Первым элементом с таким нарушением является хром. Рассмотрим подробнее его электронное строение (рис. 6.16 а). У атома хрома на 4s-подуровне не два, как этого следовало бы ожидать, а только один электрон. Зато на 3d-подуровне пять электронов, а ведь этот подуровень заполняется после 4s-подуровня (см. рис. 6.4). Чтобы понять, почему так происходит, посмотрим, что собой представляют электронные облака 3d-подуровня этого атома.
Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Как вы уже знаете из § 4 этой главы, общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично. По характеру распределения электронной плотности по разным направлениям оно похоже на 1s-ЭО. Энергия подуровня, электроны которого образуют такое облако, оказывается меньше, чем в случае менее симметричного облака. В данном случае энергия орбиталей 3d-подуровня равна энергии 4s-орбитали. При нарушении симметрии, например, при появлении шестого электрона, энергия орбиталей 3d-подуровня вновь становится больше, чем энергия 4s-орбитали. Поэтому у атома марганца опять появляется второй электрон на 4s-АО.
Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один
Получено 19,6 г сульфата хрома (III) Cr₂(SO₄)₃ и 3,36 л водорода
Объяснение:
Дано: m(Cr) = 5,2 г; m(H₂SO₄) = 98 г.
Найти: m(Cr₂(SO₄)₃); V(H₂).
Решение.
2Cr + 3H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂
По уравнению реакции хром и серная кислота реагируют в отношении 2 моль : 3 моль. Найдем количество вещества в заданных массах:
Молярная масса M(Cr) = 52 г/моль
Количество вещества
.
M(H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль
На 0,1 моль Cr требуется 0,15 моль H₂SO₄. Серная кислота дана в избытке. Расчет ведем по хрому.
По уравнению реакции
n(Cr) : n(Cr₂(SO₄)₃) : n(H₂) = 2 : 1 : 3 = 0,1 моль : 0,05 моль : 0,15 моль
Найдем массу образовавшегося сульфата хрома (III) Cr₂(SO₄)₃
M(Cr₂(SO₄)₃) = 2*52 + 32*3 + 16*4*3 = 104 + 96 + 192 = 392 г/моль
m(Cr₂(SO₄)₃) = n*M = 0,05 моль * 392 г/моль = 19,6 г.
Найдем объем выделившегося водорода:
V(H₂) = n*Va = 0,15 моль * 22,4 л/моль = 3,36 л.
Первым элементом с таким нарушением является хром. Рассмотрим подробнее его электронное строение (рис. 6.16 а). У атома хрома на 4s-подуровне не два, как этого следовало бы ожидать, а только один электрон. Зато на 3d-подуровне пять электронов, а ведь этот подуровень заполняется после 4s-подуровня (см. рис. 6.4). Чтобы понять, почему так происходит, посмотрим, что собой представляют электронные облака 3d-подуровня этого атома.
Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Как вы уже знаете из § 4 этой главы, общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично. По характеру распределения электронной плотности по разным направлениям оно похоже на 1s-ЭО. Энергия подуровня, электроны которого образуют такое облако, оказывается меньше, чем в случае менее симметричного облака. В данном случае энергия орбиталей 3d-подуровня равна энергии 4s-орбитали. При нарушении симметрии, например, при появлении шестого электрона, энергия орбиталей 3d-подуровня вновь становится больше, чем энергия 4s-орбитали. Поэтому у атома марганца опять появляется второй электрон на 4s-АО.
Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один