Электронная структура атомов
И ОДНОАТОМНЫХ ИОНОВ
Цель работы: получить навыки составления формул, выражающих
электронную конфигурацию атомов и одноатомных
ионов металлических и неметаллических элементов
Опыт 1. Электронная структура атомов и одноатомных ионов металлов
При окислении атомов металлов число электронов в электронной оболочке уменьшается и образуются ионы с положительным зарядом. Например: Mg − 2ē = Mg 2+
3s2 … 3s0
Выполнение опыта
В три пробирки налейте раствор нитрата свинца Pb(NO3)2. В первую пробирку поместите железо, во вторую – цинк, в третью – магний. Через несколько минут на поверхности металлов, опущенных в раствор соли свинца, образуется налет металлического свинца, вытесненного из соли свинца более активными металлами – железом, цинком и магнием.
Запись результатов опыта
Напишите уравнения реакций взаимодействия нитрата свинца и металлами – железом, цинком и магнием. Заполните таблицу по образцу:
| До реакции | После реакции | ||
| Химический символ атома или иона металла | Электронная конфигурация атома или иона | Химический символ атома или иона металла | Электронная конфигурация атома или иона |
| Fe | 3d64s2 | ||
| Zn | |||
| Mg | |||
| Pb2+ |
Приведите графические электронные схемы, отвечающие электронным конфигурациям атомов магния, железа, цинка и свинца.
Какими значениями квантовых чисел (n, l и ml) характеризуется атомные орбитали валентных электронов в атомах магния, железа, цинка и свинца?
Найдите в периодической системе электронные аналоги свинца и запишите электронные конфигурации (сокращенные электронные формулы) атомов этих элементов.
Опыт 2. Электронная структура атомов и одноатомных ионов неметаллов
При восстановлении атомов неметаллов число электронов в электронной оболочке возрастает и образуются ионы с отрицательным зарядом. Например:
Cl0 + ē = Cl–
3s23p5 …3s23p6
Выполнение опыта
В две пробирки налейте растворы сульфида натрия и иодида натрия. Опустите в каждую пробирку по очереди газоотводную трубку от аппарата Киппа, в котором получают газы, и пропустите медленный ток хлора (Cl2) через раствор соли. Что наблюдаете? Отметьте окраску полученных осадков. В пробирке с сульфидом натрия (Na2S) образуется сера, а в пробирке с иодидом натрия (NaI) – йод.
Запись результатов опыта
Напишите уравнения реакций и заполните таблицу по образцу:
| До реакции | После реакции | ||
| Химический символ атома или иона неметалла | Электронная конфигурация атома или иона | Химический символ атома или иона неметалла | Электронная конфигурация атома или иона |
| S2– | 3s23p6 | ||
| I– | |||
| Cl |
Приведите графические электронные схемы, отвечающие электронным конфигурациям атомов серы, хлора и йода.
Какими значениями квантовых чисел (n, l и ml) характеризуется атомные орбитали валентных электронов в атомах серы, хлора и йода. Найдите в периодической системе электронные аналоги хлора и запишите электронные конфигурации (сокращенные электронные формулы) атомов этих элементов.
Вопросы для самоконтроля знаний
1. Дайте определению понятию «атом». Каков состав атома?
2. В чем сущность корпускулярно-волновой природы электрона?
3. Охарактеризуйте энергетическое состояние электрона в атоме с позиции теории квантовой механики.
4. Что такое атомная орбиталь? Перечислите возможные орбитали на 1, 2, 3, и 4-м энергетических уровнях.
5. Как определить максимальное количество электронов на энергетическом уровне?
6. Как определить количество орбиталей на энергетическом уровне?
7. В чем физический смысл главного квантового числа? Какая связь между числом энергетических уровней в атоме и положением элемента в Периодической системе?
8. Какие значения может принимать орбитальное квантовое число? Какие энергетические уровни не имеют: а) p- ; б) d- и в) f- подуровней?
9. На основе учения о строении атома объясните, почему энергетический s-подуровень включает одну атомную орбиталь,
р-подуровень – три, d-подуровень – пять и f-подуровень – семь атомных орбиталей?
10. Каким правилом определяется последовательность заполнения электронами энергетических подуровней? Какова последовательность заполнения электронами энергетических подуровней в многоэлектронных атомах?
11. Покажите, как при заполнении электронами атомных орбиталей образуются периоды и группы Периодической системы?
12. Что понимают под металлическими (восстановительными) и неметаллическими (окислительными) свойствами атомов?
Работа № 2