МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство образования

АНО ВПО СЗТУ

“ ”

«___» 20….

..…………………………

(подпись преподавателя)

.

Х И М И Я

Т е т р а д ь

д л я к о н т р о л ь н о й р а б о т ы

Студент Громов Алексей Андреевич

Специальность 13.03.02

Шифр 140282

Тихвин

2015

Задача N 2

Определите символы элементов и найдите величины, помеченные знаком “?” в табл. 1. Составьте электронные и электронно-графические формулы для атомов соответствующего элемента в основном состоянии.

Номер задачи	Символ	Атомный номер	Массовое число	Число протонов	Число нейтронов
2	?	23	51	?	?

Решение

Атомный (порядковый) номер химического элемента определяет заряд ядра его атомов. Ядро атома построено из нуклонов: протонов (заряд +1, масса 1) и нейтронов (заряд 0, масса 1). Следовательно, заряд ядра атома есть суммарный заряд его протонов (нейтроны заряда не несут), а массовое число – суммарная масса протонов и нейтронов. Поскольку и заряды, и массы этих частиц имеют единичные значения, то от них можно легко перейти непосредственно к числу частиц.

Таким образом, число протонов в ядре численно совпадает с атомным (порядковым) номером элемента в периодической системе Д.И. Менделеева. Число нейтронов можно вычислить по разности между массовым числом и числом протонов. Массовое число указывается верхним индексом слева от символа элемента.

Для указанного в условии задачи элемента:

Символ элемента	атомный номер (порядковый номер)	заряд ядра	массовое число	число протонов	число нейтронов
V	23	+23	51	23	28

Суммарный отрицательный заряд электронов в атоме компенсирует положительный заряд его ядра. Следовательно, число электронов в атоме равно числу протонов в его ядре.

Для рассматриваемого в задаче элемента V число электронов составляет: 23

Электронная формула атома - это условная запись, в которой зашифровано распределение электронов данного атома по энергетическим уровням и подуровням. Энергетические подуровни заполняются электронами в порядке, соответствующем росту их энергии:

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

Максимальная емкость подуровней:

s – 2 электрона, d - 10 электронов,

p - 6 электронов, f – 14 электронов

Электронная формула атома рассматриваемого элемента имеет вид:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d³

При составлении электронно-графической формулы необходимо каждый энергетический подуровень представить графически как совокупность квантовых ячеек:

s-подуровень

p-подуровень

d-подуровень

f-подуровень

Значение спинового квантового числа m_S: условно обозначается с помощью стрелки, направление которой определяется его знаком:  (+1/2) и  (-1/2).

Распределение электронов по квантовым ячейкам происходит в соответствии с правилом Хунда: суммарное спиновое число электронов данного подуровня должно быть максимальным (по возможности каждому электрону следует предоставлять отдельную квантовую ячейку и только поместив во все имеющиеся ячейки по одному электрону, приступать к «подселению» второго электрона).

Два электрона, сосуществующие в одной и той же квантовой ячейке, должны обладать противоположными значениями спинового квантового числа (следствие из принципа Паули): 

Электроны атома элемента V распределены по квантовым ячейкам следующим образом (в основном, т.е. отвечающем его минимальной энергии, состоянии):

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

4s² 3d³