3. Строение атома и химическая связь

Состояние электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами:

главное	n = 1, 2, 3, ...
орбитальное	l = 0, 1, ... , n – 1
магнитное	m = –l, ... , –1, 0, 1, ... , l
спиновое	s = 1/2

Заполнение электронных оболочек в многоэлектронных атомах происходит в соответствии со следующими закономерностями:

Принцип запрета Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел.

Правило Гунда (Хунда): электроны располагаются по вырожденным орбиталям так, чтобы их суммарный спин был максимален.

Правило Клечковского: электроны заполняют подуровни по возрастанию суммы n + l, при равенстве сумм сначала заполняется подуровень с меньшим значением n.

Явление радиоактивности – процесс самопроизвольного распада ядер некоторых элементов. При -распаде испускается -частица (ядро ), заряд ядра уменьшается на 2, массовое число – на 4, образуется элемент, расположенный в Периодической системе на две клетки левее. При^–-распаде испускается электрон, заряд ядра увеличивается на 1, массовое число не изменяется, образуется элемент, расположенный в Периодической системе на одну клетку правее. При ⁺-распаде или К-захвате испускается позитрон или захватывается электрон с ближайшей к ядру оболочки соответственно, заряд ядра уменьшается на 1, массовое число не изменяется, образуется элемент, расположенный в Периодической системе на одну клетку левее.

Теоретическое рассмотрение химической связи возможно в рамках метода валентных связей (ВС) или метода молекулярных орбиталей (МО).

Метод ВС позволяет объяснить строение молекул многих химических соединений. Согласно этому методу химическая связь между атомами осуществляется обобществленными парами электронов с антипараллельными спинами на внешних подуровнях. Этот вид связи называется ковалентной связью (полярной и неполярной). Она характеризуется направленностью и насыщаемостью, что означает определенное расположение атомов в пространстве. Ионная связь возникает в результате электростатического взаимодействия противоположно заряженных ионов.

Метод МО предполагает, что электроны находятся на молекулярных орбиталях, охватывающих все ядра атомов в молекуле. Для двухатомных молекул элементов второго периода МО обозначаются (в порядке увеличения энергии):

2_s < 2_s^* < 2_y = 2_z < 2_x < 2_y^* = 2_z^* < 2_x^*.

Для элементов, находящихся в конце периода, начиная с кислорода, порядок следования МО несколько изменяется: ... < 2_x < 2_y = 2_z < ...

3.1. Напишите электронные и электронно-ячеечные формулы валентных электронов атомов следующих элементов в основном и возбужденном состояниях, определите высшую и низшую степени окисления, приведите формулы оксидов в высшей степени окисления элемента:

1. p-элемент VI периода IV группы

2. p-элемент V периода V группы

3. p-элемент V периода VII группы

4. d-элемент IV периода IV группы

5. p-элемент III периода IV группы

6. p-элемент III периода VI группы

7. s-элемент V периода I группы

8. p-элемент IV периода V группы

9. p-элемент IV периода IV группы

10. d-элемент IV периода III группы

11. s-элемент III периода II группы

12. p-элемент IV периода VII группы

13. d-элемент VI периода V группы

14. s-элемент V периода II группы

15. p-элемент V периода IV группы

16. d-элемент V периода VI группы

17. p-элемент III периода VI группы

18. d-элемент IV периода VI группы

19. p-элемент III периода V группы

20. d-элемент V периода IV группы