сродство к электрону в целом возрастает. Это объясняется сжатием электронных оболочек (уменьшением атомных радиусов) при росте заряда ядра.

Построим график зависимости сродства к электрону от заряда ядра атома.

На кривой имеются два относительных минимума (Sb, Xe), которые соответствуют устойчивым электронным конфигурациям (p3 и p6).

Такие устойчивые электронные оболочки с трудом присоединяют электроны. Например, электроотрицательность E = 0,42 эB < 0, то есть на присоединение электрона к атому Xe необходимо затратить энергию. На кривой имеются также два относительных максимума (Sn и I). Им соответствуют электронные конфигурации s2p2 и s2p5, предшествующие устойчивым (p3 и p6), то есть при образовании устойчивых конфигураций выделяется заметное количество энергии. В рассматриваемом ряду элементов наибольшими окислительными свойствами обладает йод.

Задачи

111–114 Укажите значения четырех квантовых чисел для всех электронов внешней оболочки следующих атомов:

111) лития (1 электрон) и фтора (7 электронов);

112) бериллия (2 электрона) и кислорода (6 электронов);

113) бора (3 электрона) и серы (6 электронов);

114) углерода (4 электрона) и неона (8 электронов).

115–117 Составьте таблицу значений квантовых чисел (см. пример 1) для электронных слоев, характеризуемых: 115) n = 3; 116) n = 4; 117) n = 5. На основании принципа Паули укажите, сколько электронов может быть размещено на подуровнях этого уровня.

118–121 Из приведенных электронных конфигураций выберите те, которые практически существовать не могут. Объясните причины этого.

118) 1p2, 2s2, 2p7, 3d1, 3f7, 4p5, 5s3, 3d10.

119) 1s2, 1p4, 2d10, 2p7, 3d5, 3f5, 4p6, 5d4.

120) 1s2, 2d5, 3s2, 3f5, 4p7, 5d2, 5s3, 5p4.

121 1p6, 2s2, 2d2, 2p7, 3p3, 3f4, 4f16, 4p6.

122–123 По электронным конфигурациям ионов определите заряд ядер их атомов. Запишите электронные формулы атомов и электронные структуры их внешних оболочек.

122) Э–3 [Ar 3d10] 4s2 4p6; Э [Ne] 3s2.

123) Э–2 [Ne] 3s2 3p6; Э+3 [Ar] 3d10.

124 Постройте график зависимости орбитального радиуса атомов элементов второго периода от заряда ядра атома (табл. 5.1). Запишите формулу оксидов и гидроксидов этих элементов. Как изменяются их свойства в зависимости от орбитального радиуса s- и p-электронов 2-го периода? Ответ мотивируйте, используя данные табл. 5.1.

125 Какой из атомов в следующих пáрах элементов имеет бóльший ионизационный потенциал:

а) 1s22s22p63s23p2 и 1s22s22p63s23p5;

б) 1s22s22p63s23p64s1 и 1s22s22p63s23p23d104s1?

Дайте мотивированный ответ, учитывая взаимодействие электронов.

Таблица 5.1

Орбитальные радиусы R, энергия ионизации I и сродство к электрону Е

для некоторых атомов

I группа

Rорб, нм

I, эВ

II группа

Rорб, нм

I, эВ

II период

Rорб, нм

I, эВ

E, эВ

Li
Na
K
Rb
Cs
Fr

0,159
0,171
0,216
0,229
0,252
0,245
-
-
5,39
5,14
4,34
4,18
3,89
3,98
-
-
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
-
-
0,105
0,128
0,169
0,184
0,206
0,204
-
-
9,32
7,64
6,13
5,69
5,21
5,23
-
-
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
0,159
0,104
0,077
0,062
0,052
0,045
0,040
0,035
5,39
9,32
8,29
11,26
14,53
13,16
17,42
21,56
0,59
–0,19
0,30
1,27
–0,21
1,47
3,45
–0,22

126 На основании данных табл. 5.1 для элементов IIА группы постройте графики зависимости энергии ионизации от значения главного квантового числа; энергии ионизации от значения орбитального радиуса. Объясните характер каждой зависимости.

127 Как изменяются свойства гидроксидов элемента IIА группы? Ответ мотивируйте на основании данных табл. 5.1, зная, что Be(OH) обладает амфотерными свойствами.

128 Для атомов элементов IA группы по данным табл. 5.1 постройте график зависимости энергии ионизации от орбитального радиуса. Дайте истолкование графика. Каким образом изменяются восcтановительные свойства атомов в этой группе?

129 По данным табл. 5.1 для элементов второго периода постройте графики зависимости: 1) энергии ионизации; 2) сродства к электрону от заряда ядра атома. Объясните относительные экстремумы на графиках на основании особенностей строения внешних электронных оболочек атомов.

130Какойизатомов в каждой приведенной ниже паре имеет большие размеры, энергию ионизации, электроотрицательность: а) сера и хлор; б) бор и алюминий; в) галлий и германий? Приведите электронные формулы атомов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

6 + 1 =