Семестр 1 / 202_О-2Б12_Бочкарев В.Д

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Центр цифровых

образовательных технологий

«Нефтегазовое дело»

Индивидуальное домашнее задание

№2

Вариант – 202

по дисциплине:

Химия 1.6

Исполнитель:
студент группы	О-2Б12		Бочкарев Вячеслав Дмитриевич		28.12.2021
Руководитель:	О
преподаватель			Вайтулевич Елена Анатольевна

Томск - 2021

Практическое задание 2. Строение вещества.

1. Какие числа называют квантовыми? Перечислите их названия и обозначения. Для какого элемента “последним” (по заполнению в соответствии с правилом Гунда) в электронной оболочке будет электрон с набором квантовых чисел: n = 4, l = 1, m_l = 1, m_s = 1/2? Составьте электронно-графическую формулу атома этого элемента.

2. Объяснить закономерность в изменении длины связи Н‑Э в молекулах Н₂О (0,097 нм), Н₂S (0,133 нм), Н₂Se (0,147 нм), Н₂Тe (0,167 нм).

3. Опишите структуру периодической системы. Чем она является по отношению к Периодическому закону? Что общего у элементов одного периода и группы? Чем различаются главные и побочные подгруппы? Ответ иллюстрируйте примерами для элементов третьего периода и пятой группы.

4. Как изменяются металлические свойства элементов внутри периода, при переходе от одного периода к другому и в пределах одной группы? Чем объясняется такое изменение металлических свойств? Ответ подтвердите на примере элементов 3 периода и группы.

Решение:

1. Квантовыми числами называют числа, которые описывают состояние электрона в атоме и характеризуют его энергию, форму электронного облака, его ориентацию в пространстве и его спин. К ним относят – главное квантовое число n (характеризует энергию электрона на данном энергетическом уровне, численно равное номеру уровня), орбитальное квантовое число l (определяет форму атомной орбитали, численно принимает значение от 0 до гл. кв. число минус 1), магнитное квантовое число m (характеризует пространственную ориентацию орбиталей, численно равное 2l+1, принимающее значение от -l(не единица!) до +l(не единица!)) и спиновое число s (характеризующее собственный механический момент движения электрона, численно равный -1/2 и +1/2). Квантовые числа последнего электрона n = 4, l = 1, m_l = 1, m_s = ½ соответствует атом мышьяка

1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p3

s p d

n=1	
n=2				
n=3									
n=4				

2. С увеличением положения в группе увеличивается количество энергетических уровней расположения электронов, соответственно растет размер атома и длина связи.

3. Периодическая система – систематизация и классификация хим. элементов, разработанная Д.И. Менделеевым, являющаяся графической иллюстрацией периодического закона, который гласит: свойства элементов находятся в периодической зависимости от положительного заряда ядер их атомов. Все атомы разбиты на группы и периоды по закономерно повторяющимся свойствам. Горизонтальные последовательности элементов называются периодами, вертикальные – группы. Период — это последовательность элементов, начинающаяся с щелочного металла, заканчивающаяся благородным газом с тем же главным квантовым числом, равным номеру периода. Группа — это последовательность элементов, обладающих определенным химическим сходством. Номер группы чаще всего равен сумме валентных электронов (кроме I, II, VII групп), и, если они представляют собой s и p расположение АО, то такой элемент находится в главной подгруппе, а если d и f расположение АО в побочной. Пример 3 периода, начинается с щелочного металла натрия, заканчивается благородным газом аргоном, главное квантовое число валентных электронов 3. 5 группа включает в себя элементы Азот, фосфор, ванадий, мышьяк, ниобий, сурьма, тантал, висмут, при чем валентных электронов у всех 5, так как находятся в 5 группе, но одни из них находятся в главной подгруппе, другие в побочной, а именно азот, фосфор, мышья, сурьма, висмут главной подгруппы, остальные в побочной, и действительно, если проверить АО, то побочные подгруппа будет содержать d и f элементы.

4. Металлические свойства внутри периода ослабевают слева направо, в пределах одной группы сверху вниз они увеличиваются, при переходе от периода к периоду они повторяются. Объясняется тем, что в периоде растет количество электронов на внешнем уровне, поэтому энергия связи высокая. В группах же наоборот – увеличивается количество уровней, ослабевает связь, энергия связи уменьшается. Пример 3 периода – натрий щелочной металл с 1 валентным электроном на 3s уровне, легко с ним прощается при вступлении в хим. связь. И аргон с полностью заполненным внешним уровнем 3p. 5 группа азот, 5 валентных электронов на 2 уровне 2s2,2p3 и сурьма, 5 валентных электронов но уже на 5 уровне 5s2, 5p3 или вообще тантал 6s2, 5d3