химический каталог




Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы

Автор Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин

выводу, что двойственная природа характерна не только для фотонов и что каждая микрочастица, имеющая массу покоя (электрон, протон, нейтрон, а-части-ца и т. д.), обладает также и волновыми свойствами. Длина волны X, возникающая при движении материальной частицы, зависит от ее массы покоя т, скорости v и определяется уравнением

Х=—, (1)

где Л — постоянная Планка, равная 6,626 • 10~34Дж • с.

Волны, возникающие при движении частиц, получили название волн де Вройля.

6,626 - 10"

Скорость движения электрона рассчитывается по уравнению (1): 7,07 • 107 м/с.

1,03 • 10 • 9,1 ? 10

Уравнение де Вройля применимо и к частицам с большими массами. Но волны, связанные с макроскопическими телами, практически невозможно наблюдать, так как их длины гораздо меньше расстояний между штрихами любой дифракционной решетки. Это объясняет, почему уравнение де Бройля так важно для самых легких микрочастиц.

Ответ. 7,07 • 107м/с.

Задача 2-5. Опишите электронные конфигурации элементов с порядковыми номерами 26 и 75.

Решение. В подавляющем большинстве атомов и ионов энергия орбиталей увеличивается в ряду: Is < 2s < 2р < За < Зр < 4s < < 3d < 4р < 5s < 4d < 5р < 6s < 4f < 5d < 6p < Is < Ы < 6d < 7p. Для запоминания этого довольно сложного ряда существует удобный метод, суть которого ясна из следующей таблицы:

2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы 19 Глава 2. Строение атома и периодический закон

Очень важным оказывается значение разницы в энергии орбиталей. Общее правило здесь таково: чем больше главное квантовое число, тем меньше разница в энергии соседних орбиталей. Примерная энергетическая схема изображена на рис. 2.1. Из рисунка видно, что разница в энергии между 2s- и ls-орбиталями в несколько раз больше разницы между 3s- и 28-орбиталями, а последняя, в свою очередь, в несколько раз больше разницы между 4s- и Зв-орбиталями.

При заполнении орбиталей электронами используются три правила:

Правило 1. Принцип наименьшей энергии — для получения электронной конфигурации основного состояния атома или иона необходимо заполнять электронами свободные орбитали с наименьшей энергией.

Правило 2. Принцип запрета Паули. Согласно этому принципу на любой орбитали могут находиться не более двух электронов. Таким образом, на s-оболочке (1 орбиталь) могут находиться 2 электрона, на р-оболочке (3 орбитали) — 6 электронов, на d-оболочке (5 орбита-лей) — 10 электронов, на f-оболочке (7 орбиталей) — 14 электронов.

Правило 3. Правило Хунда — в Основном состоянии (т. е. в состоянии с наименьшей энергией) атом (или ион) имеет максимально возможное число неспаренных электронов в пределах одной орбитали.

Применив эти правила к элементу с порядковым номером 25 (25 электронов), получим электронную конфигурацию: Is2 2s2 2р6 Зз2 3pe 4s2 3d5, в которой все Зй-электроны — неспаренные (рис. 2.1).

По этим же правилам конфигурация 75-го элемента: Is2 2s2 2pe 3s2 Зр6 4s2 3d10 4pe 5s2 4d10 5pe 6s2 4/14 5d5.4PH-3SH* -H- -H-2P

Рис. 2.1, Энергетическая диаграмма распределения электронов по орбита-лям для 25-го элемента (25Мп)

20 2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы 1, Теоретические основы химии

Задача 2-6. Какова электронная конфигурация атома азота в основном состоянии? Сколько электронных пар имеется в атоме азота и какие орбитали они занимают? Сколько в атоме неспаренных электронов и какие орбитали они занимают?

Решение. Электронная конфигурация атома имеет структуру ls22s22p3. Изображая эту конфигурацию при помощи квантовых ячеек

7N IT it T T T

Is 2s 2p

видим, что в атоме азота содержатся две электронные пары (занимают Is- и 2в-орбитали). В соответствии с правилом Гунда неспаренных электрона три, они занимают 2рх-, 2ру- и 2рг-орбитали соответственно.

Задача 2-7. Какой инертный газ и ионы каких элементов имеют одинаковую электронную конфигурацию с частицей, возникающей в результате удаления из атома магния всех валентных электронов?

Решение. Электронная оболочка атома магния имеет структуру Is2 2s2 2pe 3s2". При удалении двух валентных электронов образуется ион Mg2+ с. конфигурацией ls22s22pG. Такую же электронную конфигурацию имеют атом Ne и ионы 02~, F~, Na+, А13+ и др.

Задача 2-8. Напишите электронную конфигурацию атома калия в первом возбужденном состоянии.

Решение. Электронная конфигурация атома калия в основном состоянии — 1я2 2s2 2p63s23pe4s1. Первое возбужденное состояние получается при переходе одного электрона с высшей занятой орбитали (4s) на низшую свободную орбиталь (3d). Электронная конфигурация атома калия в первом возбужденном состоянии — Is2 2s2 2р6 3s23pe3d1 (см. таблицу энергий орбиталей в задаче 2-5).

Задача 2-9. Запишите значения магнитного квантового числа т{ и спина для каждого из десяти электронов, расположенных на третьем энергетическом уровне (п = 3) и занимающих все десять квантовых ячеек 34-орбиталей (/ — 2).

Решение. Руководствуясь принципом Паули (см. выше задачу 2-5), решение удобно представить в табличном виде;

Число электронов 1 2 3

страница 5
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134

Скачать книгу "Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы" (10Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
смесительный узел surp 60-6.3 в смете ру
ортопедическое основание для кровати 80х160
iso dfa
домашние акустические системы

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.10.2017)