• Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно

    Рассмотрим задания №1 из вариантов ЕГЭ за 2016 год.

    Задание №1.

    Электронная формула внешнего электронного слоя 3s²3p6 соответствует строению каждой из двух частиц:

    1. Arº и Kº 2. Cl‾ и K+ 3. S²‾ и Naº 4. Clº и Ca2+

    Объяснение: среди вариантов ответа приведены атомы в невозбужденном и возбужденном состояниях, то есть электронная конфигурация, допустим иона калия не соответствует его положению в периодической системе. Рассмотрим вариант 1 Arº и Kº. Напишем их электронные конфигурации: Arº: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6; Kº: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 - подходящая электронная конфигурация только у аргона. Рассмотрим вариант ответа №2 - Cl‾ и K+. K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 4s0; Cl‾: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Следовательно, правильный ответ - 2.

    Задание №2.

    1. Caº 2. K+ 3. Cl+ 4. Zn2+

    Объяснение: для напишем электронную конфигурацию аргона: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Кальций не подходит, так как у него на 2 электрона больше. У калия: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0. Правильный ответ - 2.

    Задание №3.

    Элемент, электронная конфигурация атома которого 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4, образует водородное соединение

    1. CH4 2. SiH4 3. H2O 4. H2S

    Объяснение: посмотрим в периодическую систему, такую электронную конфигурацию имеет атом серы. Правильный ответ - 4.

    Задание №4.

    Сходную конфигурацию внешнего энергетического уровня имеют атомы магния и

    1. Кальция 2. Хрома 3. Кремния 4. Алюминия

    Объяснение: у магния конфигурация внешнего энергетического уровня: 3s2. У кальция: 4s2, у хрома: 4s2 3d4, у кремния: 3s2 2p2, у алюминия: 3s2 3p1. Правильный ответ - 1.

    Задание № 5.

    Атому аргона в основном состоянии соответствует электронная конфигурация частицы:

    1. S²‾ 2. Zn2+ 3. Si4+ 4. Seº

    Объяснение: электронная конфигурация аргона в основном состоянии - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. У S²‾ электронная конфигурация: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p(4+2). Правильный ответ - 1.

    Задание №6.

    Сходную конфигурацию внешнего энергетического уровня имеют атомы фосфора и

    1. Ar 2. Al 3. Cl 4. N

    Объяснение: напишем электронную конфигурацию внешнего уровня атома фосфора: 3s2 3p3.

    У алюминия: 3s2 3p1;

    У аргона: 3s2 3p6;

    У хлора: 3s2 3p5;

    У азота: 2s2 2p3.

    Правильный ответ - 4.

    Задание №7.

    Электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 соответствует частице

    1. S4+ 2. P3- 3. Al3+ 4. O2-

    Объяснение: данная электронная конфигурация соответствует атому аргона в основном состоянии. Рассмотрим варианты ответа:

    S4+: 1s2 2s2 2p6 3s2 2p0

    P3-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p(3+3)

    Правильный ответ - 2.

    Задание №8.

    Какая электронная конфигурация соответствует распределению валентных электронов в атоме хрома:

    1. 3d2 4s2 2. 3s2 3p4 3. 3d5 4s1 4. 4s2 4p6

    Объяснение: напишем электронную конфигурацию хрома в основном состоянии: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5. Валентные электроны находятся на последних двух подуровнях 4s и 3d (здесь происходит перескок одного электрона с подуровня s на d). Правильный ответ - 3.

    Задание №9.

    Три неспаренных электрона на внешнем электронном уровне в основном состоянии содержит атом

    1. Титана 2. Кремния 3. Магния 4. Фосфора

    Объяснение: для того, чтобы иметь 3 неспаренных электрона, нужно, чтобы элемент находился в пятой группе. Следовательно, правильный ответ - 4.

    Задание №10.

    Атом химического элемента, высший оксид которого RO2, имеет конфигурацию внешнего уровня:

    1. ns2 np4 2. ns2 np2 3. ns2 4. ns2 np1

    Объяснение: данный элемент имеет степень окисления (в этом соединении) +4, то есть он должен иметь 4 валентных электрона на внешнем уровне. Следовательно, правильный ответ - 2.

    (можно подумать, что правильный ответ - 1, но у такого атома максимальная степень окисления будет +6 (так как 6 электронов на внешнем уровне), но нам нужно, чтобы высший оксид имел формулу RO2, а такой элемент будет иметь высший оксид RO3)

    Задания для самостоятельной работы.

    1. Электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 соответствует атому

    1. Алюминия 2. Азота 3. Хлора 4. Фтора

    2. Восьмиэлектронную внешнюю оболочку имеет частица

    1. P3+ 2. Mg2+ 3. Cl5+ 4. Fe2+

    3. Порядковый номер элемента, электронное строение атома которого 1s2 2s2 2p3, равен

    1. 5 2. 6 3. 7 4. 4

    4. Число электронов в ионе меди Cu2+ равно

    1. 64 2. 66 3. 29 4. 27

    5. Сходную конфигурацию внешнего энергетического уровня имеют атомы азота и

    1. Серы 2. Хлора 3. Мышьяка 4. Марганца

    6. Какое соединение содержит катион и анион с электронной конфигурацией 1s2 2s2 2p6 3s3 3p6?

    1. NaCl 2. NaBr 3. KCl 4. KBr

    7. Число электронов в ионе железа Fe2+ равно

    1. 54 2. 28 3. 58 4. 24

    8. Электронную конфигурацию инертного газа имеет ион

    1. Cr2+ 2. S2- 3. Zn2+ 4. N2-

    9. Сходную конфигурацию внешнего энергетического уровня имеют атомы фтора и

    1. Кислорода 2. Лития 3. Брома 4. Неона

    10. Элементу, электронная формула атома которого 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4, соответствует водородное соединение

    1. HCl 2. PH3 3. H2S 4. SiH4

    В данной заметке использовались задания из сборника ЕГЭ 2016-го года под редакцией А.А. Кавериной.

    Важнейшим достижением ТКП является хорошее объяснение причин той или иной окраски комплексных соединений. Прежде чем мы попытаемся объяснить причину появления окраски у комплексных соединений, напомним, что видимый свет представляет собой электромагнитное излучение, длина волны которого находится в пределах от 400 до 700 нм. Энергия этого излучения обратно пропорциональна его длине волны:

    Е = h×n = h×c/l

    Энергия 162 193 206 214 244 278 300

    Е, кДж/моль


    Длина волны 760 620 580 560 490 430 400

    Оказывается, энергия расщепления d-уровня кристаллическим полем, обозначаемая символом D, имеет величину такого же порядка, что и энергия фотона видимого света. Поэтому комплексы переходных металлов могут поглощать свет в видимой области спектра. Поглощаемый фотон возбуждает электрон с нижнего энергетического уровня d-орбиталей на более высокий уровень. Поясним сказанное на примере 3+ . У титана (III) только 1 d-электрон, комплекс имеет в видимой области спектра лишь один пик поглощения. Максимум интенсивности 510 нм. Свет с этой длиной волны заставляет d-электрон переместиться с нижнего энергетического уровня d‑орбиталей на верхний. В результате поглощения излучения молекула поглощаемого вещества переходит из основного состояния с минимальной энергией Е 1 в более высокое энергетическое состояние Е 2 . Энергия возбуждения распределяется по отдельным энергетическим колебательным уровням молекулы, превращаясь в тепловую. Электронные переходы, вызванные поглощением строго определенных квантов световой энергии, характеризуются наличием строго определенных полос поглощения. Причем, поглощение света происходит только в том случае, когда энергия поглощаемого кванта совпадает с разностью энергий DЕ между квантовыми энергетическими уровнями в конечном и начальном состояниях поглощающей молекулы:

    DЕ = Е 2 – Е 1 = h×n = h×c/l,

    где h - постоянная Планка; n - частота поглощаемого излучения; с- скорость света; l - длина волны поглощаемого света.

    Когда образец какого-либо вещества освещается светом, в наш глаз поступают отраженные от него лучи всех непоглощенных образцом цветов. Если образец поглощает свет всех длин волн, лучи от него не отражаются, и такой предмет кажется нам черным. Если же образец вообще не поглощает света, мы его воспринимаем как белый или бесцветный. Если образец поглощает все лучи кроме оранжевого, то он кажется оранжевым. Возможен и еще один вариант - образец может казаться оранжевым и тогда, когда в наш глаз попадают лучи всех цветов кроме голубого. И наоборот, если образец поглощает только оранжевые лучи, он кажется голубым. Голубой и оранжевый цвет называются дополнительными.

    Последовательность спектральных цветов: к аждый о хотник ж елает з нать, г дес идит ф азан - к расный, о ранжевый, ж елтый, з еленый, г олубой, с иний, ф иолетовый.

    Для аквакомплекса 3+ числовому значению D расщ. = 163 кДж/моль соответствует граница видимого красного излучения, поэтому водные растворы солей Fe 3+ практически бесцветны. Гексацианоферрат (III) имеет D расщ. = 418 кДж/моль, что соответствует поглощению в сине-фиолетовой части спектра и отражению в желто-оранжевой. Растворы, содержащие гексацианоферрат (III)-ионы, окрашены в желтый цвет с оранжевым оттенком. Значение D расщ. 3+ невелико, по сравнению с 3- , что отражает не очень большую энергию связи Fe 3+ -OH 2 . Большая энергия расщепления 3- свидетельствует о том, что энергия связи Fe 3+ -CN – больше, и, следовательно, для отщепления CN – нужна большая энергия. Из экспериментальных данных известно, что молекулы Н 2 О в координационной сфере 3+ имеют среднее время жизни около 10 -2 с, а комплекс 3- чрезвычайно медленно отщепляет лиганды CN - .

    Рассмотрим несколько примеров, позволяющих решать задачи с применением ТКП.

    Пример: комплексный ион транс‑ + поглощает свет главным образом в красной области спектра - 640 нм. Какова окраска этого комплекса?

    Решение : поскольку рассматриваемый комплекс поглощает красный свет, его окраска должна быть дополнительной к красному цвету - зеленой.

    Пример: ионы А1 3+ , Zn 2+ и Co 2+ находятся в октаэдрическом окружении лигандов. Какой из этих ионов может поглощать видимый свет и вследствие этого представляется нам окрашенным?

    Решение : ион А1 3+ имеет электронную конфигурацию . Поскольку у него нет внешних d‑электронов, он не окрашен. Ион Zn 2+ имеет электронную конфигурацию - 3d 10 . В этом случае все d-орбитали заполнены электронами. Орбитали d x 2– y2 и d x 2 не могут принять электрон, возбуждаемый с нижнего энергетического уровня орбиталей d xy , d yz , d xz . Поэтому комплекс Zn 2+ тоже бесцветен. Ион Со 2+ имеет электронную конфигурацию - d 7 . В этом случае возможно перемещение одного d-электрона с нижнего энергетического уровня орбиталей d xy , d yz , d xz на верхний энергетический уровень орбиталей d x 2– y2 и d x 2 . Поэтому комплекс иона Со 2+ окрашен.

    Пример: как объяснить, почему окраска диамагнитных комплексов 3+ , 3+ , 3– оранжевая, тогда как у парамагнитных комплексов 3– , 0 окраска голубая?

    Решение : оранжевое окрашивание комплексов указывает на поглощение в сине-фиолетовой части спектра, т.е. в области коротких длин волн. Таким образом, расщепление для этих комплексов - большая величина, что и обеспечивает их принадлежность к низкоспиновым комплексам (D>Р). Спаривание электронов (d 6 -конфигурация, все шесть электронов на t 2g подуровне) связано с тем, что лиганды NH 3 , en, NO 2 - принадлежат к правой части спектрохимического ряда. Поэтому они при комплексообразовании создают сильное поле. Окрашивание второй группы комплексов в голубой цвет означает, что они поглощают энергию в желто‑красной, т.е. длинноволновой части спектра. Так как длина волны, при которой комплекс поглощает свет, определяет величину расщепления, можно сказать, что значение D в этом случае относительно мало (D<Р). Это и понятно: лиганды F – и H 2 O находятся в левой части спектрохимического ряда и образуют слабое поле. Поэтому энергии расщепления D в данном случае недостаточно для спаривания электронов кобальта (III) и электронная конфигурация в этом случае - t 4 2g ,е 2 g , а не t 6 2g e 0 g .

    Пример: используя теорию кристаллического поля, объясните, почему комплексный ион - в водном растворе бесцветный, а 2 – окрашен в зеленый цвет?

    Решение: комплекс - образован катионом меди Cu + с электронной конфигурацией 3d 10 4s 0 , все d-орбитали заполнены, переход электронов невозможен, поэтому раствор не окрашен. Комплекс 2- образован катионом Cu 2+ , электронная конфигурация которого 3d 9 4s 0 , следовательно на d– подуровне имеется вакансия. Переход электронов при поглощении света на d-подуровне определяет окраску комплекса. Аквакомплексы меди (П) имеют в водном растворе голубую окраску, введение во внутреннюю сферу комплекса хлорид-ионов приводит к образованию смешанно-лигандного комплекса, что и вызывает изменение окраски раствора на зеленую.

    Пример : По методу валентных связей с учетом теории кристаллического поля определите тип гибридизации центрального атома и предскажите геометрическую форму комплексов:

    - + -

    Решение : выберем среди указанных комплексов соединения, образованные Э + , это:

    + - 3-

    - + .

    Химическая связь в данных комплексах образована по донорно-акцепторному механизму, донорами электронов являются лиганды: молекулы аммиака и цианид-ионы (монодентатные лиганды) и тиосульфат ионы (бидентатный лиганд). Акцептор электронов – катион Э + . Электронная конфигурация (n-1)d 10 ns 0 np 0 . В образовании двух связей с монодентатными лигандами принимают участие внешние ns- и np- орбитали, тип гибридизации центрального атома sp, геометрическая форма комплексов линейная, нет неспаренных электронов, ион диамагнитен. При образовании четырех донорно-акцепторных связей с бидентатным лигандом по МВС принимают участие одна s –орбиталь и три p-орбитали центрального атома, тип гибридизации sp 3 , геометрическая форма комплекса тетраэдрическая, нет неспаренных электронов.

    Вторая группа комплексов:

    - - - 3+

    образована ионом золота (III), электронная конфигурация которого 5d 8 6s 0 . Лиганды, принимающие участие в образовании комплексов, можно в соответствии со спектрохимическим рядом лигандов разделить на слабые: хлорид- и бромид-ионы и сильные: аммиак и цианид-ионы. На 5d-орбиталях в соответствии с правилом Хунда имеется два неспаренных электрона и они сохраняются при образовании донорно-акцепторных связей с лигандами слабого поля. Для образования связей катион золота предоставляет одну 6s- и три 6p-орбитали. Тип гибридизации центрального атома sp 3 . Пространственная структура комплексного иона – тетраэдрическая. Имеется два неспаренных электрона, комплекс парамагнитен.

    Под воздействием лигандов сильного поля происходит спраривание электронов иона золота (III) с освобождением одной 5d-орбитали. В образовании четырех донорно-акцепторных связей принимают участие одна 5d- ,одна 6s- и две 6р-орбитали центрального атома. Тип гибридизации dsp 2 .Это приводит к плоско-квадратной структуре комплексного иона. Нет неспаренных электронов, комплексы диамагнитны.

    Окраска раствора комплекса зависит от его состава, строения и определяется длиной волны l max , отвечающей максимуму полосы поглощения, интенсивностью полосы, зависящей от того, запрещен ли квантовохимически соответствующий электронный переход, размытостью полосы поглощения, зависящий от ряда параметров, таких, как электронная структура комплекса, интенсивность теплового движения в системе, степень искажения правильной геометрической формы координационного полиэдра и др.

    Теория метода валентных связей

    1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 6 4p 0 4d 0

    В соответствии с правилом Хунда электроны на внешнем энергетическом уровне располагаются следующим образом:

    Комплексообразователь имеет координационное число к.ч. = 6, поэтому может присоединить 6 лигандов, каждый из которых имеет неподеленную электронную пару и является, таким образом, донором электронов. Акцептор (комплексообразователь) для размещения шести электронных пар должен предоставить шесть вакантных орбиталей. При образовании комплексного иона 3+ четыре неспаренных электрона в d – состоянии Co 3+ сначала образуют электронные пары, в результате чего две 3d-орбитали освобождаются:

    Затем образуется сам комплексный ион 3+ , имеющий следующее строение:

    В образовании этого комплексного иона принимают участие внутренние 3d-орбитали и внешние 4s- и 4p-орбитали. Тип гибридизации — d 2 sp 3 .

    Наличие только спаренных электронов говорит о диамагнитных свойствах иона.

    Теория кристаллического поля

    Теория кристаллического поля основывается на допущении, что связь между комплексообразователем и лигандами частично . Однако принимается во внимание влияние электростатического поля лигандов на энергетическое состояние электронов центрального иона.

    Рассмотрим две комплексные соли: K 2 и K 3 .

    K 2 – имеет тетраэдрическую пространственную структуру (sp 3 — гибридизация)

    K 3 – имеет октаэдрическую пространственную структуру (sp 3 d 2 -гибридизация)

    Комплексообразователи имеют следующую электронную конфигурацию:

    d – электроны одного и того же энергетического уровня одинаковы в случае свободного атома или иона. Но действие электростатического поля лигандов способствует расщеплению энергетических уровней d – орбиталей в центральном ионе. И расщепление тем больше (при одном и том же комплексообразователе), чем сильнее поле, создаваемое лигандами. По своей способности вызывать расщепление энергетических уровней лиганды располагаются в ряд:

    CN — > NO 2 — > NH 3 > SCN — > H 2 O > OH — > F — > Cl — > Br — > I —

    Строение комплексного иона влияет на характер расщепления энергетических уровней комплексообразователя.

    При октаэдрическом строении комплексного иона, d γ -орбитали (d z 2 -, d x 2 — y 2 -орбитали) подвержены сильному взаимодействию поля лигандов , и электроны этих орбиталей могут иметь большую энергию, чем электроны d ε -орбитали (d xy , d xz , d yz – орбитали).

    Расщепление энергетических уровней для электронов в d-состоянии в октаэдрическом поле лигандов можно представить в виде схемы:

    Здесь Δ окт – энергия расщепления в октаэдрическом поле лигандов.

    При тетраэдрической структуре комплексного иона d γ -орбитали обладают более низкой энергией, чем d ε -орбитали:

    Здесь Δ тетр – энергия расщепления в тетраэдрическом поле лигандов.

    Энергию расщепления Δ определяют экспериментально по спектрам поглощения веществом квантов света, энергия которых равна энергии соответствующих электронных переходов. Спектр поглощения, а также и окраска комплексных соединений d-элементов, обусловлены переходом электронов с d-орбитали низшей энергии на d-орбиталь с более высокой энергией.

    Так, в случае соли K 3 , при поглощении кванта света, вероятен переход электрона с d ε -орбитали на d γ -орбиталь. Этим объясняется, что данная соль имеет оранжево-красную окраску. А соль K 2 не может поглощать свет и, вследствие этого, она бесцветна. Это объясняется тем, что переход электронов с d γ -орбитали на d ε -орбиталь неосуществим.

    Теория молекулярных орбиталей

    Метод МО был ранее рассмотрен в разделе .

    С помощью этого метода изобразим электронную конфигурацию высокоспинового комплексного иона 2+ .

    Электронная конфигурация иона Ni 2+ :

    1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 8 4p 0 4d 0 или …4s 0 3d 8 4p 0 4d 0

    В комплексном ионе 2+ в образовании химической связи принимают участие 8 электронов центрального иона Ni 2+ и 12 электронов шести лигандов NH 3.

    Комплексный ион имеет октаэдрическое строение . Образование МО возможно только в том случае, когда энергии исходных взаимодействующих частиц близки по своим значениям, а также ориентированы в пространстве соответствующим образом.

    В нашем случае, орбиталь 4s иона Ni 2+ равноценно перекрывается с орбиталями каждого из шести лигандов. В результате этого образуются молекулярные орбитали: связывающая σ s св и разрыхляющая σ s разр.

    Перекрывание трех 4p-орбиталей комплексообразователя с орбиталями лигандов приводит к образованию шести σp-орбиталей: связывающих σ х св, σ y св, σ z св и разрыхляющих σ х разр, σ y разр, σ z разр.

    Перекрывание d z 2 и d x 2 — y 2 комплексообразователя с орбиталями лигандов способствует образованию четырех молекулярных орбиталей: двух связывающих σ св х 2 — y 2 , σ св z 2 и двух разрыхляющих σ разр х 2 — y 2 , σ разр z 2 .

    Орбитали d xy , d xz , d yz иона Ni 2+ не связываются с орбиталями лигандов, т.к. не направлены к ним. Вследствие этого, они не принимают участия в образовании σ-связи, и являются несвязывающими орбиталями: π xz , π xy , π yz .

    Итого, комплексный ион 2+ содержит 15 молекулярных орбиталей. Расположение электронов можно изобразить следующим образом:

    (σ s св) 2 (σ х св) 2 (σ y св) 2 (σ z св) 2 (σ св х 2 — y 2) 2 (σ св z 2) 2 (π xz) 2 (π xy) 2 (π yz) 2 (σ разр х 2 — y 2) (σ разр z 2)

    Схематично образование молекулярных орбиталей изображено на диаграмме ниже:

    Категории , You need to enable JavaScript to run this app.

    Электронная конфигурация атома - это формула, показывающая расположение электронов в атоме по уровням и подуровням. После изучения статьи Вы узнаете, где и как располагаются электроны, познакомитесь с квантовыми числами и сможете построить электронную конфигурацию атома по его номеру, в конце статьи приведена таблица элементов.

    Для чего изучать электронную конфигурацию элементов?

    Атомы как конструктор: есть определённое количество деталей, они отличаются друг от друга, но две детали одного типа абсолютно одинаковы. Но этот конструктор куда интереснее, чем пластмассовый и вот почему. Конфигурация меняется в зависимости от того, кто есть рядом. Например, кислород рядом с водородом может превратиться в воду, рядом с натрием в газ, а находясь рядом с железом вовсе превращает его в ржавчину. Что бы ответить на вопрос почему так происходит и предугадать поведение атома рядом с другим необходимо изучить электронную конфигурацию, о чём и пойдёт речь ниже.

    Сколько электронов в атоме?

    Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов, ядро состоит из протонов и нейтронов. В нейтральном состоянии у каждого атома количество электронов равно количеству протонов в его ядре. Количество протонов обозначили порядковым номером элемента, например, сера, имеет 16 протонов - 16й элемент периодической системы. Золото имеет 79 протонов - 79й элемент таблицы Менделеева. Соответственно, в сере в нейтральном состоянии 16 электронов, а в золоте 79 электронов.

    Где искать электрон?

    Наблюдая поведение электрона были выведены определённые закономерности, они описываются квантовыми числами, всего их четыре:

    • Главное квантовое число
    • Орбитальное квантовое число
    • Магнитное квантовое число
    • Спиновое квантовое число

    Орбиталь

    Далее, вместо слова орбита, мы будем использовать термин "орбиталь", орбиталь - это волновая функция электрона, грубо - это область, в которой электрон проводит 90% времени.
    N - уровень
    L - оболочка
    M l - номер орбитали
    M s - первый или второй электрон на орбитали

    Орбитальное квантовое число l

    В результате исследования электронного облака, обнаружили, что в зависимости от уровня энергии, облако принимает четыре основных формы: шар, гантели и другие две, более сложные. В порядке возрастания энергии, эти формы называются s-,p-,d- и f-оболочкой. На каждой из таких оболочек может располагаться 1 (на s), 3 (на p), 5 (на d) и 7 (на f) орбиталей. Орбитальное квантовое число - это оболочка, на которой находятся орбитали. Орбитальное квантовое число для s,p,d и f-орбиталей соответственно принимает значения 0,1,2 или 3.

    На s-оболочке одна орбиталь (L=0) - два электрона
    На p-оболочке три орбитали (L=1) - шесть электронов
    На d-оболочке пять орбиталей (L=2) - десять электронов
    На f-оболочке семь орбиталей (L=3) - четырнадцать электронов

    Магнитное квантовое число m l

    На p-оболочке находится три орбитали, они обозначаются цифрами от -L, до +L, то есть, для p-оболочки (L=1) существуют орбитали "-1", "0" и "1". Магнитное квантовое число обозначается буквой m l .

    Внутри оболочки электронам легче располагаться на разных орбиталях, поэтому первые электроны заполняют по одному на каждую орбиталь, а затем уже к каждому присоединяется его пара.

    Рассмотрим d-оболочку:
    d-оболочке соответствует значение L=2, то есть пять орбиталей (-2,-1,0,1 и 2), первые пять электронов заполняют оболочку принимая значения M l =-2,M l =-1,M l =0, M l =1,M l =2.

    Спиновое квантовое число m s

    Спин - это направление вращения электрона вокруг своей оси, направлений два, поэтому спиновое квантовое число имеет два значения: +1/2 и -1/2. На одном энергетическом подуровне могут находиться два электрона только с противоположными спинами. Спиновое квантовое число обозначается m s

    Главное квантовое число n

    Главное квантовое число - это уровень энергии, на данный момент известны семь энергетических уровней, каждый обозначается арабской цифрой: 1,2,3,...7. Количество оболочек на каждом уровне равно номеру уровня: на первом уровне одна оболочка, на втором две и т.д.

    Номер электрона


    Итак, любой электрон можно описать четырьмя квантовыми числами, комбинация из этих чисел уникальна для каждой позиции электрона, возьмём первый электрон, самый низкий энергетический уровень это N=1, на первом уровне распологается одна оболочка, первая оболочка на любом уровне имеет форму шара (s-оболочка), т.е. L=0, магнитное квантовое число может принять только одно значение, M l =0 и спин будет равен +1/2. Если мы возьмём пятый электрон (в каком бы атоме он не был), то главные квантовые числа для него будут: N=2, L=1, M=-1, спин 1/2.

    Тетрафторид дицинка

    Zn 2 F 4 (г). Термодинамические свойства газообразного тетрафторида дицинка в стандартном состоянии в интервале температур 100 - 6000 К приведены в табл. Zn 2 F 4 .

    Молекулярные постоянные, использованные для расчета термодинамических функций Zn 2 F 4 приведены в табл. Zn.8 . Структура молекулы Zn 2 F 4 экспериментально не исследовалась. По аналогии с Be 2 F 4 [ 82СОЛ/ОЗЕ ], Mg 2 F 4 [ 81СОЛ/САЗ ] (см. также [ 94GUR/VEY ]) и Аl 2 F 4 [ 82ZAK/CHA ] для Zn 2 F 4 в основном электронном состоянии 1 A g принята плоская циклическая структура (группа симметрии D 2h ). Статический вес основного электронного состояния Zn 2 F 4 рекомендован равным I, исходя из того, что ион Zn 2+ имеет...d 10 электронную конфигурацию. Произведение моментов инерции, приведенное в табл. Zn.8 , вычислено по оцененным структурным параметрам: r (Zn- F t ) = 1.75 ± 0.05 Å (концевая Zn- F связь), r (Zn- F b ) = 1.95 ± 0.05 Å (мостиковая Zn- F связь) и Ð F b - Zn- F b = 80 ± 10 o . Длина связи Zn- F t принята такой же, как r (Zn- F) в молекуле ZnF 2 , величина r(Zn-F b), рекомендована больше по величине на 0.2 Å концевой связи, как это наблюдается в димерах галогенидов Al, Ga, In, Tl, Be и Fe. Значение угла F b - Zn- F b оценено по соответствующим величинам в молекулах Be 2 F 4 , Mg 2 F 4 и Al 2 F 4 . Погрешность рассчитанного значения I A I B I C составляет 3·10 ‑113 г 3 ·cм 6 .

    Частоты валентных колебаний концевых связей Zn-F n 1 и n 2 приняты по работе Гивана и Левеншусса [ 80GIV/LOE ], исследовавших ИК спектр и спектры КР молекул Zn 2 F 4 , изолированных в матрице из криптона. Частоты колебаний всех мостиковых связей Zn-F (n 3) приняты одинаковыми, и их значения оценены в предположении, что (n b / n t ) ср = 0.7, как в димерах галогенидов Fe, Al, Ga и In. Величины частот деформационных колебаний концевых связей (n 4 - n 5) Zn 2 F 4 рекомендованы, предполагая, что отношение их значений в Zn 2 F 4 и Zn 2 Cl 4 такое же, как для ZnF 2 и ZnCl 2 . Частота неплоского деформационного колебания цикла (n 7), принята немного большей, чем соответствующая частота для Zn 2 Cl 4 . Значение частоты деформационного колебания цикла в плоскости (n 6) оценено сравнением с величиной, принятой для Zn 2 Cl 4 , и принимая во внимание отношение величин частот колебаний мостиковых связей Zn-F и Zn-Cl в Zn 2 F 4 и Zn 2 Cl 4 . Погрешности экспериментально наблюденных частот колебаний составляют 20 см ‑1 , оцененных 20% от их величины.

    Возбужденные электронные состояния Zn 2 F 4 в расчете термодинамических функций не учитывались.

    Термодинамические функции Zn 2 F 4 (г) вычислены в приближении "жесткий ротатор - гармонический осциллятор" по уравнениям (1.3) - (1.6) , (1.9) , (1.10) , (1.122) - (1.124) , (1.128) , (1.130) . Погрешности рассчитанных термодинамических функций обусловлены неточностью принятых значений молекулярных постоянных, а также приближенным характером расчета и составляют 6, 16 и 20 Дж× К ‑1 × моль ‑1 в значениях Φº(T ) при 298.15, 3000 и 6000 К.

    Таблица термодинамических функций Zn 2 F 4 (г) публикуется впервые.

    Константа равновесия Zn 2 F 4 (г) = 2Zn(г) + 4F(г) вычислена c использованием принятого значения

    D at H º(Zn 2 F 4. г, 0) = 1760 ± 30 кДж× моль ‑1 .

    Значение оценено сравнением энтальпий сублимации и димеризации включенных в данное издание дигалогенидов. В таблице Zn.12 приведены величины отношений D s H º(MeHal 2. к, 0) / D r H º(MeHal 2 - MeHal 2 , 0), соответствующих принятым в данном издании величинам.

    В 9 случаях из общего количества 20 экспериментальные данные отсутствуют. По этим соединениям выполнены оценки, приведенные в таблице в квадратных скобках. Эти оценки выполнены на основании следующих соображений:

    1. для соединений Fe, Co и Ni принят небольшой ход в ряду F-Cl-Br-I и отсутствие такого хода в ряду Fe-Co-Ni;

    2. для соединений Zn хода величин в ряду F-Cl-Br-I заметить не удается, и для фторида принята величина, средняя из остальных значений;

    3. для соединений Cu принят небольшой ход в ряду F-Cl-Br-I по аналогии с соединениями группы железа на основании близости величин; сам ход принят несколько меньшим.

    Изложенный подход приводит к значениям энтальпий атомизации Me 2 Hal 4 , приведенным в табл. Zn.13 .

    При вычислении энергии атомизации Cu 2 I 4 использована не включенная в данное издание величина D s H ° (CuI 2 , к, 0) = 180 ± 10 кДж× моль ‑1 . (см. текст по энтальпии сублимации CuBr 2).

    Точность выполненных оценок может быть оценена равной 50 кДж× моль ‑1 для Cu 2 I 4 и 30 кДж× моль ‑1 в остальных случаях.

    Принятому значению энтальпии атомизации Zn 2 F 4 соответствует величина энтальпии образования:

    D f H ° (Zn 2 F 4. г, 0) = -1191.180 ± 30.0 кДж× моль ‑1 .

    Осина Е.Л. [email protected]

    Гусаров А.В. [email protected]