По закону эквивалентов [из формулы (13)]

.

Молярную эквивалентную массу оксида можно представить так:

М_Э(оксида) = М_Э(Ме) + М_Э(О).

В любом оксиде с.О. Кислорода равна –2, тогда по формуле (9)

.

Следовательно,

.

Откуда находим, что М_Э(Ме) = 9 г/моль. Относительную атомную массу металла рассчитываем по формуле

А_r(Ме) = М_Э(Ме)  В = 9  3 = 27.

Ответ: М_Э(Ме) = 9 г/моль; А_r(Ме) = 27; металл – алюминий.

Пример 12. Мышьяк образует оксид, содержащий 75,75 % мас. мышьяка. Вычислите М_Э(As) и установите простейшую формулу оксида.

Р е ш е н и е

Оксид мышьяка состоит из элементов As и О. Тогда закон эквивалентов можно записать так:

.

Отношение масс элементов в оксиде равно отношению массовых долей (% мас.) этих элементов, а М_Э(О) = 8 г/моль в любом оксиде. Тогда

или

.

Для того чтобы записать химическую формулу оксида, вычисляем валентность мышьяка в оксиде по формуле

.

Ответ: ; химическая формула оксида As₂O₃ .

Пример 13. На восстановление 3,6 г оксида металла израсходовали 1,7 дм³ водорода (н.у.). Чему равна молярная эквивалентная масса металла?

Р е ш е н и е

По закону эквивалентов [из формулы (13б)]

где М_Э(оксида) - это сумма М_Э(Ме) и М_Э(О), тогда М_Э(Ме) =

= М_Э(оксида) - М_Э(О) = 23,7 – 8 = 15,7 г/моль.

Ответ: М_Э(Ме) = 15,7 г/моль.

Пример 14. Из 3,31 г нитрата металла получили 2,78 г хлорида металла. Чему равна молярная эквивалентная масса оксида металла?

Р е ш е н и е

Закон эквивалентов в данном случае примет вид

.

М_Э хлорида и нитрата металла можно представить таким образом:

М_Э(нитрата) = М_Э(Ме) + М_Э(NO ) ,

М_Э(хлорида) = М_Э(Ме) + М_Э(Cl^–) .

Молярные эквивалентные массы ионов определяем по формуле (12):

;

.

Тогда по закону эквивалентов

.

Отсюда М_Э(Ме) = 104 г/моль, а М_Э(оксида) равна

М_Э(оксида) = М_Э(Ме) + М_Э(О) = 104 + 8 = 112 г/моль.

Ответ: М_Э(оксида) = 112 г/моль.

Строение атомов и свойства химических элементов Краткие теоретические сведения

Атом – электронейтральная микрочастица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Ядро атома содержит два типа частиц (нуклонов) – протоны и нейтроны. Число протонов в ядре определяет его заряд Z, который совпадает с порядковым номером элемента в Периодической системе (ПС) Д.И. Менделеева.

Основная масса атома сосредоточена в ядре и характеризуется массовым числом а, которое равно сумме числа протонов z и числа нейтронов n:

А = Z + N . (14)

Атомы с одинаковыми значениями Z, но различными значениями А и N называются изотопами (например, изотопы водорода: – протий, – дейтерий, – тритий). Атомы, обладающие одинаковыми N, но различными Z и А, являются изотонами (например: , , ). Если же атомы имеют одинаковые значения А, но различаются числами Z и N, то их называют изобарами (например: , , ).

А_r элемента, указываемая в ПС, является средней величиной массовых чисел его природных изотопов с учетом их распространенности в природе. Например, природный хлор состоит в основном из двух изотопов (75,43 % атом.) и (24,57 % атом.), поэтому его атомная масса будет равна

A_r(Cl) =

Электрон в атоме существует в виде электронного облака – определенной области пространства, которая охватывает примерно 90 % заряда и массы электрона. Эту область пространства называют орбиталью. Состояние электрона в атоме принято описывать при помощи значений четырех квантовых чисел:

1. Главное квантовое число n характеризует основной запас

энергии электрона и размер электронного облака. Оно может принимать только целочисленные значения от 1 до +. Чем больше значение n, тем больше размер электронного облака и выше его энергия. Электроны, имеющие одинаковые значения n, образуют электронные слои (иначе - энергетические уровни), которые обозначают буквами

Значение n	1	2	3	4	5	6	7
Уровень	K	L	M	N	O	Р	Q

2. Орбитальное (иначе побочное) квантовое число l определяет момент количества движения электрона и характеризует форму электронного облака. l изменяется в пределах от 0 до (n – 1). Каждому значению l соответствует своя форма электронного облака: при l = 0 – сферическая; l = 1 – гантелевидная; l = 2 – две пересекающиеся под прямым углом гантели; l = 3 – три пересекающиеся под прямым углом гантели (см. табл. 2).

Электроны одного энергетического уровня, имеющие одинаковые значения l, образуют энергетические подуровни, которые имеют буквенные обозначения (см. табл. 2).

Состояние электрона с определенными значениями n и l записывают в виде сочетания цифрового значения n и буквенного l. Например, при n = 3 и l = 1 записывают 3p, а при n = 4 и l = 3 записывают 4f.

3. Магнитное квантовое число m_l характеризует положение электронного облака в пространстве. m_l изменяется в пределах от – l до + l, т.е. всего в каждом подуровне оно может принимать (2l + 1) значений, количество которых показывает число возможных положений электронного облака данного типа в пространстве. Все орбитали одного подуровня обладают одинаковой энергией и называются вырожденными.

С остояние электрона в атоме, охарактеризованное значениями квантовых чисел n, l и m_l, называется атомной орбиталью (АО) и графически изображается в виде квадрата или в виде

ч ерты , которые называют энергетической ячейкой.

4 . Спиновое квантовое число m_s характеризует собственный механический момент электрона, связанный с вращением его вокруг своей оси. m_s может принимать только два значения m_s = +½ ( ) и m_s = – ½ ( ).

Таблица 2