Задача 34. Исходя из положения магния в периодической системе химических элементов, охарактеризовать электронное строение его атомов и окислитеьно-восстановительные свойства элемента, а именно:

А) определить общее число электронов, число валентных электронов и максимальную степень окисления, количество электронных слоев;

Б) записать электронную формулу валентных подуровней и определить, к какому электронному семейству (s-, p-, d-, f-) относится рассматриваемый элемент;

В) какие свойства – металлические или неметаллические – характерны для рассматриваемого элемента (ответ мотивировать);

Г) какой элемент подгруппы, к которой принадлежит рассматриваемый элемент, является наиболее слабым восстановителем (ответ мотивировать);

Д) какой элемент периода, в котором находится рассматриваемый элемент, имеет наименьшее значение электроотрицательности (ответ мотивировать).

Решение:

1. 
   Согласно периодической системе Менделеева, магний расположен во 2-й группе, основной подгруппе и 3-м периоде. Следовательно в атоме магния 3 электронных слоя. Общее число электронов в атоме равно заряду ядра и порядковому номеру элемента. То есть в атоме магния содержится 12 электронов. Число валентных электронов в нормальном состоянии равно 0.
   
2. 
   Электронная формула валентного подуровня магния запишется: Mg 3s². Так как происходит заполнение s-орбитали, то магний относится с семейству s-элементов.
   
3. 
   Так как магний имеет только 2 электрона на внешнем слое и относится к s-элементам, то является активным металлом, проявляя только металлические свойства.
   
4. 
   Наиболее слабым восстановителем в данной подгруппе является бериллий, так как имеет маленкий атомный радиус, как следствие высокую энергию ионизации (из-зи сильного притяжения электронов к ядру), следовательно для окисления бериллия требуется наибольшее количество энергии.
   
5. 
   Наименьшее значение электроотрицительности, то есть наименьшая способность к притяжению электронов наблюдается у радия, так как у него наибольший электронный радиус, и, следовательно, низкая способность удерживать электроны на внешнем уровне.
   

Ага, тут я лопухнулся. Это точно. По привычке рассмотрел группу, а в условии период.

5. Наименьшее значение электроотрицательности, то есть наименьшая способность к притяжению электронов и смещению электронных пар в молекулах в данном периоде наблюдается у натрия, так как у него всего 1 электрон на внешнем слое, проявляет ярко-выраженные металлические свойства, то есть легко отдает электроны. Следовательно способность к притяжению электрона в атоме натрия очень низкая. Электроотрицательность в периоде возрастает с увеличением порядкового номера.

Задача 56. Рассматривается образование ковалентных связей между двумя невозбужденными атомами химических элементов – электронных аналогов: Po и O.

А) дать графическое объяснение образования ковалентных связей между данными атомами;

Б) записать электронную и валентную схему образующейся молекулы;

В) определить порядок (кратность) связи;

Г) определить валентность каждого элемента;

Д) определить число σ- и π-связей.

Решение:
Не может полоний образовать оксид в невозбужденном состоянии, не может.

В общем, напишем, как все происходит.

Полоний и кислород имеют следующее строение внешних электронных уровней:

Po [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁴

О [Нe] 2s² 2p⁴

Как видно из электронно-графического строения элементов все они в нормальном состоянии имеют по 2 валентных (неспаренных) электрона. При образовании оксида полония РоО₂ в атом полония переходит в возбужденное состояние:

(так как заполненные 5d и 4f орбитали участия в образовании химичекой связи не принимают рисовать их не будем)

Po [Xe] 6s¹ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁴ 6d¹

Образование ковалентной связи в молекуле происходит за счет обобществления электронов атомом полония и 2-мя атомами кислорода:

Электронная схема образования связи:

Po [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹ 6p⁴ 6d¹



Обобществленные пары электронов

.

О 2s² 2p⁴ 2p⁴ 2s² О
Схема образования молекулы по Льюису (валентная схема):
∙ ∙∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

:O∙ ∙ Ро ∙ ∙ O:  :O :: Ро :: O:

∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

Обобществленные пары электронов.

Как видно из валентной и электронной схемы, кратность связи Ро – О равна 2.

В оксиде полония кислород имеет валентность равную II, полоний – IV.

Всего в молекуле образуется 2σ и 2π связи.

Задача 56

Хорошо, тогда так, рассмотрим образование оксида РоО, хотя он никак не может образовываться взаимодействием полония с кислородом.

Полоний и кислород имеют следующее строение внешних электронных уровней:

Po [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁴

О [Нe] 2s² 2p⁴

Как видно из электронно-графического строения элементов все они в нормальном состоянии имеют по 2 валентных (неспаренных) электрона.

Образование ковалентной связи в молекуле происходит за счет обобществления электронов атомом полония и атомом кислорода:

схема образования связи:

Po [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴

Обобществленные пары электронов

.

О 2s² 2p⁴
Образуется молекула Ро=О (валентная схема)

Схема образования молекулы по Льюису (электронная схема):

∙ ∙ ∙∙ ∙∙

:O∙ ∙ Ро:  :O :: Ро :

∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

Обобществленные пары электронов.

Как видно из валентной и электронной схемы, кратность связи Ро – О равна 2.

В оксиде полония кислород имеет валентность равную II, полоний – II.

Всего в молекуле образуется 1σ и 1π связи.
(по поводу валентных и электронных схем, каждый учебник трактует их изображение по своему, может быть преподавателю нужно именно вот так, как я сейчас поправил)

(данные схемы – тоже вранье, тут большей частью ионный механизм связи работает)

Задача 95. Рассматриваются молекула Fe₂ и молекулярные ионы: F₂⁺ и F₂^-. Пользуясь методом МО, объяснить образование химической связи в молекуле и в молекулярных ионах. Для молекулы изобразить энергетическую схему исходных АО и образующихся МО. Записать электронные формулы всех частиц и определить порядок связи в них. Какие частицы могут существовать, и какая из них является наиболее устойчивой.
Решение:

Атомные Молекулярные Атомные

орбитали орбитали орбитали

3

3

2
2

Как видно из схемы на связывающих орбиталях находится 8 электронов (2 на σ_s; 2 на σ_p; и по 2 электрона на _х _у орбиталях)

На разрыхляющих орбиталях находятся 6 электронов (2 на σ*_s и по 2 электрона на *_х *_у орбиталях). Таким образом электронная формула F₂ запишется:

F₂[(1σ^связ.)²(2σ^*)²(3σ^связ.)²(1π^связ.)⁴(1π^разр.)⁴]

Порядок связи в молекуле равен половине разницы между числом связывающих и числом разрыхляющих электронов, следовательно, в молекуле фтора порядок связи равен

n_св = ½(Z_cвяз – Z_разр).

n_св = (8-6)/2 = 1.

Частица F₂⁺ образуется из 2-х атомов фтора, минус 1 электрон, который будет «уходить» с  разрыхляющей орбитали, следовательно частица F₂⁺ имеет следующее строение:

F₂⁺[(1σ^связ.)²(2σ^*)²(3σ^связ.)²(1π^связ.)⁴(1π^разр.)³]

Порядок связи в F₂⁺ будет равен:

n_св = ½(Z_cвяз – Z_разр). = (8 – 5)/2 = 1,5

При образовании молекулярного иона (частицы) F₂^- дополнительный электрон будет находиться на 3σ разрыхляющей орбитали, имеющей самую высокую энергию. Электронная формула иона запишется:

F₂⁺[(1σ^связ.)²(2σ^*)²(3σ^связ.)²(1π^связ.)⁴(1π^разр.)³(3σ^*)]

Порядок связи в ионе F₂^- будет равен:

n_св = ½(Z_cвяз – Z_разр). = (8 – 7)/2 = 0,5

Исходя из вышенаписанного, можно сказать, что все частицы (молекула F₂ и молекулярные ионы F₂⁺ F₂^-) могут существовать, Устойчивость частиц падает в ряду

F₂ F₂⁺ F₂^-. Таким образом, наиболее устойчивой частицей будет ион F₂⁺

Формулы следующие. В данных были опечатки:

F₂[(1σ^связ.)²(2σ^*)²(3σ^связ.)²(1π^связ.)⁴(2π^разр.)⁴]

F₂⁺[(1σ^связ.)²(2σ^*)²(3σ^связ.)²(1π^связ.)⁴(2π^разр.)³]

F₂^-[(1σ^связ.)²(2σ^*)²(3σ^связ.)²(1π^связ.)⁴(2π^разр.)³(3σ^*)]

Если вдруг будут претензии еще к формам записи, пожалуйста, я их не выдумываю, вот учебники:
Третьяков: Нерганическая химия


Карапетьянц, Дракин общая неорганическия химия

Может нужно как у Карапетьянца с внутренними слоями и разбиванием π-орбиталей????

F₂[КК(σ_s)²(σ_s^*)²(σ_z)²(π_x)²(π_y)²(π_x^*)²(π_y^*)²]

F₂⁺[КК(σ_s)²(σ_s^*)²(σ_z)²(π_x)²(π_y)²(π_x^*)²(π_y^*)^2*]

F₂^-[КК(σ_s)²(σ_s^*)²(σ_z)²(π_x)²(π_y)²(π_x^*)²(π_y^*)²(σ_s^*)]

Все что выделено КРАСНЫМ не правильно!!!!

Перепроверьте , пожалуйста.

1. 
   Исправлено.
   
2. 
   Очень спорный вопрос, может в таком виде нужно?????????
   
3. 
   Исправил опечатки