Составление электронно-графических формул для атомов f-элементов (семейство актиноидов) 7-го периода

Составление электронно-графических формул для атомов f-элементов (семейство актиноидов) 7-го периода

Задача 60.
Напишите электронно-графическую формулу для f-элементов 7-го периода, определите их валентные электроны и охарактеризуйте их с помощью квантовых чисел.
Решение:
Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nlx, где n – главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение – s, p, d, f), x – число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией – меньшая сумма n+1 (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s►2s►2р►3s►3р►4s►3d►4р►5s►4d►5р►6s►(5d1)►4f►5d►6р►7s►(6d1-2)►5f►6d►7р

а) Элемент № 90
Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для 90 элемента — тория (Th – порядковый № 90) электронная формула имеет вид: 

Видео:БЕЗ ЭТОГО НЕ СДАТЬ ЕГЭ по Химии — Электронная конфигурация атомаСкачать

БЕЗ ЭТОГО НЕ СДАТЬ ЕГЭ по Химии — Электронная конфигурация атома

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d

Валентные электроны тория 7s2 и 6d2 — находятся на 7s- и 6d-подуровнях. Энергетически выгодным состоянием празеодима является 7s2 6d2-состояние валентного слоя его атома. На валентной орбитали атома Th находятся 4 электрона. Торий является f-элементом семейства актиноидов.
 


б) Элемент № 91
Для элемента № 91 — протактиний (Pа – порядковый № 91) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f2 6d1 

Валентные электроны протактиния 7s2 5f2 6d1 — находятся на 7s-, 5f- и 6d-подуровнях. У протактиния начинается заполнение 5f-орбиталей, один новый электрон и электрон с 6d-подуровня. Энергетически выгодным состоянием протактиния является 7s2 5f2 6d1-состояние валентного слоя его атома. На валентной орбитали атома Pо находятся 5 электронов. Протактиний является f-элементом семейства актиноидов.
 


в) Элемент № 92
Для элемента № 92- урана (U – порядковый № 92) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f3 6d1 

Видео:Строение атома. Как составить электронную и электронно-графическую формулы?Скачать

Строение атома. Как составить электронную и электронно-графическую формулы?

Валентные электроны урана 7s2 5f3 6d1 — находятся на 7s-, 5f- и 6d-подуровнях. На валентных орбиталях атома U находится 6 электронов. У атома урана как и у протактиния и последующих актиноидов электронами заполняются 5f-орбитали. Уран является f-элементом семейства актиноидов.
 


г) Элемент № 93
Для элемента № 93 — нептуния (Np – порядковый № 93) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f4 6d1 

Валентные электроны нептуния 7s2 5f4 6d1 — находятся на 7s-, 5f- и 6d-подуровнях. На валентных орбиталях атома Np находится 7 электронов. Нептуний является f-элементом семейства актиноидов.
 


д) Элемент № 94
Для элемента № 94- плутонийя (Pu – порядковый № 94) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f5 6d1 

Валентные электроны плутония 7s2 5f5 6d1 — находятся на 7s-, 5f- и 6d-подуровнях. На валентных орбиталях атома Pu находится 8 электронов. Плутоний является f-элементом семейства актиноидов.
 


е) Элемент № 95 — америций (Am – порядковый № 95) электронная формула имеет вид: 

Видео:Электронные конфигурации атомов. Химия – простоСкачать

Электронные конфигурации атомов.  Химия – просто

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7 

Валентные электроны америция 7s2 5f7 — находятся на 7s- и 5f-подуровнях. На валентных орбиталях атома Am находится 9 электронов. У атома америция электрон с 6d-подуровня «проваливается» на 5f, потому что энергетически более выгодное состояние валентных электронов 7s2 5f7, чем 7s2 5f6 6d1.  Америций является f-элементом семейства актиноидов.
 


ж) Элемент № 96 — кюрий (Cm – порядковый № 96) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7 6d1 

Валентные электроны гадолиния 7s2 5f7 6d1 — находятся на 7s-, 5f- и 6d-подуровнях. На валентных орбиталях атома Cm находится 10 электронов. Поскольку у кюрия 5f7-состояние стабильно и, следующий электрон располагается на 6d-подуровне. Поэтому конфигурация валентной оболочки атома кюрия 7s2 5f7 6d1 энергетически более выгодна, чем 7s2 5f8. Кюрием заканчивается первый ряд актиноидов. 
 


з) Элемент № 97 берклий (Bk – порядковый № 97) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f8 6d1 

Видео:ХИМИЯ ПРОСТО — Электронная конфигурация атомаСкачать

ХИМИЯ ПРОСТО — Электронная конфигурация атома

Валентные электроны берклия 7s2 5f8 6d — находятся на 7s-, 5f- и 6d-подуровнях. На валентных орбиталях атома Bk находится 11 электронов. Берклием начинается второй ряд семейства актиноидов.
 


к) Элемент № 98 — калифорний (Cf – порядковый № 98) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f10

Валентные электроны калифорния 7s2 5f10 — находятся на 7s- и 5f-подуровнях. На валентных орбиталях атома Cf находится 12 электронов. Для калифорния энергетически выгодное состояние валентных электронов 7s2 5f10, чем 7s2 5f9 6d1. Электрон с 6d-подуровня «проваливается» на 5f-подуровень. Калифорний является элементом второго ряда актиноидов.
 


л) Элемент № 99 — эйнштейний (Es – порядковый № 99) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f11

Валентные электроны эйнштейния 7s2 5f11 — находятся на 7s- и 5f-подуровне. На валентной орбитали атома Es находится 13 электронов. Эйнштейний является элементом второго ряда актиноидов.
 


м) Элемент № 100 — фермий (Fm – порядковый № 100) электронная формула имеет вид: 

Видео:Электронная конфигурация атома "Проскок электрона"Скачать

Электронная конфигурация атома "Проскок электрона"

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f12

Валентные электроны фермия 7s2 5f12 — находятся на 7s- и 5f-подуровнях. На валентных орбиталях атома Fm находится 14 электронов. Фермий является элементом второго ряда актиноидов.
 


н) Элемент № 101 — менделеевий (Md – порядковый № 101) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f13

Валентные электроны менделеевия 7s2 5f13 — находятся на 7s- и 5f-подуровнях. На валентных орбиталях атома Md находится 15 электронов. Менделеевий является элементом второго ряда актиноидов.


о) Элемент № 102 — нобелий (No – порядковый № 102) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14

Видео:Электронные формулы атомов (практика). Учимся составлять электронные формулы атомов.Скачать

Электронные формулы атомов (практика). Учимся составлять электронные формулы атомов.

Валентные электроны нобелия 7s2 5f14 — находятся на 7s- и 5f-подуровнях. На валентных орбиталях атома No находится 16 электронов. У нобелия происходит полное заполнение электронами 5f-подуровня, т.е. образуется сверхустойчивое 7s2 5f14-состояние. Нобелий является элементом второго ряда актиноидов.
 


п) Элемент № 103 — лоуренций (Lr – порядковый № 103) электронная формула имеет вид: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d106 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d1

Валентные электроны лоуренция 7s2 5f14 6d1 — находятся на 7s-, 5f- и 6d-подуровнях. На валентных орбиталях атома Lr находится 17 электронов. Дополнительный электрон (сверхустойчивой конфигурации s2— и f14-состояния) у лоуренция, как и у актиния и кюрия, находится в 6d-состоянии. Поэтому лоуренцием заканчивается ряд актиноидов.
 


Внешняя электронная конфигурация атомов актиноидов 7s2 5fx 6dу, где (х) изменяется от 0 до 14, а (у) может применять значение 0 или 1. Для описания электронной конфигурация атомов актиноидов достаточно указать лишь 5f- и 6d-электронов, число же остальных электронов остается неизменным. Поэтому свойства лантаноидов в основном определяют 7s2 6d1. актиноиды в своих соединениях как и лантаноиды проявляют степень окисления равную +3. Кроме степения окисления +3 для актиноидов характерна поливалентность (некоторые актиноиды могут проявлять степении окисления +2, +4, +5, +6 и +7.. По мере заполнения 5f-орбиталей электронами электронные конфигурации атомов несколько стабилизируются и элементы подсемейства (Br — Lr) проявляют низкие степени окисления +2 и +3. Торий, протактиний и уран проявляют степени окисления +4, +5 и +6 соответственно, т.е. напоминают свойства гафния, тантала и вольфрама. U, Np, Pu и Am образуют группу уранидов, аналогично подгруппе церия в ряду лантаноидов, а элементы (Cm — Lr) образуют группу кюридов.


💡 Видео

Как быстро составить электронную конфигурацию атома? [Лайфхак] Урок 5Скачать

Как быстро составить электронную конфигурацию атома? [Лайфхак] Урок 5

Движение электронов в атоме. 1 часть. 8 класс.Скачать

Движение электронов в атоме. 1 часть. 8 класс.

Свойства f элементов лантаноидов и актиноидовСкачать

Свойства f элементов лантаноидов и актиноидов

Химия| Элементарные частицы. Протоны. Нейтроны. Электроны.Скачать

Химия| Элементарные частицы. Протоны. Нейтроны. Электроны.

Электронные конфигурации | Химия ЕГЭ | УмскулСкачать

Электронные конфигурации | Химия ЕГЭ | Умскул

Графические схемы строения электронной оболочки за 4 минуты. [Урок 6]Скачать

Графические схемы строения электронной оболочки за 4 минуты. [Урок 6]

Химия 8 класс (Урок№27 - Расположение электронов по энергетическим уровням.)Скачать

Химия 8 класс (Урок№27 - Расположение электронов по энергетическим уровням.)

8 Класс. Распределение электронов в атоме | Электронные формулы - ПОЙМЁТ КАЖДЫЙСкачать

8 Класс. Распределение электронов в атоме | Электронные формулы - ПОЙМЁТ КАЖДЫЙ

Распределение электронов в атомах. 8 класс.Скачать

Распределение электронов в атомах. 8 класс.

Органическая Химия — ЭТО НУЖНО ВИДЕТЬ! Гибридизация орбиталейСкачать

Органическая Химия — ЭТО НУЖНО ВИДЕТЬ! Гибридизация орбиталей

Электронные конфигурацииСкачать

Электронные конфигурации

Электронные схемы строения атомовСкачать

Электронные схемы строения атомов

5. Распределение электронов в атомах. Энергетические уровни. Типы орбиталей.Скачать

5. Распределение электронов в атомах. Энергетические уровни. Типы орбиталей.

Движение электронов в атоме. 2 часть. 8 класс.Скачать

Движение электронов в атоме. 2 часть. 8 класс.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии