Железо электронная формула в возбужденном состоянии: общая характеристика, строение, физические свойства и получение — урок. Химия, 9 класс.

Таблица менделеева — Электронный учебник K-tree

Электронный учебник

Периодический закон, открытый Д. И. Менделеевым был выражен в таблице. Периодическая таблица химических элементов, или таблица менделеева.

1

H

1.008

2

He

4.003

3

Li

6.938

4

Be

9.012

5

B

10.806

6

C

12.01

7

N

14.006

8

O

15.999

9

F

18.998

10

Ne

20.18

11

Na

22.99

12

Mg

24.304

13

Al

26.982

14

Si

28.084

15

P

30.974

16

S

32.059

17

Cl

35.446

18

Ar

39.948

19

K

39.098

20

Ca

40.078

21

Sc

44.956

22

Ti

47.867

23

V

50.942

24

Cr

51. 996

25

Mn

54.938

26

Fe

55.845

27

Co

58.933

28

Ni

58.693

29

Cu

63.546

30

Zn

65.38

31

Ga

69.723

32

Ge

72.63

33

As

74.922

34

Se

78.971

35

Br

79.901

36

Kr

83.798

37

Rb

85.468

38

Sr

87.62

39

Y

88.906

40

Zr

91.224

41

Nb

92.906

42

Mo

95.95

44

Ru

101.07

45

Rh

102.906

46

Pd

106.42

47

Ag

107.868

48

Cd

112.414

49

In

114.818

50

Sn

118.71

51

Sb

121.76

52

Te

127.6

53

I

126.904

54

Xe

131.293

55

Cs

132.905

56

Ba

137.327

57

La

138.905

72

Hf

178. 49

73

Ta

180.948

74

W

183.84

75

Re

186.207

76

Os

190.23

77

Ir

192.217

78

Pt

195.084

79

Au

196.967

80

Hg

200.592

81

Tl

204.382

82

Pb

207.2

83

Bi

208.98

58

Ce

140.116

59

Pr

140.908

60

Nd

144.242

62

Sm

150.36

63

Eu

151.964

64

Gd

157.25

65

Tb

158.925

66

Dy

162.5

67

Ho

164.93

68

Er

167.259

69

Tm

168.934

70

Yb

173.045

71

Lu

174.967

90

Th

232.038

91

Pa

231.036

92

U

238.029

В таблице менделеева колонки называются группами, строки называются периодами. Элементы в группах как правило имеют одинаковые электронные конфигурации внешних оболочек, например, благородные газы — последняя группа, имеют законченную электронную конфигурацию.

Как заполняется электронная конфигурация элементов подробно описано в статье

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

© 2015-2022 — K-Tree.ru • Электронный учебник
По любым вопросам Вы можете связаться по почте [email protected]

Копия материалов, размещённых на данном сайте, допускается только по письменному разрешению владельцев сайта.

Химия Вариант 81

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»

Задания для контрольных работ и экзаменационные вопросы по дисциплине

Химия

Ульяновск — 2010

УДК 54

А.Л. Игнатов. Задания для контрольных работ и экзаменационные вопросы по дисциплине «Химия» / Под ред. проф. В. И. Костина. – Ульяновская ГСХА , 2009, 58с.

Рецензент: Кафиятуллина А.Г., к.х.н., старший преподаватель кафедры химии ГОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н.Ульянова»

Данное методическое пособие содержит контрольные задания по основным разделам курса химии, примеры решения типовых задач и перечень экзаменационных вопросов.

Для студентов инженерного факультета заочной формы обучения по специальности: 110301 «Механизация сельского хозяйства», 110304 «Технология обслуживания и ремонта машин в АПК», 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство».

Рассмотрено и рекомендовано к печати методической комиссией инженерного факультета Ульяновской ГСХА. Протокол №2 от 12 ноября 2009 года.

©А.Л.Игнатов, 2010.

©ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия», 2010.

2

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Примеры решения типовых задач

Задача 1. Какой энергетический подуровень атома заполняется электронами раньше: а) 4s или 3d; б) 5p или

4d; в) 6p или 4f?

Решение. Порядок заполнения энергетических подуровней электронами определяется правилом Клечковского, согласно которому подуровни заполняются электронами в порядке последовательного увеличения суммы главного и орбитального квантовых чисел (n+l), а при одинаковых значениях этой суммы – в порядке возрастания главного квантового числа n. Найдем сумму (n+l) для перечисленных в условии задачи энергетических подуровней.

Подуро-	3d	5p	4d	6p	4f
4s
вень
Сумма n+l 4+0=4	3+2=5	5+1=6	4+2=6	6+1=7	4+3=7

Следовательно, в случае (а) сначала электронами заполняется подуровень 4s, а затем – 3d; в случае (б) – сначала 4d, затем – 5p; в случае (в) – сначала 4f, затем – 6p.

Задача 2. Распределите электроны по уровням, напишите электронную формулу атома Fe в основном и возбужденном состоянии, укажите квантовые состояния его валентных электронов и распределите их по квантовым ячейкам.

3

Решение. Решение этой задачи необходимо начать с определения числа уровней, которые будут заняты электронами в невозбужденном атоме железа. Их число определяется номером периода, в котором находится элемент. Для железа оно равно 4. На первых двух уровнях максимальное число электронов – 2 и 8 соответственно (определяется удвоенным квадратом главного квантового числа 2n2). Максимальное число валентных электронов определяется номером группы, в которой расположен элемент (VIII). Так как железо расположено в побочной подгруппе, то валентные электроны его распределяются между s – подуровнем внешнего энергетического уровня и d – подуровнем предвнешнего уровня. Так, в 4s состоянии находится 2 электрона, а в 3d-состоянии – 6 ( номер группы минус 2). Общее число электронов предпоследнего энергетического уровня атома железа равно 14.

Итак, электроны в невозбужденном атоме железа по уровням распределяются следующим образом:

Fe +26 )2 )8 )14 )2

Каждый n-й уровень расщепляется на n подуровней. При написании электронной формулы атома подуровни располагают в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантового числа:

1s2	2s2	2p6	3s2	3p6	3d6	4s2
1+0=1	2+0=2	2+1=3	3+0=3	3+1=4	3+2=5	4+0=4

Валентные электроны – 3d 6 4s2.

Порядок заполнения квантовых ячеек подуровня электронами определяется правилом Гунда по принципу наибольшего абсолютного значения суммарного спина:

4

		3d				4s
↑↓	↑	↑	↑	↑		↑↓

В возбужденном атоме железа один s – электрон переходит на 4р – подуровень.

В возбужденном состоянии электроны распределяются по квантовым ячейкам следующим образом:

		3d6				4s1			4p1
↑↓	↑	↑	↑	↑		↑		↑

Задача 3. Напишите электронные формулы ионов Mn2+, S2-, Br- .

Решение. У атома Mn (d-элемент) электроны распреде-

лены по энергетическим уровням следующим образом: 1s22s22p63s23p63d54s2

		3d				4s
↑	↑	↑	↑	↑		↑↓

При образовании положительных ионов у d — элементов первыми всегда удаляются s-электроны внешнего слоя, то есть для Mn+2 справедлива электронная формула:

1s22s22p63s23p63d54s0

↑ ↑ ↑ ↑ ↑

5

При образовании отрицательных ионов происходит дальнейшее заполнение энергетических подуровней согласно правилу Клечковского, то есть если для атома серы справедливо:

S:1s22s22p63s23p4

3s 3p

↑↓		↑↓	↑	↑

то для иона S2– произойдет «достройка» 3р-подуровня

S2– :1s22s22p63s23p6

3s 3p

↑↓		↑↓	↑↓	↑↓

Аналогичная «достройка» подуровня происходит при образовании иона Br-:

Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5

	4s				4p
	↑↓			↑↓	↑↓	↑
Br– :1s22s22p63s23p63d104s24p6
	4s				4p
	↑↓			↑↓	↑↓	↑↓

6

Задача 4. Укажите положение элемента в периодической системе (период, группу, подгруппу), если последний электрон в его атом попал в состояние: а) 3d6; б) 4p2.

Ответ обоснуйте.

Решение. а) Если последний электрон попал в атом в d – состояние, то это элемент побочной подгруппы. В атомах элементов побочных подгрупп последний валентный электрон попадает на d – подуровень предпоследнего энергетического уровня. Из этого следует, что n-1=3, а n=4. Величина главного квантового числа – 4 – определяет номер периода – 4. Так как 4s-состояние заполняется электронами раньше, чем 3d, то общее число электронов, которые могут быть валентными, равно 4: 3d24s2. Значит, это элемент 4-го периода IV группы побочной подгруппы – титан (Ti).

б) Если последний электрон попал в атом в p – состояние, то это элемент главной подгруппы.

В атомах элементов главных подгрупп валентные электроны расположены на внешнем энергетическом уровне. Отсюда величина главного квантового числа – 4 – определяет номер периода. Так как p-состояние внешнего уровня заполняется электронами после s-состояния, то общее число валентных электронов, равное 4, и определяет номер группы. Следовательно, это элемент 4-го периода IV группы и главной подгруппы – германий .

Задача 5. Определите, перекрыванием каких электронных облаков образованы связи в молекуле BCl3, какой валентный угол имеет молекула, полярна или нет молекула BCl3. Ответ обоснуйте, рассмотрите схему строения молекулы BCl3 с позиций метода ВС (валентных связей).

Решение. По положению элемента в периодической системе указать квантовые состояния валентных электронов в атомах, образующих связи, и распределить их по

7

квантовым ячейкам: В…2s 22p1, но так как атом бора образует три химические связи, то он находится в возбуждённом состоянии и происходит гибридизация sp2 электронных орбиталей; образуются три гибридных электронных облака.

B….2s			22p1
22						2
	↑↓				↑
B*…. 2s 12p2
	2s2					2p
	↑				↑	↑
Cl…3s			23p5
	3s2					3p5
	↑↓				↑↓	↑↓	↑

В образовании связи у хлора участвует p-электрон.

Связи B–Cl образованы перекрыванием гибридных электронных облаков атома В и p-электронного облака атома Cl.

Направленность гибридных электронных облаков трехвалентного атома В определяет направленность связей и форму молекулы BCl3. Связи B−Cl направлены под углом 1200, молекула BCl3 имеет форму плоского треугольника. Схема образования связей в молекуле показана на рис.1.

8

Cl

B

Рис. 1

Векторы дипольных моментов связей µсв>0 направлены в сторону атома с большей электроотрицательностью. Суммарный дипольный момент молекулы PM равен 0, т.е. молекула неполярна, хотя все связи B−Cl полярны .

Задача 6. Какая связь действует между частицами в кристаллах следующих веществ: Ch5, Ne, Rb, RbF, Si, ZnSe? Какой тип кристаллической решетки по характеру частиц и видам связи между ними имеют эти вещества в

конденсированном состоянии?

Решение. Для кристаллов метана и неона характерна молекулярная решетка. В узлах первой кристаллической решетки находятся неполярные молекулы Ch5, между которыми действуют дисперсионная составляющая сил Ван дер Ваальса. Дисперсионное взаимодействие проявляется и в кристаллах между одноатомными молекулами неона.

Рубидий – металл; для кристаллического рубидия характерна металлическая решетка; связь между катионами рубидия, находящимися в узлах решетки – металлическая.

В соединении RbF действует типичная ионная связь, так как разность электроотрицательностей атомов

9

более двух единиц: ΔХ RbF = ХF — Х Rb = 4,0 – 0,8 = 3,2 (Приложение I), для кристаллов RbF характерна ионная решетка, в узлах которой находятся положительные и отрицательные ионы Rb+ и F-, между которыми действует ионная связь.

Кристаллический кремний (кремний – неметалл) имеет ковалентную кристаллическую решетку типа алмаза, в которой каждый атом кремния связан с четырьмя соседними атомами неполярной ковалентной связью. Ковалентную решетку имеют кристаллы селенида цинка.

Между атомами цинка и селена, находящимися в узлах кристаллической решетки, действует полярная ковалентная связь, так как ∆XZnSe = 2,4 — 1,6 = 0,8

Задание 1

Задания даны в таблице 1. Номер варианта соответствует строке, номер задания соответствует столбцу.

1.Распределите электроны по энергетическим уровням, напишите электронную формулу предложенного в задании атома, укажите квантовые состояния валентных электронов, распределите их по квантовым ячейкам в невозбужденном и возбужденном состояниях, укажите, к какому электронному семейству относится данный элемент?

2.Напишите электронные формулы предложенных ионов, укажите квантовые состояния валентных электронов и распределите их по квантовым ячейкам.

3.В какой последовательности заполнятся электронами предложенные в задании подуровни? Дайте объяснение.

4.По квантовому состоянию последнего электрона укажите положение элемента в периодической системе (период, группу, подгруппу).

5.Рассмотрите строение предложенных в задании молекул с позиции метода валентных связей, укажите

10

физическая химия. Электронная конфигурация возбужденных состояний железа

спросил 7 лет, 1 месяц назад

Изменено 6 лет, 7 месяцев назад

Просмотрено 9к раз

$\begingroup$

Электронная конфигурация основного состояния $\ce{Fe}$ $\mathrm{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6}$. 7}$, но разве угловой момент не сохраняется, потому что $l=0$ для $\mathrm{s}$ и $l= 2$ за $\mathrm{d}$?

• физико-химия
• электронная конфигурация
• орбитали

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Электронные конфигурации возбужденных состояний нейтрального железа перечислены на этой странице базы данных NIST:

• 3d ⁶ 4s ² — a ⁵ D — основное состояние
• 3д ⁷ ( ⁴ F)4s ¹ — a ⁵ F — 6928,268 см ^–1
• 3d ⁷ ( ⁴ F)4s ¹ — a ³ F — 11976,238 см ^–1
• 3d ⁷ ( ⁴ П)4с ¹ — а ⁵ П — 17550,180 см ^–1
• 3d ⁶ 4s ² — a ³ P — 18378,185 см ^–1
• 3d ⁶ ( ⁵ D)4s ¹ 4p ¹ ( ³ П) — z ⁷ D ⁰ — 19350,892 см ^–1

Ссылка на эти данные: G. Nave, S. Johansson, R. C. M. Learner, A. P. Thorne, and J. W. Brault, Astrophys. Дж. Доп. сер. 94, 221 (1994).

---

Таким образом, хотя в целом предсказание электронных конфигураций для возбужденных состояний является сложной задачей, вы правы: первая возбужденная электронная конфигурация должна «продвигать» один 4s-электрон на 3d-орбитали. И вторая конфигурация возбужденного состояния (независимо от различных спектроскопических терминов и подуровней) должна продвигать 4s-электрон в 4p.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Какая электронная конфигурация представляет атом в возбужденном состоянии? 91)#

Это соответствует возбуждению в первое возбужденное состояние, которое менее стабильно; что затем приводит к релаксации обратно в основное состояние. Релаксация излучает желтый свет (#»589 нм»#).

В конце концов я просматриваю правила выбора (которые помогают предсказать, разрешен или запрещен электронный переход), символы терминов и предсказания переходов. Это в целом говорит вам, откуда я знаю, что переход #3s -> 3p# является реальным переходом для натрия.

(Если вы хотите, вы можете пропустить контекстную секцию символов терминов; это необязательно.)

---

Возможно, вы уже выучили правила выбора , а возможно, и нет, но их несложно запомнить. Они помогут вам определить, как записывать электронные конфигурации для возбужденных состояний.

ПРАВИЛА ВЫБОРА

Правила отбора управляют тем, как наблюдается переход электрона ( возбуждает вверх или расслабляет вниз) с одной орбитали на другую.

Формально они записываются так:

#цвет(синий)(DeltaS = 0)#
#цвет(синий)(DeltaL=0, pm1)#

#цвет(синий)(L + S = J)#

#:. цвет (синий) (DeltaJ = 0, pm1) #

, где #DeltaS# — изменение собственного углового момента электрона (кратность вращения равна #2S + 1#), #DeltaL# ​​— изменение орбитального углового момента , а #DeltaJ# — изменение полный угловой момент .

Полезно знать правила выбора, если вы хотите предсказать, как конфигурация возбужденного состояния может быть записана только на основе (правильной) конфигурации основного состояния атома.

ПРИМЕРЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ПЕРЕХОДОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Разрешено:

#color(green)(2s -> 2p)# (#color(green)(DeltaS = 0#, #color(green)(DeltaL = +1)#, #color(green)(DeltaJ = 0, pm1) #) 9″старый» = 0#.

Запрещено:

Пример запрещено электронного перехода вверх одного неспаренного электрона на пустую орбиталь:

#color(green)(3s -> 3d)# (#color(green)(DeltaS = 0)#, #color(green)(DeltaL = color(red)(+2))#, #color(green) (DeltaJ = 0, pm1, цвет(красный)(pm2))#)

#DeltaL = +2#, так как для #s# #l = 0#, а для #d# #l = 2#. Таким образом, #DeltaL = +2#, что больше допустимого, поэтому это запрещено.

#DeltaS# по-прежнему #0#, потому что это тот же самый электрон, который переходит, как и прежде, только на другую орбиталь.

СИМВОЛЫ ТЕРМИНОВ / КОНТЕКСТ

«Я никогда раньше не видел #L#, #S# или #J#. А? Для чего они используются?»

Подробнее о них можно прочитать здесь:
http://socratic.org/scratchpad/3616fa1583309e7c0ed2

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: В приведенной выше ссылке поясняются символы терминов для контекста. Это полезно знать, но вам не обязательно знать это как свои пять пальцев, если только вы не изучаете физическую химию.