Образец выполнения самостоятельной работы.

(Вопросы задания и указания даны курсивом)

Задача №1. Даны молекулы ZnCl₂, SCl₂ . Для каждой из молекул:

а)Полные электронные формулы атомов, образующих данные молекулы:

для атома ₃₀Zn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 3d¹⁰4s²;

для атома ₁₇Cl 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵;

для атома ₁₆S 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴;

сокращенные электронные формулы атомов, образующих данные молекулы:

для атома ₃₀Zn … 3d¹⁰4s²;

для атома ₁₇Cl … 3s²3p⁵;

для атома ₁₆S … 3s²3p⁴;

Валентные, или сокращенные электронные формулы содержат тольковалентныеэлектроны (наиболее активные, которые могут участвовать в образовании химических связей).Это–все внешние электроны и электроны формирующихся подуровней.

б) значения квантовых чисел для формирующих электронов данных атомов:

Формирующим называется электрон, который завершает электронную конфигурацию данного элемента, отличает его от предшествующего в Периодической системе.

В атоме Znформирующим является 3d¹⁰электрон, для него:

- главное квантовое число n=3 (е находится на 3-м энергетическом уровне),

- орбитальное квантовое число l=2 (так как d-электрон),

- магнитное квантовое число m_l может принимать значения от-l до +l, включая ноль, то есть может быть одним из значений: 2, 1, 0, -1, -2,

- спиновое квантовое число m_s может принимать одно из значений: -1/2 или +1/2;

в атоме Clформирующим является3p⁵ электрон, для него:

- главное квантовое число n=3 (е находится на 3-м энергетическом уровне),

- орбитальное квантовое число l=1 (так как р-электрон),

- магнитное квантовое число m_l принимает значения от-l до +l, включая ноль, то есть может быть одним из значений: 1, 0, -1,

- спиновое квантовое число m_s может принимать одно из значений: -1/2 или +1/2;

в атоме Sформирующим является3p⁴ электрон, для него:

- главное квантовое число n=3 (е находится на 3-м энергетическом уровне),

- орбитальное квантовое число l=1 (так как р-электрон),

- магнитное квантовое число m_l принимает значения от-l до +l, включая ноль, то есть может быть одним из значений: 1, 0, -1,

- спиновое квантовое число m_s может принимать одно из значений: -1/2 или +1/2;

в) расположение валентных электронов по энергетическим ячейкам (орбиталям) атома, валентность в невозбужденном и возбужденном состояниях:

Для атома Cl :

валентность в невозбужденном состоянии В = 1 -вследствие наличия одного неспаренного электрона на внешнем р-подуровне,

валентность в возбужденном состоянииВ*= 3, 5, 7 - вследствие наличия свободных d-орбиталей на третьем энергетическом уровне и распаривания р- и s-электронов на d-подуровень:

Аналогично для атома S :

валентность в невозбужденном состоянии В = 2 -вследствие наличия двух неспаренных электронов на внешнем р-подуровне,

валентность в возбужденном состоянииВ*= 4, 6 - вследствие наличия свободных d-орбиталей на третьем энергетическом уровне и распаривания р- и s-электронов на d-подуровень:

Для атома Zn:

валентность в невозбужденном состоянии В = 0 – нет внешних неспаренных электронов:

валентность в возбужденном состоянииВ*= 2 - вследствие наличия свободного 4p-подуровня и распаривания s-электронов на р-подуровень:

г) используя представления об изменении энергии ионизации и энергии сродства к электрону по периоду и подгруппе Периодической системы, охарактеризовать окислительно-восстановительные свойства элементов по отношению друг к другу:

(Для ответа следует сравнить величины электроотрицательности атомов).

Электроотрицательность ЭО - относительная величина, характеризующая способность элементов смещать к себе электроны при взаимодействии атомов друг с другом, возрастает с ростом энергии ионизации и энергии сродства к электрону. ЭО(Cl) =3,0; ЭО(S) = 2,5; ЭО(Zn) =1,6.

Слева направо по периоду энергия ионизации и энергия сродства увеличиваются, поэтому электроотрицательность хлора больше, чем ЭО серы, и его окислительные свойства выражены сильнее, чем у серы. Цинк является металлом, стоит в 4-ом периоде и во второй группе. Его энергия ионизации и сродства к электрону значительно меньше, чем у серы и хлора. Поэтому его ЭО меньше, чем у хлора и серы, окислительные свойства выражены слабее, а восстановительные сильнее, чем у названных неметаллов.

д) связь электронного строения атомов элементов с их положением в периодической системе (период, группа, подгруппа):

Положение элемента в Периодической системе однозначно определено электронным строением его атома.

Порядковый номер элемента N – совпадает с зарядом ядра и числом электронов в атоме данного элемента. Соответственно, в атоме цинка (порядковый номер – 30) 30 электронов и 30 протонов, в атоме хлора (порядковый номер – 17) 17 электронов и 17 протонов, в атоме серы (порядковый номер – 16) 16 электронов и 16 протонов.

Номер периода – совпадает со значением n (главного квантового числа) внешнего энергетического уровня атома элемента. Таким образом, элементы хлор и сера находятся в третьем периоде, внешние электроны их атомов находятся на 3-м энергетическом уровне, цинк расположен в четвертом периоде, так как внешние, валентные электроны его атома находятся на четвертом энергетическом уровне.

Номер группы – совпадает с максимальным числом валентных электронов.

Соответственно, в атоме цинка(2-я группа) –два валентных электрона , в атоме хлора (7-я группа) - 7 валентных электронов, в атоме серы (6-я группа) - 6 валентных электронов.

В главных подгруппах находятся элементы, у которых заполняется s- или

p- подуровень. Cl и S – р –элементы → стоят в главных подгруппах.

В побочных подгруппах находятся элементы, у которых формируется

d-подуровень. Zn – d-элемент → стоит в побочной подгруппе.

е) сокращенные электронные формулы ионов рассмотренных элементов с наиболее устойчивой степенью окисления:

для иона Zn²⁺ … 3d¹⁰4s⁰;

для иона Cl^- … 3s²3p⁶;

для иона S^2- … 3s²3p⁶,для иона S⁶⁺ … 3s²3p⁰.