Если вы внимательно посмотрели приложение 4, то, наверное, заметили, что у атомов некоторых элементов последовательность заполнения электронами орбиталей нарушается. Иногда эти нарушения называют "исключениями ", но это не так – исключений из законов Природы не бывает!Первым элементом с таким нарушением является хром. Рассмотрим подробнее его электронное строение (рис. 6.16 а). У атома хрома на 4s-подуровне не два, как этого следовало бы ожидать, а только один электрон. Зато на 3d-подуровне пять электронов, а ведь этот подуровень заполняется после 4s-подуровня (см. рис. 6.4). Чтобы понять, почему так происходит, посмотрим, что собой представляют электронные облака 3d-подуровня этого атома.Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Как вы уже знаете из § 4 этой главы, общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично. По характеру распределения электронной плотности по разным направлениям оно похоже на 1s-ЭО. Энергия подуровня, электроны которого образуют такое облако, оказывается меньше, чем в случае менее симметричного облака. В данном случае энергия орбиталей 3d-подуровня равна энергии 4s-орбитали. При нарушении симметрии, например, при появлении шестого электрона, энергия орбиталей 3d-подуровня вновь становится больше, чем энергия 4s-орбитали. Поэтому у атома марганца опять появляется второй электрон на 4s-АО. Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один (рис. 6.16 б). Уменьшение энергии орбиталей полностью или наполовину заполненного подуровня является причиной целого ряда важных химических явлений, с некоторыми из которых вы еще познакомитесь.
1) Напишите уравнения реакций, с которых можно получить: а) медь из карбоната гидроксомеди (II); б) цинк из сульфида цинка; в) железо из дисульфида железа (II); г) натрий из хлорида натрия; д) натрий из гидроксида натрия.
2)Навеску некоторого металла массой 11,2 г растворили в избытке соляной кислоты. В результате выделился водород объемом 4,48 л (н. у.) и образовался дихлорид металла. О каком металле идет речь?
3) Навеску некоторого металла массой 12,0 г растворили в избытке соляной кислоты. В реакции выделился водород объемом 11,2л (н. у.) и образовался сульфат металла, в котором степень окисления металла равна +2. О каком металле идет речь?
4)Навеску некоторого металла массой 14 г сожгли в хлоре. В результате образовался трихлорид этого металла массой 35,3 г. О каком металле идет речь? Что вы знаете об истории открытия этого металла? 5) Для утилизации 7,8 г некоторого щелочного металла провели его взаимодействие с водой. Для нейтрализации образовавшейся щелочи был затрачен 1 0 %-й раствор азотной кислоты массой 126 г. О каком щелочном металле идет речь? Найдите объем такой порции щелочного металла. Какие меры предосторожности надо соблюдать при выполнении такого опыта? Как правильно утилизировать щелочные металлы? 6). Пластинку из железа массой т 1 г опустили в раствор сульфата меди (II). Через некоторое время пластинку вынули, высушили и взвесили. Ее масса оказалась равной т 2 г. Вычислите массу железа, перешедшего в раствор, и массу меди, осевшей на пластинке", если значения m , и m 2 соответственно равны: а) 10,0 г и 10,8 г; б) 20 г и 22 г; в) 1 2 г и 1 3 г; г)"50 г и 54 г.
Засечёт того, что кукурузная палочка имеет очень пористую структуру, засядет этого она такая легкая и ломкая. Большую часть объема занимает воздух. С физико-химическим явлением, о котором сейчас пойдет речь, знаком, наверное, каждый, хотя, может быть, не все знают, что оно называется адсорбцией. Если даже вы и не проходили адсорбцию на уроках, наблюдали вы ее неоднократно. Как только вы сажаете чернильную кляксу на бумагу или, что гораздо хуже, на одежду, так сразу и знакомитесь с этим явлением. Когда поверхность одного вещества (бумаги, ткани и т. д.) поглощает частицы другого вещества (чернил и проч.), это и есть адсорбция.
Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один (рис. 6.16 б).
Уменьшение энергии орбиталей полностью или наполовину заполненного подуровня является причиной целого ряда важных химических явлений, с некоторыми из которых вы еще познакомитесь.