група 17Т2

хімія    

заняття №26 

Тема: «Збуджений стан атома. Валентні стани елементів. Можливі ступені окиснення неметалічних елементів 2 і 3 періодів.»

Збуджений стан атома.

Це поняття пов’язане зі здатністю електронів отримувати додаткові порції енергії або віддавати її частину.

Що ближче до ядра розміщений енергетичний рівень, то меншим запасом енергії наділені його електрони. Тобто електрони другого рівня характеризуються меншою енергією, ніж третього; третього — меншою, ніж четвертого і так далі. У межах свого стійкого енергетичного рівня, електрон не виділяє і не поглинає енергії.

Отримавши додатковий запас енергії, наприклад під час нагрівання, електрони переходять на вищий енергетичний підрівень, атом набуває збудженого стану. Щоб відрізняти збуджений стан атома від основного, символ елемента записують зі значком *. Розглянемо це на прикладі  Карбону.

C (незбуджений стан)                           С* (збуджений стан)

1s2 2s2 2p2                                                   1s2 2s1 2p3

атом Карбону може мати два валентні стани. В одному з них (основному) в атома Карбону два неспарених електрони, і це визначає його мінімальну валентність ІІ та ступінь окиснення +2.

У другому стані (збудженому) неспарених електронів чотири. За рахунок

них Карбон утворює чотири спільні електронні пари з іншими атомами —

набуває чотиривалентного стану і має ступінь окиснення +4 або –4: +2 +4 –4

СО, СО₂, CH₄.

Здатність електронів переходити на інші енергетичні підрівні зумовлює наявність в атомів одного хімічного елемента кількох ступенів окиснення.

Особливості будови атомів неметалічних елементів, що зумовлюють хімічні властивості неметалів.

З вивченого ви знаєте, що вища валентність хімічних елементів груп А дорівнює номеру групи, проте існують винятки. Наприклад, Оксиген розташований у VІ групі, проте ніколи не буває шестивалентним. Елемент цієї ж підгрупи Сульфур має сполуки, у яких він шестивалентний, наприклад сульфур(VІ) оксид SO₃. Поряд з цим існує сульфур(ІV) оксид SO₂ з чотиривалентним Сульфуром і гідроген сульфід Н₂S, у якому валентність Сульфуру дорівнює двом.

Електронні конфігурації зовнішніх енергетичних рівнів Оксигену і

Сульфуру однакові:

₈O

1s2 2s2 2p4

₁₆S

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 3d0

Графічні електронні формули атомів Оксигену й Сульфуру свідчать,

що в атома Оксигену відсутні вільні енергетичні комірки, тому він не

може перейти в збуджений стан і мати більше двох неспарених (валент-

них) електронів.

Для атома Сульфуру це цілком реально, тому що в нього

є вільні комірки на d-підрівні третього енергетичного рівня. Поглинув-

ши додатково енергію, спарені s- і р-електрони атома Сульфуру займають

вільні комірки на d-підрівні. У збудженому стані графічні електронні

формули Сульфуру такі:

₁₆S*

1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 3d1

₁₆S**

1s2 2s2 2p6 3s1 3p3 3d2

Тобто, на відміну від Оксигену, з яким Сульфур входить до однієї підгрупи, електрони зовнішнього енергетичного рівня атома Сульфуру можуть стати неспареними й атом Сульфуру розширює свої валентні можливості.

Атоми неметалічних хімічних елементів можуть переходити в збуджений стан, якщо мають на зовнішньому енергетичному рівні вільні енергетичні комірки, збільшуючи цим самим кількість неспарених електронів.

Можливі ступені окиснення неметалічних елементів 2-го і 3-го періодів.

 В елементів зі змінною валентністю кількість неспарених електронів в основному стані визначає мінімальну валентність атомів, у збудженому стані — проміжні й максимальну (вищу) валент ності. Вища (максимальна) валентність здебільшого збігається з номером групи хімічного елемента.

Самостійна робота

Завдання 1. З’ясуйте можливі валентні стани Флуору та Фосфору. Для

цього складіть електронні та графічні електронні формули атомів цих елемен-

тів, розгляньте можливість переходу валентних електронів на більш віддалені

від ядра атома енергетичні підрівні.

Завдання 2. Напишіть формули сполук : а) Флуору з Оксигеном, Флуору

з Гідрогеном; б) Фосфору з Оксигеном, Фосфору з Гідрогеном, що відповіда-

ють можливим валентним станам їх атомів, зазначте ступені окиснення.