Файл: Методические рекомендации по выполнению контрольной работы по дисциплине Химия.docx

33	8	34	56	74	97	124	134	163	183	209	226	261	274	283
34	9	35	55	75	98	125	133	162	185	208	244	262	273	282
35	10	36	54	76	99	126	136	161	184	201	236	261	272	281
36	11	37	53	77	94	127	135	170	187	210	239	250	271	280
37	12	38	52	78	95	128	138	169	186	200	243	251	270	279
38	13	39	51	79	96	129	137	168	188	209	238	258	269	278
39	14	40	65	80	91	130	140	167	190	202	240	259	268	277
40	15	41	64	81	92	119	139	166	189	199	242	262	267	276
41	16	42	63	82	93	117	131	156	191	202	245	260	275	284
42	17	43	62	83	109	118	132	157	192	201	235	263	274	285
43	18	44	61	84	110	119	133	158	194	203	241	256	273	288
44	19	45	60	85	107	120	134	159	193	198	244	264	272	289
45	20	46	59	86	108	121	135	160	171	205	231	257	271	278
46	21	47	65	87	105	122	137	161	172	203	240	265	270	279
47	22	48	64	88	106	123	136	162	174	204	239	250	269	290
48	23	49	63	89	103	124	138	163	173	197	228	254	268	291
49	24	50	62	90	104	125	139	164	175	196	239	246	267	280
50	25	26	61	66	101	126	140	165	174	204	241	255	266	281
51	1	28	60	68	102	127	142	166	171	205	242	247	266	292
52	2	29	59	69	99	128	141	167	177	208	238	253	267	293
53	3	30	58	70	96	129	143	168	178	207	243	248	268	282
54	4	31	57	71	97	130	144	169	179	206	241	252	269	283
55	5	32	56	72	98	111	145	170	180	206	242	249	270	294
56	6	33	55	73	100	112	147	151	181	217	243	253	271	295
57	7	34	54	74	91	113	146	152	182	216	244	265	272	276
58	8	35	53	75	93	114	148	153	183	219	230	254	273	277
59	9	36	52	76	94	115	149	154	184	207	237	246	274	286
60	10	37	51	77	95	116	150	155	185	225	229	255	275	287
61	11	38	54	78	92	117	136	155	186	215	231	247	268	292
62	12	39	53	79	100	118	134	154	187	214	248	256	269	293
63	13	40	52	80	101	119	133	153	188	208	232	248	272	294
64	14	41	51	81	102	120	132	152	189	218	247	252	273	295
65	15	42	60	82	103	121	131	151	190	213	233	249	266	286
66	16	43	59	83	104	122	150	170	191	212	240	257	267	287
67	17	44	58	84	105	123	149	169	192	209	234	250	270	288
68	18	45	57	85	106	124	148	168	193	224	239	251	271	289
69	19	46	56	86	107	125	147	167	194	211	235	258	274	290
70	20	47	55	87	108	126	146	166	195	222	231	261	275	291
71	21	48	65	88	109	127	145	165	171	210	232	262	271	281
72	22	49	64	89	110	128	144	164	172	221	233	259	272	282
73	23	50	63	90	91	129	143	163	173	220	234	263	273	283
74	24	26	62	66	92	130	142	162	174	224	235	247	274	284
75	25	27	61	67	94	111	141	161	175	211	238	264	275	285
76	1	29	60	69	95	112	140	160	177	223	236	249	266	276
77	2	30	54	70	96	113	139	159	176	196	237	260	267	277
78	3	31	53	71	97	114	138	158	179	223	230	265	268	278
79	4	32	52	72	98	115	137	157	178	212	231	248	269	279
80	5	33	51	73	99	116	135	156	181	222	236	246	270	280
81	6	34	55	74	110	117	134	156	180	197	237	261	270	295
82	7	35	56	75	109	118	133	157	183	225	238	259	269	294
83	8	36	57	76	108	119	132	158	182	213	239	258	268	292
84	9	37	58	77	107	120	131	159	185	221	240	260	267	293
85	10	38	59	78	106	121	150	160	184	206	229	262	266	291
86	11	39	65	79	105	122	149	161	186	202	236	255	275	290
87	12	40	64	80	104	123	148	162	187	214	228	257	274	278
88	13	41	63	81	103	124	147	163	189	198	235	249	273	279
89	14	42	62	82	102	125	146	164	188	205	227	256	272	277
90	15	43	61	83	101	126	145	165	191	220	241	263	271	276
91	16	44	60	84	100	127	144	166	190	215	242	254	271	276
92	17	45	59	85	99	128	143	155	192	204	243	248	272	295
93	18	46	58	86	98	129	142	154	193	199	244	253	275	277
94	19	47	57	87	97	130	141	153	195	201	245	264	274	294
95	20	48	56	88	96	111	140	152	194	216	234	252	273	291
96	21	49	55	89	95	112	139	151	174	219	226	247	266	278
97	22	50	54	90	94	113	138	170	175	200	233	250	267	293
98	23	26	53	66	93	114	137	169	171	203	245	246	268	280
99	24	27	52	67	92	115	136	168	172	217	232	251	269	279
00	25	28	51	68	91	116	135	167	173	218	226	265	270	292

---

Контрольные задания
1. Строение атома. Примеры решения задач
Пример 1.1. Запишите электронную конфигурацию ионов Fe³⁺ и S^2–.

Решение. Электронная конфигурация атома железа ₂₆Fe 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Если атом железа отдаст три электрона, он превратится в ион: Fe⁰ – 3e → Fe³⁺. В первую очередь атом отдает электроны с более высокого энергетического уровня и подуровня. Электронная конфигурация ионов Fe³⁺ имеет вид 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s⁰. Электронная конфигурация атома серы ₁₆S 1s²2s²2p⁶3s² 3p⁴. Приняв два электрона S⁰ + 2e → S^2–, атом серы превращается в ион S^2–, электронная конфигурация которого 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Пример 1.2. Составьте электронные формулы атома элемента с порядковым номером 22. Покажите распределение электронов этого атома по квантовым (энергетическим) ячейкам.

Решение. Порядковый номер 22 в периодической системе соответствует титану (Ti) Следовательно, положительный заряд ядра равен +22 и столько же электронов в атоме титана. Поскольку титан находится в 4 периоде, электроны располагаются на 4-х энергетических уровнях следующим образом: ₂₂Ti 2е, 8е, 10е, 2е. Запись электронной конфигурации атома титана по уровням и подуровням имеет вид: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s².

В соответствии с правилом Хунда электроны на d-подуровне у атома титана располагаются следующим образом: .

На предвнешнем энергетическом уровне атома титана содержится три свободные d-орбитали.
Пример 1.3. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше 5d или 6s; 4f или 6p?

Решение. Последовательность заполнения орбиталей осуществляется в соответствии с правилом Клечковского и определяется суммой (n+l). Для подуровня 5d сумма (n+l) равна (5+2) = 7, для подуровня 6s (6+0) = 6. В первую очередь заполняются орбитали с меньшей энергией, следовательно, вначале заполняется 6s, потом 5d. Для подуровней 4f и 6р сумма (n+l) одинакова (4+3) = 7 и (6+1) = 7. При одинаковом значении суммы (

---

n+l) раньше заполняется подуровень с меньшим n, следовательно, 4f.
Пример 1.4. Возможно ли наличие в атоме двух электронов с одинаковыми значениями трех квантовых чисел: l, m_l, m_s? Приведите примеры.

Решение. Да, возможно, т.к. это не противоречит принципу Паули. Два электрона, характеризующиеся одинаковыми значениями трех квантовых чисел l, m_l, m_s, должны отличаться главным квантовым числом n. Например, в атоме фтора, электронная конфигурация которого 1s²2s²2p⁵, для электронов 1s¹ и 2s¹ квантовые числа будут иметь следующие значения:

Для 1s¹ n = 1, l = 0, ml = 0, ms = ½.

Для 2s¹ n = 2, l = 0, ml = 0, ms = ½.
Пример 1.5. Охарактеризуйте квантовыми числами электроны состояния 3р³.

Решение. Изобразим графически распределение электронов состояния

3р³: . Каждый электрон в атоме характеризуется набором четырех квантовых чисел: n, l, m_l, m_s. Главное квантовое число n обозначается арабской цифрой. Для указанных электронов главное квантовое число n равно 3. Электроны находятся на р-подуровне, следовательно, для всех трех электронов l=1. Три электрона находятся на разных орбиталях, которые ориентированы по трем разным направлениям. Ориентацию АО в пространстве определяет магнитное квантовое число m_l, значение которого зависит от орбитального квантового числа l. Если l=1, m_l принимает значение –1, 0, 1 (значение m_l указано под каждой орбиталью). Спиновое квантовое число m_s принимает значения +½ и –½. Таким образом, электроны состояния 3р³ характеризуются следующими квантовыми числами:

n= 3, l= 1, ml= –1, ms= ½ (или –½)

n= 3, l= 1, ml= 0, ms= ½ (или –½)

n= 3, l= 1, ml= 1, ms= ½ (или –½)

---

Контрольные вопросы.

1. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 17 и 23. Покажите распределение валентных электронов этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Среди приведенных ниже электронных конфигураций укажите невозможные и объясните причину невозможности их реализации: а) 1р³; б) 3р⁶; в) 3s²; г) 2s²; д) 2d⁵; е) 5d²; ж) 3f¹²; з) 2р⁴; и) 3р⁷. Напишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 34.

3. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4 dили 5s; 6sили 5р? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.

4. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 24 и 47, учитывая, что у первого происходит «провал» одного s-электрона на З-й подуровень. Чему равен максимальный спин d-электронов у атомов первого и p-электронов у атомов второго элемента?

5. В чем заключается принцип Паули? Может ли на подуровне р находиться 8, а на подуровне d 13 электронов? Почему? Напишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 51 и укажите его валентные электроны.

6. Назовите элементы, внешний энергетический уровень атомов которых выражается электронной конфигурацией np⁵. Напишите полную электронную конфигурацию 4 атома из этих элементов и укажите их электронное семейство.

7. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 15 и 46. Чему равен максимальный спин p-электронов у атомов первого и d-электронов у атомов второго элемента?

8. Квантовые числа для электронов внешнего энергетического уровня атомов некоторых элементов имеют следующие значения: п = 4; l = 0; m_t = 0; m_s= ± 1/2. Напишите электронные формулы атомов этих элементов и определите, сколько свободных 3d-орбиталей содержит каждый из них.

9. Какое максимальное число электронов могут занимать s

---

р-, d- и f - орбитали данного энергетического уровня? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 49.

10. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 11 и 26. Распределите электроны этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

11. Запишите электронные конфигурации нейтральных атомов по заданным электронным конфигурациям ионов: а) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶ (Э^–); б) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s⁰ (Э³⁺); в) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶ (Э^2–); г) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s⁰ (Э²⁺). Укажите символы и названия элементов, для которых приведены электронные конфигурации.

12. Покажите графически распределение электронов в атомах с конфигурацией d⁴ в основном состоянии. Определите суммарное значение m_s четырех электронов. Напишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 45 и укажите его валентные электроны.

13. Напишите электронные конфигурации атомов элементов с порядковыми номерами 13 и 27. Чему равен максимальный спин р-электронов у атомов первого и d-электронов у атомов второго элемента?

14. Какие из электронных конфигураций, отражающих строение невозбужденного атома некоторого элемента, неверны: а) 1s²2s²2p⁶3s³; б) 1s²2s²2p⁴; в) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s¹; г) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹; д) 1s²2s²2p⁶3s²3f²? Почему? Атомам каких элементов отвечают правильно составленные электронные конфигурации?

15. Какие значения могут принимать квантовые числа n, l, m_l иm_s, характеризующие состояние электрона в атоме? Какие значения они принимают для внешних электронов атома бария? Напишите электронную конфигурацию его атома.

16. Напишите электронные конфигурации атомов элементов с порядковыми номерами 14 и 40. Сколько свободных

---