Основные классы неорганических соединений.

Тема №1.

Основные классы неорганических соединений.

Основные понятия и определения.

Тема 2

Равновесие в растворах электролитов.

Реакции в растворах электролитов протекают при взаимодействии между ионами растворенных веществ. Реакции между ионами называются ионными реакциями, а уравнения таких реакций – ионными уравнениями. Реакции с участием электролитов записываются в виде двух уравнений (молекулярного и ионно-молекулярного) по следующему правилу:

формулы сильных электролитов пишут в виде ионов. К сильным электролитам принадлежат почти все растворы солей (кроме CdCl₂, HgCl₂, Fe(CNS)₃, Pb(CH₃COO)₂), а также растворы следующих наиболее часто встречающихся кислот и оснований: НС1, HBr, HI, H₂SO₄, HNO₃, НС1O₄, НМnО₄, LiOH, NaOH, КОН, RbОН, CsOH, Сa(ОH)₂, Ва(ОН)₂, Sr(OH)₂;

Формулы слабых электролитов, газов и малодиссоциирующих веществ. следует писать в виде молекул.

Знак ↓, стоящий при формуле вещества, обозначает, что это вещество уходит из сферы реакции в виде осадка, знак ↑ обозначает, что вещество удаляется в виде газа. Обменные реакции протекают практически до конца, если продуктами реакции являются газы, осадки или слабые электролиты (Н₂О).

Пример 1. Реакции с образованием газообразных веществ и слабых электролитов:

К₂СО₃ + H₂SO₄ = К₂SO₄ + Н₂О + СО₂;

2К⁺ + СО₃^2- + 2H⁺ + SO₄^2- = 2К⁺ + Н₂О + СО₂­ + SO₄^2- ;

СО₃^2- + 2H⁺ = Н₂О + СО₂­.

Одному ионно-молекулярному уравнению может соответствовать несколько молекулярных уравнений.

Соли.

Все типы солей образующиеся в зависимости от избытка или недостатка одного из исходных веществ: Al(OH)₃ : H₃PO₄

Соотношение атомов в формуле соли Al : P

1 Al(OH)₃ + 3H₃PO₄ = 1 Al(H₂PO₄)₃ 1: 3

1 Al(OH)₃ + 1,5 H₃PO₄ = 0,5 Al₂(HPO₄)₃ 2: 3

1 Al(OH)₃ + 1 H₃PO₄ =1 AlPO₄ 1:1

1,5 Al(OH)₃ + 1 H₃PO₄ = 0,5 (AlOH)₃(PO₄)₂ 3: 2

3 Al(OH)₃ + 1 H₃PO₄ = 1 (Al(OH)₂)₃PO₄ 3: 1

Пример 1. Как зависят кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов от степени окисления атомов элементов, их образующих? Какие гидроксиды называются амфотерными?

Решение. Если данный элемент проявляет переменную степень окисления и образует несколько оксидов и гидроксидов, то с увеличением степени окисления свойства последних меняются от основных к амфотерным и кислотным.

(Например: Мn(ОН)₂ ® Мn(ОН)₄ ® Н₂MnO₄ ® НМnO₄).

Это объясняется характером электролитической диссоциации (ионизации) гидроксидов ЭОН, которая в зависимости от сравнительной прочности и полярности связей Э-ОН и О-Н может протекать по двум типам:

Э-О-Н

ЭОН→ Э⁺ + OH^- (I)

ЭОН→ЭО^- + Н⁺ (II)

Полярность связей, в свою очередь, определяется разностью электроотрицательностей элементов, размерами и эффективными зарядами атомов. Диссоциация по кислотному типу (II) протекает, если е_о-h << е_э-о (высокая степень окисления), а по основному типу – если е_o-h >> е_э-о (низкая степень окисления). Если прочности связей О-Н и Э-О близки или равны, диссоциация гидроксида может одновременно протекать и по (I), и по (II) типам. В этом случае речь идет об амфотерных электролитах (амфолитах):

Эⁿ⁺ + nОH^- → Э(ОН)_n Н_nЭО_n → nH⁺ + Э

как основание как кислота

Э – элемент, n – его положительная степень окисления. В кислой среде амфолит проявляет основной характер, а в щелочной среде – кислотный характер:

Ga(OH)₃ + 3НС1 = GаС1₃ + 3Н₂О

Ga(OH)₃ + 3NaOH = Na₃GaO₃ + 3Н₂О.

Пример 1. Составьте формулу нормальной (средней) соли кальция и ортофосфорной кислоты.

Решение. Формула ортофосфорной кислоты Н₃РО₄. Катион кальция - Са²⁺.

Нормальная средняя соль образована катионом металла и анионом кислотного остатка. Молекула соли, образованная ионами РО₄^3- и катионом кальция - Са²⁺, должна быть электронейтральна. Наименьшее общее кратное чисел 2 и 3 (заряды ионов) равно 6. Поэтому молекула соли должна содержать 6 : 2 = 3 иона кальция и 6 : 3 = 2 кислотных остатка РО₄^3-. Формула соли Са₃(РО₄)₂.

Пример 2. Составьте формулу основной соли железа (III) и соляной кислоты.

Решение.Формула основной соли должна содержать кислотные остатки иона Сl^1-, катиона Fe³⁺ и ОН^1- группы. Так как в молекуле гидроксида железа (III) всего 3 ОН^1- группы, а остатка с ОН^1- - группами возможно 2 (Fe(OH)₂⁺¹ и Fe(OH)⁺²), то и основных солей Fe(III) может быть две: Fe(OH)₂Cl и Fе(ОН)С1₂.

Пример 3. Составьте уравнения реакций между соответствующими кислотами и основаниями, приводящими к образованию солей: нитрата никеля, гидрокарбоната натрия, сульфата железа.

Решение. Соль Ni(NO₃)₂ можно получить при взаимодействии основания Ni(OH)₂ и азотной кислоты HNO₃:

Ni(OH)₂ + 2HNO₃ = Ni(NO₃)₂ + 2H₂O.

Кислую соль – гидрокарбонат натрия получают при взаимодействии основания NaOH и слабой неустойчивой кислоты Н₂СО₃, вместо нее следует в раствор NaOH пропускать СО₂ - углекислый газ:

NaOH + CO₂ = NaHCO₃.

Сульфат железа получают взаимодействием Fe(OH)₃ и серной кислоты:

2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 6Н₂О.

Тема № 3.

Закон эквивалентов.

Закон эквивалентов относится к Важнейшим законам, образующим основу химии как фундаментальной науки. Без его усвоения невозможны количественные химические расчеты.

Основные понятия и определения.

Эквивалент элемента ( вещества)	- количества элемента (вещества), присоединяющее или замещающее в химических реакциях один моль атомов водорода [моль].
Эквивалентная масса	- масса одного эквивалента [г/моль].
Эквивалентный объем	- одного эквивалента [л/моль].
Закон эквивалентов	- массы реагирующих веществ относятся между собой как молярные массы их эквивалентов

Пример 1. Определите эквивалент и эквивалентные массы элементов в соединениях НВr, Н₂О и NН₃.

Решение. В указанных соединениях с 1 молем атомов водорода соединяется 1 моль атомов брома, 1/2 моля атомов кислорода и 1/3 моля атомов азота. Следовательно, согласно определению, эквиваленты брома, кислорода и азота равны соответственно 1 молю, 1/2 и 1/3 моля. Исходя из мольных масс атомов этих элементов, находим, что эквивалентная масса брома равна
79,9 г/моль, кислорода – 16 х 1/2 = 8 г/моль, азота – 14 x 1/3 =

= 4,67 г/моль.

Для определения эквивалента (эквивалентной массы) элемента необязательно исходить из его соединения с водородом. Эквивалент (эквивалентную массу) можно вычислить по составу соединения данного элемента с любым другим, эквивалент которого известен.

Пример 2. При соединении 5,6 г железа с серой образовалось 8,8 г сульфида железа. Найдите эквивалентную массу железа Э_Fе и его эквивалент, если известно, что эквивалентная масса серы равна 16 г/моль.

Решение. Из условия задачи следует, что в сульфиде железа на 5,6 г железа приходится:

8,8 - 5,6 = 3,2 г серы.

Согласно закону эквивалентов, массы взаимодействующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам. Следовательно:

5,6 г железа эквивалентны 3,2 г серы

Э_Fе г/моль железа эквивалентны 16 г/моль серы.

Откуда Э_Fе = 5,6 x 16/3,2 = 28 г/моль.

Мольная масса атомов железа, численно совпадающая с его относительной молекулярной массой, равна 56 г/моль. Поскольку эквивалентная масса железа (28 г/моль) в два раза меньше мольной массы его атомов, то в 1 моле железа содержится 2 эквивалента. Следовательно, эквивалент железа равен 1/2моля.

На основе закона эквивалентов можно вывести следующие формулы для вычисления эквивалентных масс сложных веществ:

Э_оксида = М_оксида/Число атомов элемента х валентность элемента

Э_{кислоты}= М_{кислоты}/Основность кислоты

Э_{основания}=М_{основания}/Кислотность основания

Э_соли=М_соли/Число атомов металла х валентность металла,
здесь М – мольная масса соединений.

Пример 3. Определите массу гидросульфата натрия, образующегося при нейтрализации серной кислотой раствора, содержащего 8 г NaOH.

Решение. Находим эквивалентную массу гидроксида натрия:

Э_(NaOH) = M_(NaOH)/1 = 40 г/моль. Следовательно, 8 г NaOH составляют 8/40 = 0,2 эквивалентной массы NaOH. Согласно закону эквивалентов, масса образовавшейся соли также составляет 0,2 ее эквивалентной массы.

Находим эквивалентную массу соли: NaHSО₄ = M₍NaHSO₄₎/I =
= 120 г/моль. Масса образовавшегося гидросульфата натрия равна 120 х 0,2 = 24 г.

При решении некоторых задач, содержащих сведения об объемах газообразных участников реакции, целесообразно пользоваться значением эквивалентного объема.

Эквивалентным объемом называется объем, занимаемый при данных условиях 1 эквивалентом вещества. Значение эквивалентного объема вещества, находящегося в газообразном состоянии, можно найти, зная, что в мольном объеме любого газа, состоящего из одноатомных молекул, содержится 1 моль атомов, состоящего из двухатомных молекул – 2 моля атомов и т. д. Так, в 22,4 л Н₂ содержатся при нормальных условиях 2 моля атомов водорода. Поскольку эквивалент водорода равен 1 моль, то в
22,4 л Н₂ содержатся 2 эквивалента водорода; значит, эквивалентный объем водорода равен 22,4/2= 11,2 л/моль.

Пример 4. Некоторое количество металла, эквивалентная масса которого равна 28 г/моль, вытесняет из кислоты 0,7 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определите массу металла.

Решение. Зная, что эквивалентный объем водорода равен 11,2 л/моль, составляем пропорцию:

28 г металла эквивалентны 11,2 л водорода

хгметалла эквивалентны 0,7 л водорода

х = 0,7 x 28 / 11,2 = 1,75 г.

Контрольные задания:

1. Рассчитайте эквивалентную массу соли Мора в реакции:

(NH₄ )₂Fe(SO₄)₂ + 2NH₄ОН = 2(NH₄ )₂SO₄ + Fe(ОН)₂

2. Рассчитайте эквивалентную массу железоаммонийных квасцов реакции:NH₄ Fe(SO₄)₂ + 3 NH₄ОН = 2(NH₄ )₂SO₄ + Fe(ОН)₃

3. Рассчитайте эквивалентную массу гидроксида алюминия в реакции: Al(ОН)₃ + H₂SO₄ = AlОНSO₄ + 2H₂O

4. Рассчитайте эквивалентную массу гидросульфата натрия в реакции:NaHSO₄ + ВаCl₂ = NaCl + HCl + ВаSO₄

5. Рассчитайте эквивалентную массу фосфата кальция в реакции:Ca₃(РО₄)₂ + 2H₂SO₄ = Ca(H₂РO₄)₂ + CaSO₄

6. Рассчитайте эквивалентную массу восстановителя в реакции: MnO₂ + NaNO₃ + 2 NaOH = Na₂MnO₄ + NaNO₂ + 2H₂O

7. Рассчитайте эквивалентную массу восстановителя и окислителя в реакции: 3Cu + 2HNO_{3(окислитель)} + 6HNO_{3(среда)} = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

8. Рассчитайте эквивалентную массу восстановителя в реакции: 3SO₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO_{4 (разб)} = Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

9. Рассчитайте эквивалентную массу восстановителя в реакции:14HCl + K₂Cr₂O₇ = 2CrCl₃ + 3Cl₂ +2 KCl + 7H₂O

10. Рассчитайте эквивалентную массу восстановителя в реакции:5NaClO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ (разб ) = 5NaClO₃ + 2MnSO₄ + 3H₂O + K₂SO₄

11. Рассчитайте эквивалентную массу металла, 0,46 г которого вытеснили из кислоты 62,35 мл водорода, собранного над водой при температуре 17 ⁰ С и давлении 1,017·10⁵ Па.

12. При окислении 2,28 г металла образуется 3,78 г его оксида. Рассчитайте эквивалентную и молярную массу металла, валентность которого равна 2.

13. При восстановлении 1,17 г оксида олова водородом образовалось 0,16 г воды. Рассчитайте эквивалентную массу олова.

14. Рассчитайте эквивалентную массу металла, если известно, что 0,05 г его вытесняют из кислоты 28 мл водорода (н.у).

15. Рассчитайте эквивалентную массу и укажите двухвалентный металл, 6,5 г которого вытесняют из кислоты 2,24 л водорода (н.у).

16. При термическом разложении оксида серебра(I) образовалось 2,158 г серебра и 0,16 г кислорода. Рассчитайте эквивалентную и молярную массу металла.

17. Рассчитайте эквивалентную массу металла, если 3,4 г иодида этого метала содержит 1,9 г йода, эквивалентная масса которого равна 126,9 г/моль.

18. Металл образует два хлорида, содержащих 37,45% и 54,51% хлора. Рассчитайте эквивалентную массу металла в каждом хлориде, если эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль.

19. Рассчитайте эквивалентную массу металла, 0,5 г которого вытесняют 190 мл водорода, измеренного при температуре 21⁰С и давлении 101,325 кП.

20. При сгорании 5,00 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.

21. Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34 г металла окисляются 0,680 л кислорода (условия нормальные).

22. Чему равны молярные массы эквивалента фосфора в оксидах, содержащих: а) 43,81 мас.%, б) 56,51 мас.% Р?

23. Определите молярную массу эквивалента металла, если 0,327 г его вытесняют из раствора соляной кислоты 112 мл водорода при н.у.

24. При взаимодействии 22,48 г металла с разбавленной серной кислотой израсходовано 19,6 г H₂SO₄. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

25. На восстановление 11,925 г оксида металла израсходовано 3,336 л водорода при н.у. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

26. Массовая доля металла в хлориде составляет 73,8%. Определите молярную массу эквивалента металла.

27. Используя закон эквивалентов, определите массу оксида железа (III), образовавшуюся в результате окисления 3,72 г железа кислородом.

28. На реакцию с 8,2 г Н₃РО₃ израсходовано 5,6 г КОН. Вычислите молярную массу эквивалента Н₃РО₃ в реакции. Запишите уравнение реакции.

29. Вычислите молярные массы эквивалентов гидроксида железа (III) в реакциях его взаимодействия с соляной кислотой при условии, что количество взятой для реакции кислоты меняется от одного до трех моль.

30. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода, измеренного при н.у. Вычислите молярную массу эквивалента металла и его атомную массу.

31. Массовая доля хрома в оксидах хрома составляет соответственно 52,10%; 68,51%; 76,54%. Вычислите молярные массы эквивалентов каждого из оксидов и составьте их формулы.

32. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу фосфорной кислоты Н₃РO₄ в реакциях образования: а) гидрофосфата, б) дигидрофосфата, в) фосфата.

33. Чему равен при нормальных условиях эквивалентный объем кислорода? Подсчитайте. На сжигание 3 г двухвалентного металла требуется 1,38 л кислорода (н.у.). Вычислите эквивалентную массу и мольную массу этого металла.

34. При сгорании 10,00 г металла образуется 18,88 г оксида металла. Определите эквивалентную массу металла.

35. Масса 1 л кислорода равна 1,4 г. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 21 г магния, эквивалент которого равен 1/2 моля?

36. В каком количестве Сr(ОН)₃ содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96 г Mg(OH)₂?

37. Одинаков ли эквивалент хрома в соединениях СrCl₃ и Cr₂(SO₄)₃ и эквивалентная масса железа в соединениях FeCl₂ и FеCl₃? Дайте мотивированный ответ.

38. Определите эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образуют 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

39. Из 6,62 г нитрата металла получается 5,56 г его хлорида. Вычислите эквивалентную массу этого металла.

40. При взаимодействии 6,48 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 8,06 л водорода (н.у.). Вычислите эквивалентную и мольную массу металла.

41. На восстановление 1,8 г оксида металла пошло 833 мл водорода при н.у. Вычислите эквивалентные массы оксида и металла.

42. Вычислить молярные массы эквивалентов Al(OH)₃ в реакциях взаимодействия с соляной кислотой при получении: а) Al(OH)₂Cl; б) Al(OH)Cl₂; в) AlCl₃.

43. При взаимодействии 2,5г карбоната металла с азотной кислотой образовалось 4,1г нитрата этого же металла. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

Тема № 4.

Основные законы химии.

Основные понятия и определения.

Закон Авогадро	Одинаковые объемы различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержат одинаковое число молекул.
Vm – молярный объем газа (дм³/моль = л/моль);V – объем вещества, n – количество вещества системы. Точное значение молярного объема газа 22.4135±0.0006	При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем, равный 22.4л. Этот объем называется молярным объемом газа. при нормальных условиях (при температуре 273ºК (0ºС) и давлении 1 атм.) = 6,02* 10 23частиц
D-относительная плотность газа.	Отношение массы определенного объема одного газа к массе такого же другого газа, взятого при тех же условиях (объем, температура, давление), называется плотностью первого газа по второму.
Закон Бойля - Мариота	При постоянной температуре объем данного количества газа обратно пропорционально давлению, под которым он находится. , где p-давление; V-объем газа Закон Бойля-Мариотта выполняется при очень малых давлениях
Закон Гей-Люссака	При постоянном давлении изменение объема газа прямо пропорционально температуре. , где T – абсолютная температура (К)
Закон объемных отношений	При одинаковых условиях (при неизменной температуре и давлении) объемы газов, вступающих, в реакцию, относятся друг к другу, а так же к объемам газообразных продуктов, как небольшие целые числа.
Закон действующих масс	Скорость химической реакции пропорциональна концентрации регулирующих веществ.
Закон постоянства состава вещества	Всякое чистое вещество независимо от способа его получения имеет постоянный качественный и количественный состав. Состав молекулярной структуры, т. е. состоящих из молекул является постоянным независимо от способа получения. Состав соединений с молекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.
Закон сохранения массы вещества	Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.
Моль	– количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода-12.
Закон эквивалентов	- массы реагирующих веществ относятся между собой как их эквивалентные массы

Пример 1. Выразите в граммах массу одной молекулы СО₂.

Решение. Относительная молекулярная масса СО₂ равна 44,0. Следовательно, мольная масса СО₂ равна 44,0 г/моль. В
1 моле СО₂ содержится 6,02×10²³ молекул. Отсюда находим массу одной молекулы: М молекулы = 44,0 : (6,02 × 10²³) = 7,31×10^{-23 г.}

Согласно закону Авогадро, в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и одинаковом давлении, содержится одинаковое число молекул.

Иными словами, одно и то же число молекул любого газа занимает при одинаковых условиях один и тот же объем. Вместе с тем 1 моль любого газа содержит одинаковое число молекул. Следовательно, при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает один и тот же объем. Этот объем называется мольным объемом газа и при нормальных условиях (0 °С, давление 101,325 кПа) равен 22,4 л.

Объемным содержанием газа в газовой смеси называется часть объема газовой смеси, которую занимало бы содержащееся в ней количество данного газа при той же температуре и парциальном давлении, равном общему давлению газовой смеси. Эта величина может быть выражена в долях общего объема (объемная доля) или в процентах от общего объема (% по объему).

Например, утверждение «содержание диоксида углерода в воздухе составляет 0,03% (об.)» означает, что при парциальном давлении СО₂, равном общему давлению воздуха, и при той же температуре диоксид углерода, содержащийся в воздухе, займет 0,03 % общего объема, занимаемого воздухом.

Пример 2. Сколько молей кислорода находится в 1 л воздуха, если объемное содержание его составляет 21 % (н.у.)?

Решение. При нормальных условиях кислород, содержащийся в 1 л воздуха, займет объем 0,21 л. Зная мольный объем кислорода, находим число его молей в 0,21 л О₂:

1 моль занимает объем 22,4 л

х молей занимает объем 0,21 л

х = 0,21/22,4 = 0,093 моля O₂.

Пример 3. Определите объем, занимаемый 5,25 г азота при 26 °С и давлении 98,9 кПа (742 мм рт. ст.).

Решение. Зная мольный объем и мольную массу
(28,0 г/моль) азота, находим объем, который будут занимать 5,25 г азота при нормальных условиях

28,0 г азота занимают объем 22,4 л

5,25 г азота занимают объем V_o

откуда V_o = 5,25 х 22,4/28,0 = 4,2 л.

Затем приводим полученный объем к указанным в задаче условиям:

V = P_oV_oT_o / (РТ_о) = 101,3 х 4,2 x 299 / (98,9 x 273) = 4,71 л.

Тема № 5.

Строение атома.

Представления о строение атома необходимо при изучении периодического закона Д.И.Менделеева, химической связи и свойств соединений. Без знания строения атома невозможно материалистическое понимание химических и биологических наук.

Основные понятия и определения.

Характеристика квантовых чисел:

Квантовые числа	Возможные значения	Число значений	Определяют
Главное n	1,2,3…		основной запас энергии электрона, размеры электронного облака, энергетический уровень
Орбитальное l	0,1,2,3… (n-1)	n	форму электронного облака, энергетический подуровень
Магнитное m	-1,…,0,…,+1	2l+1	Пространственную ориентацию электронного облака
Спиновое s	±1/2		Собственный момент количества движения электрона

Последовательность заполнения электронами АО в соответствии с правилами Клечковского:

Пример 1. Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 16. Покажите расположение электронов этого атома по энергетическим ячейкам.

Решение. Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронные конфигурации обозначаются группами символов n ^х, где n – главное квантовое число, –орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение s, p, d, f), х – число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором обладает наименьшей энергией – меньшей суммой n+ (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→5d¹→
→4f→5d→6p→7s→6d^1-2→5f→6d→7p.

Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Менделеева, то для элемента № 16 (сера) электронная формула будет иметь вид: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

Электронная структура атомов может быть изображена также в виде схемы размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическими изображениями атомных орбиталей (АО), квантовую ячейку изображают в виде прямоугольника или линейки, а электроны в этих ячейках обозначают стрелками. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами ↑↓ (принцип Паули).

Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами (правило Хунда).

Контрольные задания:

1.Напишите электронные формулы атомов фосфора и меди. Укажите, к какому электронному семейству относится каждый из элементов, и определите число протонов и нейтронов в ядре их атомов.

2.Укажите последовательность заполнения электронами атомных орбиталей 4d, 5s, 6s, 5р и сформулируйте правило, определяющее эту последовательность.

3.Напишите электронно- графические формулы атомов элементов с порядковыми номерами 15 и 27. определите число нейтронов и электронов в их атомов.

4.В соответствии с принципом Паули укажите максимальное число электронов на s-, р-, d-, f- подуровнях данного энергетического уровня.

5.Дайте определение понятия изотоп. Объясните причину нецелочисленных значений атомных масс большинства химических элементов. Вычислите атомную массу серебра, если известно, что массовые доли изотопов в природном серебре составляют соответственно - 40% и - 60%.

6.Дайте определения понятия s-, р-, d-, f- элемент. Приведите примеры.

7.Энергетическое состояние электрона в атоме описывается четырьмя квантовыми числами n, l, m, s.укажите, какие значения может принимать каждое из них. Определите набор квантовых чисел для внешнего электрона атома натрия.

8.Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 17 и 25. Укажите, к какому электронному семейству относится каждый из них. Приведите электронные и электронно - графические формулы атомов элементов II периода, которые могут иметь на р – подуровне один электрон, учитывая как основное, так и возбужденное состояние атома.

9.Укажите число квантовых d – орбиталей в основном состоянии у атомов элементов с порядковыми номерами 23, 42, 47, 49.

10.Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 14, 25 и укажите, к какому электронному семейству они относятся.

11.Объясните физический смысл главного и орбитального квантовых чисел и укажите, какие значения они принимают.

12.Объясните физический смысл магнитного квантового числа и укажите, какие значения оно может принимать при данном числовом и буквенном значении орбитального квантового числа. Заполните таблицу:

	m
Числовое значение	Буквенное значение
	s

13.Напишите электронную формулу элемента, в атоме которого содержится один электрон на 3d – орбитали. Укажите период, группу и символ этого электрона.

14.Приведите формулы, позволяющие рассчитать электронную емкость энергетического уровня и подуровня, а также число орбиталей на данном уровне и подуровне.

15.Сформулируйте правило Клечковского. Определите порядок заполнения электронами орбиталей 3d, 4s, 4р, 5s, 5р.

16.Укажите период, группу и символ химического элемента, атому которого соответствует электронная формула: [Ne ] 3s² 3р⁶ 3d⁵ 4s². К какому электронному семейству он относится?

17.Укажите возможные значения квантовых чисел для электронов второго и третьего энергетических уровней. Заполните таблицу:

n		m	s

18.Укажите число протонов и нейтр