Лабораторная работа № 6

Тема: Электронные конфигурации атомов и одноатомных ионов.

Цель занятия: привить навыки составления формул, выражающих электронную конфигурацию атомов и одноатомных ионов металлических и неметаллических элементов.

План занятия:

1. Электронные конфигурации атомов. Зависимость свойств элементов от строения их атомов.

2. Провести реакции согласно предложенным лабораторным опытам.

Материалы и оборудование: штатив с пробирками, гранулы цинка, алюминия, магния, растворы: нитрата свинца, иодида и сульфида натрия,

Глоссарий

Электронная конфигурация — формула расположения электронов по различным электронным оболочкам атома химического элемента или молекулы.

Лабораторный практикум

Опыт 1. Электронное строение атомов и одноатомных ионов металлов.

При окислении атомов металлов число электронов в электронной оболочке уменьшается и образуются ионы с положительным зарядом. Например:

Mg – 2e ^-  Mg ²⁺

…3s² …3s⁰

В три пробирки (на 1/3 объема) налейте раствор нитрата свинца Pb(NO₃)₂. В первую пробирку опустите железо, во вторую – цинк, в третью – магний. Через несколько минут осмотрите поверхность металлов, опущенных в раствор соли свинца. Составьте уравнения реакций, которые прошли между железом, магнием и цинком с нитратом свинца. Заполните таблицу:

До реакции		После реакции
Химический знак атома или иона металла	Электронная формула атома или иона	Химический знак атома или иона металла	Электронная формула атома или иона
Fe Mg Zn Pb^2+	…3d^64s^2

Приведите схему распределения в квантовых ячейках электронов, отвечающих сокращенным электронным формулам атомов: а) магния; б) железа; в) цинка; г) свинца. Какими значениями квантовых чисел (n, l и m) характеризуется атомная орбиталь формирующего электрона в атомах: а) магния; б) железа; в) цинка; г) свинца? Найдите в периодической системе электронные аналоги свинца и запишите сокращенные формулы, выражающие электронную структуру атомов этих элементов.

Опыт 2. Электронное строение атомов и одноатомных ионов неметаллов.

При восстановлении атомов неметаллов число электронов в электронной оболочке возрастает и образуются ионы с отрицательным зарядом. Например: Br + e ^-  Br ^-

…4s² 4p⁵ …4s² 4p⁶

Опыт проводите под тягой! По заданию преподавателя в пробирку весите несколько кристалликов

дихромата калия (марганца или диоксида свинца) и добавьте 2-3 капли концентрированной соляной кислоты. Если реакция протекает неактивно, содержимое пробирки осторожно нагрейте. Отметьте цвет образующегося газа и испытайте его действие на бумажку, смоченную раствором иодида калия (натрия). Напишите уравнения соответствующих реакций. Заполните таблицу:

До реакции		После реакции
Химический знак атома или иона неметалла	Электронная формула атома или иона	Химический знак атома или иона неметалла	Электронная формула атома или иона
S^2- I^- Cl	…3s^2 3p^6

Приведите схему распределения в квантовых ячейках электронов, отвечающих сокращенным электронным формулам атомов: а) серы; б) хлора; в) иода. Какими значениями квантовых чисел (n, l и m) характеризуется атомная орбиталь формирующего электрона в атомах: а) серы; б) хлора; в) иода? Найдите в периодической системе Д.И.Менделеева элемент, электронная формула которого …4s² 4p⁴. Какими значениями квантовых чисел (главного и орбитального) характеризуются внешние р-электроны в атоме этого элемента?

Вопросы и задания

1. Какими четырьмя квантовыми числами характеризуется состояние электронов в атоме? Какое значение они имеют для внешних электронов атома кальция?

2. В чем заключается принцип Паули, принцип наименьшей энергии, правило Хунда?

3. Укажите значения главного, орбитального и магнитного квантовых чисел, характеризующие атомную орбиталь 11-го электрона в атоме натрия.

4. Какой энергетический подуровень заполняется в атомах сначала: 4s или 3d; 4р или 3d? Почему?

Задачи и упражнения для СРС

Н.Л.Глинка Задачи и упражнения по общей химии. 228-247 задачи и вопросы. Стр.60-61