Практические работы

1. Составьте электронные формулы атомов и ионов элементов; распределение валентных электронов по атомным орбиталям в нормальном и возбужденном состоянии атомов; характерные степени окисления и свойства элементов.

2. Спектральные свойства атомов. Выдержав некоторое время платиновую проволочку в соляной кислоте, опустите ее в раствор соли лития и внесите во внешний конус пламени горелки. Запишите, какая окраска возникает у пламени. Проведите аналогичные опыты с солями натрия, калия, кальция, стронция и бария. Результаты наблюдений оформите в табл. 4.2

Таблица 4.2

Соль	Li	Na	К	Ca	Sr	Ba	B	Cu
Окраска пламени
λ нм

Отметим, что длины волн соответствуют наблюдаемому цвету (таблица 4.3)

Таблица 4.3

Длина волны, нм	Наблюдаемый цвет	Дополн. цвет (цвет вычитания)
380-450	Фиолетовый	Желто-зеленый
450-495	Синий	Желтый
495-570	Зеленый	Пурпурный
570-590	Желтый	Синий
590-620	Оранжевый	Сине-зеленый
620-750	Красный	Сине-зеленый
720-760	Пурпурно-красный	Зеленый

3. Определение фона счетчика. Ознакомиться с инструкцией радиометра (рентгенометра). Определить фон (в каких единицах?) окружающей среды.

4. Измерение активности эталонов, содержащих точно отмеренное количество KCl. Скорость радиоактивного распада (а следовательно, и скорость счета в имп/мин) пропорциональна количеству радиоактивных ядер N. Следовательно, показания счетчика будут зависеть от количества хлорида калия, содержащего ядра изотопа 40К.

Получив у преподавателя эталоны, содержащие соответственно 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; и 0,8 г KCl определить их активность в имп/мин. Из полученных значений вычесть величину фона и построить график зависимости числа импульсов от содержания калия в эталоне.

5. Определение концентрации раствора КСl. С помощью бюретки нанести на подложку с фильтром 0,5 мл раствора КС1, подсушивая фильтр по мере, накапывания раствора. Определить активность полученного образца. Пользуясь графиком, построенным в предыдущем опыте, рассчитать молярную концентрацию заданного раствора.

5. Периодический закон и система д.И. Менделеева. Свойства элементов

Д.И. Менделеев так сформулировал открытый им закон: Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от атомных весов элементов.

В настоящее время периодический закон формулируется так: Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома или порядкового номера элемента. Причина периодического изменения химических свойств элементов заключается в периодическом характере заполнения электронных оболочек их атомов.

Химические элементы образуют четыре электронных семейства: s-; p-; d- и f-элементы. Элементы в пределах каждого семейства характеризуются общностью свойств и закономерным расположением в периодической системе Д.И. Менделеева. Химические свойства элементов определяются строением внешнего квантового слоя, величинами радиусов атомов и энергии их ионизации.

Элементы, в атомах которых формируется s-подуровень внешнего квантового слоя, образуют s-семейство. К нему относятся элементы главных подгрупп I и II групп, а также водород и гелий. Все они кроме водорода и гелия – металлы. Сокращенная электронная формула s-элементов: n s^1–2. Оксиды s-элементов, за исключением бериллия, имеют основный характер.

Под названием р-элементов объединяются главные подгруппы 3, 4, 5, 6, 7, 8 групп. Сокращенная электронная формула р-элементов: ns² nр^1–6. С увеличением атомного номера р-элемента по группам возрастают металлические свойства, а по периодам – неметаллические свойства.

Элементы, в атомах которых заполняется d-подуровень предпоследнего уровня, образуют d-семейство. К ним относятся элементы побочных подгрупп периодической системы. Сокращенная электронная формула d-элементов имеет вид: (n–1)d^1–10 ns^1–2. Все d-элементы (кроме цинка и кадмия) проявляют переменные степени окисления (с. о.). В свободном состоянии d-элементы – металлы и могут проявлять только восстановительные свойства.

Элементы, у которых заполняется f-подуровень валентных электронов образуют f-семейство. К ним относятся вставные группы элементов шестого и седьмого периодов (лантаноиды и актиноиды). Сокращенная электронная формула f-элементов: (n–2)f^1–14(n–1)d¹ns².