На основании положения химического элемента № 31 и его электронной формулы составьте прогноз его химических свойств, ответив на следующие вопросы
Химия | ||
Решение задачи | ||
Выполнен, номер заказа №17022 | ||
Прошла проверку преподавателем МГУ | ||
Напишите мне в чат, пришлите ссылку на эту страницу в чат, оплатите и получите файл! |
Закажите у меня новую работу, просто написав мне в чат! |
На основании положения химического элемента № 31 и его электронной формулы составьте прогноз его химических свойств, ответив на следующие вопросы:
1. В каких периоде, группе и подгруппе располагается данный элемент в периодической системе Д.И. Менделеева?
2. Укажите соответствие между положением элемента в периодической системе Д.И. Менделеева и его электронной формулой (номером внешнего энергетического уровня, общим числом валентных электронов, характером их распределения по энергетическим подуровням).
3. К какому электронному семейству относится данный элемент?
4. Охарактеризуйте валентные состояния атомов данного элемента в основном и возбужденных состояниях с помощью электронно-графических формул.
5. Чему равны максимальная и минимальная степени окисления атомов этого элемента?
6. Каковы формулы высшего оксида и соответствующего гидроксида этого элемента?
Решение
Данный элемент располагается в периодической системе в периоде № 4, в группе № 3, в главной подгруппе. Электронная формула элемента имеет вид:
Номер внешнего энергетического уровня (n = 4) соответствует номеру периода. Общее число валентных электронов (электронов внешнего энергетического уровня, а также предвнешнего d-подуровня, если он застроен неполностью) для большинства элементов соответствует номеру группы.
Валентные электроны данного элемента: их общее число = 3, что соответствует номеру группы (3).
Принадлежность элементов к главным или побочным подгруппам определяется типом электронного семейства: s- и p-элементы составляют главные подгруппы, d- и f-элементы образуют побочные подгруппы.
Классификация химических элементов по электронным семействам основана на характере застройки электронных оболочек. В соответствии с ним элементы подразделяются на следующие электронные семейства:
- s-элементы (застройка внешнего s-подуровня, все внутренние слои застроены);
- p-элементы (застройка внешнего p-подуровня, все внутренние слои застроены);
- d-элементы (застройка предпоследнего d-подуровня);
- f-элементы (застройка третьего снаружи f-подуровня).
Исходя из указанной классификации элемент галлий Ga принадлежит к р-электронному семейству и находится в периодической системе в главной подгруппе.
Валентные состояния атомов определяются наличием одиночных неспаренных валентных электронов (спиновая валентность).
Для определения спиновой валентности элемента в основном (т.е. отвечающем его минимальной энергии) распределяем его валентные электроны по квантовм ячейкам в соответствии с принципом Паули и правилом Хунда:
Число одиночных неспаренных валентных электронов равно 1.
Кроме представленного выше основного состояния атома можно представить возбужденные состояния, в которые атом переходит при получении им дополнительных порций энергии, и которые характеризуются переходами электронов из занятых ячеек в свободные в пределах данного уровня, что проявляется в изменении спиновой валентности элемента.
Если свободные квантовые ячейки на данном энергетическом уровне отсутствуют, то возбужденные состояние невозможны, и спиновая валентность в таком случае постоянна. Возбужденные состояния для атома рассматриваемого в задаче элемента можно отобразить следующими схемами:
Значения спиновой валентности: 3.
Высшую (максимальную) степень окисления атом приобретает, отдав все свои валентные электроны. Поэтому для большинства элементов максимальная степень окисления равна номеру группы, в которой находится данный элемент в таблице Д.И. Менделеева. Следовательно, для элемента галлий Ga максимальная степень окисления составляет: +3.
Низшая (минимальная) степень окисления соответствует числу электронов, необходимых атому для достройки внешнего электронного слоя до октета восьмиэлектронной структуры). Поэтому минимальную степень окисления можно вычислить по формуле: Nгруппы - 8.
Однако, присоединение электронов свойственно только атомам типичных неметаллов, поэтому для металлов и переходных элементов минимальная степень окисления равна нулю. Рассматриваемый в задаче элемент галлий Ga проявляет минимальную степень окисления 0, не проявляет отрицательные степени окисления.
Зная величины максимальной и минимальной степени окисления атомов элементов, можно составить формулы их соединений. Оксиды - это соединения элементов с кислородом.
Общая формула оксида: (Э-символ элемента, О-символ кислорода, числа m и n показывают количественное соотношение между атомами элементов). Кислород проявляет минимальную степень окисления -2 (элемент VI группы). Поэтому для обеспечения электронейтральности химической формулы необходимо подобрать следующие соотношения m:n для указанного в задаче элемента: галлий Ga и формула его оксида имеет вид:
Гидроксиды - это основания (для типичных металлов и d-элементов, если их атомы находятся в степени окисления не выше +3) и кислоты (для типичных неметаллов и d-элементов в степенях окисления >3). Общая формула основания: , n = 3), при этом число гидроксильных групп соответствует валентности металла. Для элемента, приведенного в условии задачи, формула основания имеет вид: (если элемент не образует оснований, поставьте прочерк). Наиболее распространенные кислоты, в состав которых входят атомы элементов в максимальной степени окисления, имеют общую формулу Используя значения степеней окисления атомов и высшей степени окисления элемента Э), составляем формулу кислоты: - (если элемент не образует кислот, поставьте прочерк). Для кислот с m = 3 или 4 (орто-кислоты) возможно отщепление молекулы воды и образование второй формы кислоты - мета-формы.(H Для данного элемента образование мета-кислоты невозможно (возможно или невозможно), ее формула: -.
Похожие готовые решения по химии:
- Определите тип химической связи (неполярная ковалентная, полярная ковалентная или ионная) в веществах бромид лития и теллуроводород. В случае полярной или ионной связи укажите направление смещения электронов
- Пpоизведите необходимые вычисления и найдите недостающие величины, обозначенные знаком "?" в стpоке табл.6, соответствующей номеpу Вашей задачи (все pаствоpы – водные
- Составьте уравнения методом электронного баланса. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, а какое – восстановителем и за счет каких атомов. Определите типы данных окислительновосстановительных реакций
- Составьте схему гальванического элемента, напишите электронные уравнения электродных процессов и суммарное уравнение соответствующей окислительно-восстановительной реакции. Вычислите концентрацию раствора электролита или ЭДС
- Электрокинетический потенциал золя апельсинового сока равен =50 мВ. Определите скорость и электролитическую подвижность частиц сферической формы, если относительная диэлектрическая проницаемость =54,1, приложенная внешняя
- Как изменилась степень дисперсности у коллоидного раствора при испарении, если осмотическое давление его уменьшилось в 1000 раз
- Кристаллы сахара и сахарной пудры кубической формы имеют длину ребра (м): 2·10-3 ; 1·10-4 ; 6·10-5 ; 3·10-6 ; 5·10-7 ; 4·10-8 ; 7·10-9 . Вычислите их дисперсность, удельную поверхность и количество частиц в 1 м3
- Определите символы элементов и найдите величины, помеченные знаком “?” в табл. 1. Составьте электронные и электронно-графические формулы для атомов соответствующего элемента в основном состоянии
- Определите символы элементов и найдите величины, помеченные знаком “?” в табл. 1. Составьте электронные и электронно-графические формулы для атомов соответствующего элемента в основном состоянии
- Кристаллы сахара и сахарной пудры кубической формы имеют длину ребра (м): 2·10-3 ; 1·10-4 ; 6·10-5 ; 3·10-6 ; 5·10-7 ; 4·10-8 ; 7·10-9 . Вычислите их дисперсность, удельную поверхность и количество частиц в 1 м3
- Объясните знак изменения энтальпии и энтропии. Возможно ли самопроизвольное протекание данной реакции при стандартных условиях
- Определите тип химической связи (неполярная ковалентная, полярная ковалентная или ионная) в веществах бромид лития и теллуроводород. В случае полярной или ионной связи укажите направление смещения электронов