Elektronikong configuration zn2. Istraktura ng mga kumplikadong compound. Teorya ng molecular orbital
Ang pinakamahalagang tagumpay ng TCT ay isang magandang paliwanag ng mga dahilan para sa partikular na kulay ng mga kumplikadong compound. Bago natin subukang ipaliwanag ang dahilan ng paglitaw ng kulay sa mga kumplikadong compound, alalahanin na ang nakikitang ilaw ay electromagnetic radiation, ang haba ng daluyong nito ay nasa saklaw mula 400 hanggang 700 nm. Ang enerhiya ng radiation na ito ay inversely proportional sa wavelength nito:
E = h×n = h×c/l
Enerhiya 162 193 206 214 244 278 300
E, kJ/mol
Haba ng daluyong 760 620 580 560 490 430 400
Lumalabas na ang enerhiya ng d-level na paghahati ng isang kristal na patlang, na tinutukoy ng simbolo D, ay may parehong pagkakasunud-sunod ng magnitude bilang enerhiya ng isang photon ng nakikitang liwanag. Samakatuwid, ang mga transition metal complex ay maaaring sumipsip ng liwanag sa nakikitang rehiyon ng spectrum. Ang hinihigop na photon ay nagpapasigla sa elektron mula sa mas mababang antas ng enerhiya ng mga d-orbital hanggang sa mas mataas na antas. Ipaliwanag natin ito gamit ang halimbawang 3+. Ang Titanium (III) ay mayroon lamang 1 d-electron; ang complex ay mayroon lamang isang absorption peak sa nakikitang rehiyon ng spectrum. Pinakamataas na intensity 510 nm. Ang liwanag sa wavelength na ito ay nagiging sanhi ng paglipat ng d electron mula sa mas mababang antas ng enerhiya ng mga d orbital patungo sa itaas. Bilang isang resulta ng pagsipsip ng radiation, ang molekula ng hinihigop na sangkap ay pumasa mula sa ground state na may kaunting enerhiya E 1 hanggang sa isang mas mataas na estado ng enerhiya E 2. Ang enerhiya ng paggulo ay ipinamamahagi sa mga indibidwal na antas ng vibrational energy ng molekula, na nagiging thermal energy. Ang mga electronic transition na dulot ng pagsipsip ng mahigpit na tinukoy na quanta ng light energy ay nailalarawan sa pagkakaroon ng mahigpit na tinukoy na mga banda ng pagsipsip. Bukod dito, ang pagsipsip ng liwanag ay nangyayari lamang sa kaso kapag ang enerhiya ng hinihigop na quantum ay tumutugma sa pagkakaiba ng enerhiya DE sa pagitan ng mga antas ng enerhiya ng quantum sa pangwakas at paunang mga estado ng absorbing molecule:
DE = E 2 – E 1 = h×n = h×c/l,
kung saan ang h ay ang pare-pareho ng Planck; n ay ang dalas ng hinihigop na radiation; c ay ang bilis ng liwanag; l ay ang wavelength ng absorbed light.
Kapag ang isang sample ng isang substance ay naiilaw ng liwanag, ang mga sinasalamin na sinag mula sa lahat ng mga kulay na hindi hinihigop ng sample ay pumapasok sa ating mata. Kung ang isang sample ay sumisipsip ng liwanag ng lahat ng mga wavelength, ang mga sinag ay hindi makikita mula dito, at ang naturang bagay ay lumilitaw na itim sa amin. Kung ang sample ay hindi sumisipsip ng liwanag sa lahat, nakikita namin ito bilang puti o walang kulay. Kung ang isang sample ay sumisipsip ng lahat ng sinag maliban sa orange, ito ay lumilitaw na orange. Posible ang isa pang opsyon - ang sample ay maaaring lumitaw na orange kahit na ang mga sinag ng lahat ng kulay maliban sa asul ay pumasok sa ating mata. Sa kabaligtaran, kung ang isang sample ay sumisipsip lamang ng mga orange na ray, lumilitaw itong asul. Ang asul at orange ay tinatawag na mga pantulong na kulay.
Pagkakasunud-sunod ng mga spectral na kulay: Upang bawat O mangangaso at gusto h nah, G de Sa pupunta f adhan - Upang pula, O saklaw, at dilaw, h berde , G asul, Sa asul , f lila
Para sa isang aqua complex 3+ ang numerical value ng D calc. = 163 kJ/mol ay tumutugma sa limitasyon ng nakikitang pulang radiation, samakatuwid ang mga may tubig na solusyon ng Fe 3+ salts ay halos walang kulay. Ang Hexacyanoferrate (III) ay may D dist. = 418 kJ/mol, na tumutugma sa pagsipsip sa asul-lila na bahagi ng spectrum at pagmuni-muni sa dilaw-kahel. Ang mga solusyon na naglalaman ng hexacyanoferrate (III) ion ay dilaw na may kulay kahel na kulay. D halaga Ang 3+ ay maliit kumpara sa 3-, na sumasalamin sa hindi masyadong mataas na nagbubuklod na enerhiya ng Fe 3+ -OH 2. Ang mataas na enerhiya ng cleavage ng 3- ay nagpapahiwatig na ang nagbubuklod na enerhiya ng Fe 3+ -CN ay mas malaki, at, samakatuwid, mas maraming enerhiya ang kailangan para sa pag-aalis ng CN. Ito ay kilala mula sa pang-eksperimentong data na ang mga molekula ng H 2 O sa 3+ coordination sphere ay may average na buhay na humigit-kumulang 10 -2 s, at ang 3- complex ay humihiwalay sa CN - ligand nang napakabagal.
Tingnan natin ang ilang mga halimbawa na nagbibigay-daan sa amin upang malutas ang mga problema gamit ang TCP.
Halimbawa: ang trans‑+ complex ion ay sumisipsip ng liwanag pangunahin sa pulang rehiyon ng spectrum - 640 nm. Ano ang kulay ng complex na ito?
Solusyon: dahil ang complex na pinag-uusapan ay sumisipsip ng pulang ilaw, ang kulay nito ay dapat na berde, komplementaryong pula.
Halimbawa: Ang mga ion A1 3+, Zn 2+ at Co 2+ ay nasa octahedral na kapaligiran ng mga ligand. Alin sa mga ion na ito ang maaaring sumipsip ng nakikitang liwanag at, bilang isang resulta, lumilitaw na may kulay sa atin?
Solusyon: ang A1 3+ ion ay may elektronikong pagsasaayos ng . Dahil wala itong panlabas na d electron, hindi ito kulay. Ang Zn 2+ ion ay may electronic configuration - 3d 10. Sa kasong ito, ang lahat ng d-orbital ay puno ng mga electron. Ang d x 2– y2 at d x 2 orbital ay hindi maaaring tumanggap ng electron na nasasabik mula sa mas mababang antas ng enerhiya ng d xy , d yz , d xz orbitals. Samakatuwid, ang Zn 2+ complex ay walang kulay din. Ang Co 2+ ion ay may elektronikong pagsasaayos - d 7. Sa kasong ito, posibleng ilipat ang isang d-electron mula sa mas mababang antas ng enerhiya ng d xy, d yz, d xz orbital patungo sa itaas na antas ng enerhiya ng d x 2– y2 at d x 2 orbitals. Samakatuwid, ang Co 2+ ion complex ay may kulay.
Halimbawa: paano ipaliwanag kung bakit ang kulay ng diamagnetic complexes 3+, 3+, 3– ay orange, habang ang kulay ng paramagnetic complexes 3–, 0 ay asul?
Solusyon: ang orange na kulay ng mga complex ay nagpapahiwatig ng pagsipsip sa asul-lila na bahagi ng spectrum, i.e. sa rehiyon ng maikling wavelength. Kaya, ang paghahati para sa mga complex na ito ay isang malaking halaga, na nagsisiguro na ang mga ito ay kabilang sa mga low-spin complex (D>P). Ang pagpapares ng elektron (d 6 configuration, lahat ng anim na electron sa t 2g sublevel) ay dahil sa katotohanan na ang mga ligand NH 3 , en, NO 2 - nabibilang sa kanang bahagi ng spectrochemical series. Samakatuwid, kapag kumplikado, lumikha sila ng isang malakas na larangan. Ang pangkulay sa pangalawang pangkat ng mga complex na asul ay nangangahulugan na sila ay sumisipsip ng dilaw-pulang enerhiya, i.e. mahabang alon na bahagi ng spectrum. Dahil ang wavelength kung saan ang complex ay sumisipsip ng liwanag ay tumutukoy sa dami ng paghahati, maaari nating sabihin na ang halaga ng D sa kasong ito ay medyo maliit (D<Р). Это и понятно: лиганды F – и H 2 O находятся в левой части спектрохимического ряда и образуют слабое поле. Поэтому энергии расщепления D в данном случае недостаточно для спаривания электронов кобальта (III) и электронная конфигурация в этом случае - t 4 2g ,е 2 g , а не t 6 2g e 0 g .
Halimbawa: gamit ang crystal field theory, ipaliwanag kung bakit walang kulay ang complex ion sa isang may tubig na solusyon, at ang 2 ay may kulay na berde?
Solusyon : kumplikado - nabuo ng tansong kation Cu + na may elektronikong pagsasaayos 3d 10 4s 0, lahat ng d-orbital ay napuno, ang paglipat ng elektron ay imposible, samakatuwid ang solusyon ay hindi kulay. Ang complex 2- ay nabuo ng Cu 2+ cation, ang electronic configuration na kung saan ay 3d 9 4s 0, samakatuwid ay may bakante sa d– sublevel. Ang paglipat ng mga electron sa pagsipsip ng liwanag sa d-sublevel ay tumutukoy sa kulay ng complex. Ang mga copper (C) aqua complex ay may asul na kulay sa isang may tubig na solusyon; ang pagpasok ng mga chloride ions sa panloob na globo ng complex ay humahantong sa pagbuo ng isang mixed-ligand complex, na nagiging sanhi ng pagbabago ng kulay ng solusyon sa berde.
Halimbawa: Gamit ang paraan ng valence bond, na isinasaalang-alang ang teorya ng crystal field, matukoy ang uri ng hybridization ng gitnang atom at mahulaan ang geometric na hugis ng mga complex:
- + -
Solusyon: Piliin natin sa mga ipinahiwatig na complex ang mga compound na nabuo ng E +, ito ay:
+ - 3-
- + .
Ang chemical bond sa mga complex na ito ay nabuo sa pamamagitan ng isang donor-acceptor mechanism; ang mga electron donor ay mga ligand: ammonia molecules at cyanide ions (monodentate ligands) at thiosulfate ions (bidentate ligand). Ang electron acceptor ay ang E + cation. Electronic na configuration (n-1)d 10 ns 0 np 0 . Sa pagbuo ng dalawang mga bono na may mga monodentate ligand, ang mga panlabas na ns- at np-orbitals ay nakikilahok, ang uri ng hybridization ng gitnang atom ay sp, ang geometric na hugis ng mga complex ay linear, walang mga hindi magkapares na electron, ang ion ay diamagnetic . Kapag nabuo ang apat na donor-acceptor bond na may bidentate ligand, isang s-orbital at tatlong p-orbital ng central atom ang nakibahagi sa MBC, ang uri ng hybridization ay sp 3, ang geometric na hugis ng complex ay tetrahedral, doon ay walang mga hindi magkapares na electron.
Ang pangalawang pangkat ng mga complex:
- - - 3+
nabuo sa pamamagitan ng isang gintong(III) ion, ang electronic configuration nito ay 5d 8 6s 0. Ang mga ligand na kasangkot sa pagbuo ng mga complex ay maaaring hatiin, alinsunod sa spectrochemical series ng mga ligand, sa mahina: chloride at bromide ions at malakas: ammonia at cyanide ions. Alinsunod sa panuntunan ni Hund, mayroong dalawang hindi magkapares na mga electron sa 5d orbitals at sila ay pinananatili sa panahon ng pagbuo ng mga donor-acceptor bond na may mahinang field ligand. Upang bumuo ng mga bono, ang gintong cation ay nagbibigay ng isang 6s at tatlong 6p orbital. Uri ng hybridization ng gitnang sp 3 atom. Ang spatial na istraktura ng complex ion ay tetrahedral. Mayroong dalawang hindi magkapares na mga electron, ang complex ay paramagnetic.
Sa ilalim ng impluwensya ng malalakas na ligand ng field, ang mga electron ng gold (III) ion ay ipinares sa paglabas ng isang 5d orbital. Isang 5d-, isang 6s-, at dalawang 6p-orbital ng gitnang atom ang nakikibahagi sa pagbuo ng apat na donor-acceptor bond. Uri ng hybridization dsp 2. Nagreresulta ito sa isang planar square na istraktura ng complex ion. Walang mga hindi magkapares na electron, ang mga complex ay diamagnetic.
Ang kulay ng isang solusyon ng isang complex ay nakasalalay sa komposisyon, istraktura at tinutukoy ng haba ng daluyong l max na tumutugma sa maximum ng banda ng pagsipsip, ang intensity ng banda, na depende sa kung ipinagbabawal ang quantum-chemically na katumbas na electronic transition. , at ang pag-blur ng absorption band, na nakasalalay sa isang bilang ng mga parameter, tulad ng electronic na istraktura ng complex , intensity ng thermal movement sa system, antas ng distortion ng regular na geometric na hugis ng coordination polyhedron, atbp.
Teorya ng pamamaraan ng valence bond
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 6 4p 0 4d 0
Alinsunod sa Pamumuno ni Hund Ang mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ay nakaayos tulad ng sumusunod:
Kumplikadong ahente ay may coordination number na c.n. = 6, samakatuwid maaari itong mag-attach ng 6 na ligand, na ang bawat isa ay may nag-iisang pares ng electron at, sa gayon, isang electron donor. Ang isang acceptor (complexing agent) ay dapat magbigay ng anim na bakanteng orbital upang mapaunlakan ang anim na pares ng elektron. Kapag nabuo ang isang kumplikadong 3+ ion, apat na hindi magkapares na electron sa d – estado ng Co 3+ ang unang bumubuo ng mga pares ng elektron, bilang resulta kung saan ang dalawang 3d orbital ay inilabas:
Pagkatapos ay nabuo ang complex ion 3+, na may sumusunod na istraktura:
Ang mga panloob na 3d orbital at panlabas na 4s at 4p orbital ay nakikibahagi sa pagbuo ng kumplikadong ion na ito. Uri ng hybridization - d 2 sp 3 .
Ang pagkakaroon ng mga ipinares na electron lamang ay nagpapahiwatig ng diamagnetic na katangian ng ion.
Teorya ng Crystal field
Teorya ng Crystal field ay batay sa palagay na ang koneksyon sa pagitan ng complexing agent at mga ligand ay bahagyang. Gayunpaman, ang impluwensya ng electrostatic field ng mga ligand sa estado ng enerhiya ng mga electron ng central ion ay isinasaalang-alang.
Isaalang-alang natin ang dalawang kumplikadong asin: K 2 at K 3 .
K 2 – may tetrahedral spatial structure ( sp 3 - hybridization)
K 3 – may octahedral spatial structure ( sp 3 d 2 -hybridization)
Ang mga complexing agent ay may mga sumusunod elektronikong pagsasaayos:
d - ang mga electron ng parehong antas ng enerhiya ay pareho sa kaso ng isang libreng atom o ion. Ngunit ang pagkilos ng electrostatic field ng mga ligand ay nag-aambag sa paghahati ng mga antas ng enerhiya ng d-orbitals sa gitnang ion. At mas malakas ang patlang na nilikha ng mga ligand, mas malaki ang paghahati (para sa parehong ahente ng kumplikado). Ayon sa kanilang kakayahang magdulot ng paghahati ng mga antas ng enerhiya, ang mga ligand ay nakaayos sa isang hilera:
CN — > NO 2 — > NH 3 > SCN — > H 2 O > OH — > F — > Cl — > Br — > I —
Ang istraktura ng complex ion ay nakakaapekto sa likas na katangian ng paghahati ng mga antas ng enerhiya ng complexing agent.
Sa istraktura ng octahedral complex ion, d γ -orbitals (d z 2 -, d x 2 - y 2 -orbitals) ay napapailalim sa malakas na pakikipag-ugnayan ng ligand field, at ang mga electron ng mga orbital na ito ay maaaring magkaroon ng mas mataas na enerhiya kaysa sa mga electron ng d ε -orbitals (d xy, d xz, d yz - orbitals).
Ang paghahati ng mga antas ng enerhiya para sa mga electron sa d-state sa octahedral field ng mga ligand ay maaaring katawanin sa diagram form:
Narito ang Δ oct ay ang paghahati ng enerhiya sa octahedral na larangan ng mga ligand.
Na may istrakturang tetrahedral ng isang kumplikadong ion, ang d γ orbital ay may mas mababang enerhiya kaysa d ε orbitals:
Dito ang Δ tetr ay ang enerhiya ng paghahati sa larangan ng tetrahedral ng mga ligand.
Paghahati ng enerhiya Δ natutukoy sa eksperimento mula sa spectra ng pagsipsip ng light quanta ng isang substansiya, ang enerhiya nito ay katumbas ng enerhiya ng kaukulang electronic transition. Ang spectrum ng pagsipsip, pati na rin ang kulay ng mga kumplikadong compound ng d-element, ay dahil sa paglipat ng mga electron mula sa isang mas mababang enerhiya na d-orbital patungo sa isang mas mataas na enerhiya na d-orbital.
Kaya, sa kaso ng K 3 salt, sa pagsipsip ng isang light quantum, malamang ang paglipat ng elektron mula sa d ε orbital patungo sa d γ orbital. Ipinapaliwanag nito na ang asin na ito ay may kulay kahel-pula. At ang K2 salt ay hindi maaaring sumipsip ng liwanag at, bilang isang resulta, ito ay walang kulay. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang paglipat ng mga electron mula sa d γ orbital hanggang sa d ε orbital ay hindi magagawa.
Teorya ng molecular orbital
paraan ng MO naunang tinalakay sa seksyon.
Gamit ang paraang ito, ipapakita namin ang electronic configuration ng high-spin complex ion 2+.
Electronic configuration ng Ni 2+ ion:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 8 4p 0 4d 0 o …4s 0 3d 8 4p 0 4d 0
Sa isang kumplikadong ion 2+ makibahagi sa pagbuo ng mga bono ng kemikal 8 mga electron gitnang Ni 2+ ion at 12 electron ng anim na NH 3 ligand.
Kulay ng balat Mayroon itong istraktura ng octahedral. Ang pagbuo ng mga MO ay posible lamang kapag ang mga enerhiya ng mga paunang nakikipag-ugnayan na mga particle ay malapit sa kanilang mga halaga at nakatuon din sa espasyo nang naaayon.
Sa aming kaso, ang 4s orbital ng Ni 2+ ion magkakapatong nang pantay sa mga orbital ng bawat isa sa anim na ligand. Bilang resulta nito, nabubuo ang mga molecular orbital: pagbubuklod σ s b at antibonding σ s dis.
Overlap ng tatlong 4p orbital ng isang complexing agent na may mga orbital ng mga ligand ay humahantong sa pagbuo ng anim na σp-orbitals: pagbubuklod σ x, σ y, σ z, at antibonding σ x, σ y, σ z.
Nagpapatong d z 2 at d x 2 - y 2 complexing agent na may mga orbital ng mga ligand ay nag-aambag sa pagbuo ng apat na molecular orbitals: dalawang bonding σ bond x 2 - y 2, σ bond z 2 at dalawang antibonding σ break x 2 - y 2, σ cut z 2.
Ang mga orbital d xy , d xz , d yz ng Ni 2+ ion ay hindi nagbubuklod sa mga orbital ng mga ligand, dahil ay hindi nakadirekta sa kanila. Bilang resulta, hindi sila nakikibahagi sa pagbuo ng σ bond, at mga non-bonding orbitals: π xz, π xy, π yz.
Kabuuan ang complex 2+ ion ay naglalaman ng 15 molecular orbitals. Ang pag-aayos ng mga electron ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod:
(σ s св) 2 (σ х св) 2 (σ y св) 2 (σ z св) 2 (σ св x 2 - y 2) 2 (σ св z 2) 2 (π xz) 2 (π xy) 2 (π yz) 2 (σ size x 2 - y 2) (σ size z 2)
Ang pagbuo ng mga molecular orbital ay ipinapakita sa diagram sa ibaba:
Tingnan natin ang gawain Blg. 1 mula sa mga opsyon sa Pinag-isang Estado ng Pagsusulit para sa 2016.
Gawain Blg. 1.
Ang electronic formula ng panlabas na layer ng elektron na 3s²3p6 ay tumutugma sa istraktura ng bawat isa sa dalawang particle:
1. Arº at Kº 2. Cl‾ at K+ 3. S²‾ at Naº 4. Clº at Ca2+
Paliwanag: kabilang sa mga pagpipilian sa sagot ay ang mga atomo sa hindi nasasabik at nasasabik na mga estado, iyon ay, ang elektronikong pagsasaayos ng, sabihin nating, ang isang potassium ion ay hindi tumutugma sa posisyon nito sa periodic table. Isaalang-alang natin ang opsyon 1 Arº at Kº. Isulat natin ang kanilang mga electronic configuration: Arº: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6; Kº: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 - angkop na electronic configuration para lang sa argon. Isaalang-alang natin ang opsyon sa sagot Blg. 2 - Cl‾ at K+. K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 4s0; Cl‾: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Kaya naman, ang tamang sagot ay 2.
Gawain Blg. 2.
1. Caº 2. K+ 3. Cl+ 4. Zn2+
Paliwanag: para isulat namin ang electronic configuration ng argon: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Ang kaltsyum ay hindi angkop dahil mayroon itong 2 pang electron. Para sa potassium: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0. Ang tamang sagot ay 2.
Gawain Blg. 3.
Isang elemento na ang atomic electronic configuration ay 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ay bumubuo ng hydrogen compound
1. CH4 2. SiH4 3. H2O 4. H2S
Paliwanag: Tingnan natin ang periodic table, ang sulfur atom ay may ganitong electronic configuration. Ang tamang sagot ay 4.
Gawain Blg. 4.
Ang mga atomo ng magnesiyo at
1. Kaltsyum 2. Chromium 3. Silikon 4. Aluminum
Paliwanag: Ang Magnesium ay may panlabas na pagsasaayos ng antas ng enerhiya: 3s2. Para sa calcium: 4s2, para sa chromium: 4s2 3d4, para sa silicon: 3s2 2p2, para sa aluminum: 3s2 3p1. Ang tamang sagot ay 1.
Gawain Blg. 5.
Ang argon atom sa ground state ay tumutugma sa pagsasaayos ng elektron ng particle:
1. S²‾ 2. Zn2+ 3. Si4+ 4. Seº
Paliwanag: Ang electronic configuration ng argon sa ground state ay 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Ang S²‾ ay may elektronikong configuration: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p(4+2). Ang tamang sagot ay 1.
Gawain Blg. 6.
Ang mga atomo ng posporus at posporus ay may katulad na pagsasaayos ng antas ng panlabas na enerhiya.
1. Ar 2. Al 3. Cl 4. N
Paliwanag: Isulat natin ang elektronikong pagsasaayos ng panlabas na antas ng phosphorus atom: 3s2 3p3.
Para sa aluminyo: 3s2 3p1;
Para sa argon: 3s2 3p6;
Para sa chlorine: 3s2 3p5;
Para sa nitrogen: 2s2 2p3.
Ang tamang sagot ay 4.
Gawain Blg. 7.
Ang pagsasaayos ng elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ay tumutugma sa particle
1. S4+ 2. P3- 3. Al3+ 4. O2-
Paliwanag: ang electronic configuration na ito ay tumutugma sa argon atom sa ground state. Isaalang-alang natin ang mga pagpipilian sa sagot:
S4+: 1s2 2s2 2p6 3s2 2p0
P3-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p(3+3)
Ang tamang sagot ay 2.
Gawain Blg. 8.
Aling electronic configuration ang tumutugma sa pamamahagi ng mga valence electron sa chromium atom:
1. 3d2 4s2 2. 3s2 3p4 3. 3d5 4s1 4. 4s2 4p6
Paliwanag: Isulat natin ang electronic configuration ng chromium sa ground state: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5. Ang mga valence electron ay matatagpuan sa huling dalawang sublevel 4s at 3d (dito ang isang electron ay tumalon mula sa s hanggang d sublevel). Ang tamang sagot ay 3.
Gawain Blg. 9.
Ang atom ay naglalaman ng tatlong hindi magkapares na mga electron sa panlabas na antas ng elektroniko sa ground state.
1. Titanium 2. Silicon 3. Magnesium 4. Phosphorus
Paliwanag: Upang magkaroon ng 3 hindi magkapares na electron, ang elemento ay dapat nasa pangkat 5. Kaya naman, ang tamang sagot ay 4.
Gawain Blg. 10.
Ang isang atom ng isang kemikal na elemento na ang pinakamataas na oksido ay RO2 ay may panlabas na antas ng pagsasaayos:
1. ns2 np4 2. ns2 np2 3. ns2 4. ns2 np1
Paliwanag: ang elementong ito ay may isang estado ng oksihenasyon (sa tambalang ito) ng +4, iyon ay, dapat itong magkaroon ng 4 na valence electron sa panlabas na antas. Kaya naman, ang tamang sagot ay 2.
(maaari mong isipin na ang tamang sagot ay 1, ngunit ang naturang atom ay magkakaroon ng pinakamataas na estado ng oksihenasyon na +6 (dahil mayroong 6 na electron sa panlabas na antas), ngunit kailangan natin ang mas mataas na oksido upang magkaroon ng formula na RO2, at tulad nito. ang isang elemento ay magkakaroon ng mas mataas na oxide RO3)
Mga takdang-aralin para sa malayang gawain.
1. Electronic na configuration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ay tumutugma sa isang atom
1. Aluminum 2. Nitrogen 3. Chlorine 4. Fluorine
2. Ang particle ay may walong electron na panlabas na shell
1. P3+ 2. Mg2+ 3. Cl5+ 4. Fe2+
3. Ang atomic number ng isang elemento na ang atomic electronic structure ay 1s2 2s2 2p3 ay katumbas ng
1. 5 2. 6 3. 7 4. 4
4. Ang bilang ng mga electron sa tansong ion Cu2+ ay
1. 64 2. 66 3. 29 4. 27
5. Ang nitrogen atoms at
1. Sulfur 2. Chlorine 3. Arsenic 4. Manganese
6. Aling tambalan ang naglalaman ng kation at anion na may pagsasaayos ng elektron na 1s2 2s2 2p6 3s3 3p6?
1. NaCl 2. NaBr 3. KCl 4. KBr
7. Ang bilang ng mga electron sa iron ion Fe2+ ay
1. 54 2. 28 3. 58 4. 24
8. Ang ion ay may elektronikong pagsasaayos ng isang inert gas
1. Cr2+ 2. S2- 3. Zn2+ 4. N2-
9. Ang mga atomo ng fluorine at fluorine ay may katulad na pagsasaayos ng antas ng panlabas na enerhiya
1. Oxygen 2. Lithium 3. Bromine 4. Neon
10. Isang elemento na ang atomic electronic formula ay 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ay tumutugma sa isang hydrogen compound
1. HCl 2. PH3 3. H2S 4. SiH4
Gumagamit ang tala na ito ng mga gawain mula sa koleksyon ng 2016 Unified State Exam na na-edit ni A.A. Kaverina.
Kailangan mong paganahin ang JavaScript upang patakbuhin ang app na ito.Elektronikong pagsasaayos ng isang atom ay isang pormula na nagpapakita ng pagkakaayos ng mga electron sa isang atom ayon sa mga antas at sublevel. Matapos pag-aralan ang artikulo, matututunan mo kung saan at kung paano matatagpuan ang mga electron, makilala ang mga numero ng quantum at magagawang bumuo ng elektronikong pagsasaayos ng isang atom sa pamamagitan ng numero nito; sa dulo ng artikulo ay mayroong isang talahanayan ng mga elemento.
Bakit pag-aralan ang elektronikong pagsasaayos ng mga elemento?
Ang mga atom ay tulad ng isang set ng konstruksiyon: mayroong isang tiyak na bilang ng mga bahagi, naiiba sila sa bawat isa, ngunit ang dalawang bahagi ng parehong uri ay ganap na pareho. Ngunit ang construction set na ito ay mas kawili-wili kaysa sa plastic at narito kung bakit. Nagbabago ang configuration depende sa kung sino ang nasa malapit. Halimbawa, ang oxygen sa tabi ng hydrogen Siguro nagiging tubig, kapag malapit sa sodium ito ay nagiging gas, at kapag malapit sa bakal ay ganap itong nagiging kalawang. Upang masagot ang tanong kung bakit ito nangyayari at mahulaan ang pag-uugali ng isang atom sa tabi ng isa pa, kinakailangang pag-aralan ang elektronikong pagsasaayos, na tatalakayin sa ibaba.
Ilang electron ang nasa isang atom?
Ang isang atom ay binubuo ng isang nucleus at mga electron na umiikot sa paligid nito; ang nucleus ay binubuo ng mga proton at neutron. Sa neutral na estado, ang bawat atom ay may bilang ng mga electron na katumbas ng bilang ng mga proton sa nucleus nito. Ang bilang ng mga proton ay itinalaga ng atomic number ng elemento, halimbawa, ang sulfur ay may 16 na proton - ang ika-16 na elemento ng periodic table. Ang ginto ay may 79 na proton - ang ika-79 na elemento ng periodic table. Alinsunod dito, ang asupre ay may 16 na electron sa neutral na estado, at ang ginto ay may 79 na electron.
Saan hahanapin ang isang electron?
Sa pamamagitan ng pagmamasid sa pag-uugali ng elektron, ang ilang mga pattern ay nakuha; ang mga ito ay inilarawan sa pamamagitan ng mga quantum number, mayroong apat sa kabuuan:
- Pangunahing numero ng quantum
- Orbital quantum number
- Magnetic quantum number
- Iikot ang quantum number
Orbital
Dagdag pa, sa halip na salitang orbit, gagamitin natin ang terminong "orbital"; ang orbital ay ang wave function ng isang electron; halos, ito ang rehiyon kung saan ginugugol ng electron ang 90% ng oras nito.
N - antas
L - shell
M l - orbital number
M s - una o pangalawang elektron sa orbital
Orbital quantum number l
Bilang resulta ng pag-aaral ng electron cloud, nalaman nila na depende sa antas ng enerhiya, ang ulap ay may apat na pangunahing anyo: isang bola, dumbbells at dalawa pang mas kumplikado. Sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng enerhiya, ang mga form na ito ay tinatawag na s-, p-, d- at f-shell. Ang bawat isa sa mga shell na ito ay maaaring magkaroon ng 1 (on s), 3 (on p), 5 (on d) at 7 (on f) orbitals. Ang orbital quantum number ay ang shell kung saan matatagpuan ang mga orbital. Ang orbital quantum number para sa s,p,d at f orbitals ay kumukuha ng mga value na 0,1,2 o 3, ayon sa pagkakabanggit.
Mayroong isang orbital sa s-shell (L=0) - dalawang electron
Mayroong tatlong orbital sa p-shell (L=1) - anim na electron
Mayroong limang orbital sa d-shell (L=2) - sampung electron
Mayroong pitong orbital sa f-shell (L=3) - labing-apat na electron
Magnetic quantum number m l
Mayroong tatlong orbital sa p-shell, ang mga ito ay itinalaga ng mga numero mula -L hanggang +L, iyon ay, para sa p-shell (L=1) mayroong mga orbital na "-1", "0" at "1" . Ang magnetic quantum number ay tinutukoy ng titik m l.
Sa loob ng shell, mas madali para sa mga electron na matatagpuan sa iba't ibang mga orbital, kaya ang mga unang electron ay pumupuno ng isa sa bawat orbital, at pagkatapos ay isang pares ng mga electron ang idinagdag sa bawat isa.
Isaalang-alang ang d-shell:
Ang d-shell ay tumutugma sa halaga L=2, iyon ay, limang orbital (-2,-1,0,1 at 2), ang unang limang electron ay pumupuno sa shell na kumukuha ng mga halaga M l =-2, M l =-1, M l =0 , M l =1, M l =2.
Paikutin ang quantum number m s
Ang spin ay ang direksyon ng pag-ikot ng isang electron sa paligid ng axis nito, mayroong dalawang direksyon, kaya ang spin quantum number ay may dalawang value: +1/2 at -1/2. Ang isang sublevel ng enerhiya ay maaari lamang maglaman ng dalawang electron na may magkasalungat na mga spin. Ang spin quantum number ay tinutukoy na m s
Principal quantum number n
Ang pangunahing numero ng quantum ay ang antas ng enerhiya; sa kasalukuyan pitong antas ng enerhiya ang alam, bawat isa ay ipinahiwatig ng isang Arabic numeral: 1,2,3,...7. Ang bilang ng mga shell sa bawat antas ay katumbas ng numero ng antas: mayroong isang shell sa unang antas, dalawa sa pangalawa, atbp.
Numero ng elektron
Kaya, ang anumang elektron ay maaaring ilarawan sa pamamagitan ng apat na numero ng quantum, ang kumbinasyon ng mga numerong ito ay natatangi para sa bawat posisyon ng elektron, kunin ang unang elektron, ang pinakamababang antas ng enerhiya ay N = 1, sa unang antas mayroong isang shell, ang ang unang shell sa anumang antas ay may hugis ng bola (s -shell), i.e. L=0, ang magnetic quantum number ay maaaring tumagal lamang ng isang value, M l =0 at ang spin ay magiging katumbas ng +1/2. Kung kukunin natin ang ikalimang electron (sa kahit anong atom ito), ang pangunahing mga numero ng quantum para dito ay: N=2, L=1, M=-1, spin 1/2.
Mga artikulo sa paksa
