d-элементы

Эта тема часто бывает проблемной при подготовке к экзамену. Хотя она совсем не сложная.

 

Поэтому сначала я расскажу о «нелегкой доле российских учеников» — станет понятно, откуда «растут ноги» у этой проблемы, а потом разберем сам материал.

 

Все мы слышали об ИЮПАК (Международный союз теоретической и прикладной химии).  Еще в 1989 году этот союз предложил для использования во всем мире (и весь мир согласился и до сих пор использует) так называемую «длинную форму» периодической системы элементов:

 
длинная периодическая система

 

В России она почему-то не используется….

 

Чем же она отличается от той, которая напечатана во всех наших школьных учебниках по химии?

(На отсутствие цветов внимание не обращаем — на экзамене вам могут дать и черно-белый вариант)

 

  • Нет подгрупп — есть только группы
  • Количество групп — 18!
  • d-элементы находятся между s- и p-элементами (d-block)
  • соответственно, в периодах нет рядов — в них просто отпала необходимоcть

 

Эта таблица показывает последовательность заполнения электронами энергетических уровней.

 

длинная периодическая система

 

Эту табличку я очень рекомендую распечатать и активно использовать при подготовке к экзамену. На ЕГЭ, конечно, вам дадут «короткую» форму, но к тому времени вам уже легче будет ориентироваться по ней.

 

Итак, со вступлением мы разобрались, перейдем непосредственно к теме…

 

Строение электронных оболочек атомов

 

d-элементов

 

формула d-элементовЭто общая электронная формула этих элементов

 

Максимальное возможное количество электронов на d-подуровне — 10,

 
на s-подуровне — 2.
 

Особенности заполнения электронами подуровней:

 

4 период:

 

4 период

 

Обратите внимание, Sc — первый d-элемент и у него этот самый d — подуровень начинает заполняться электронами (s-подуровень уже заполнен).

 

У Cr вдруг появляется «аномалия» — 1 электрон на s-подуровне.

 

Тут срабатывает Правило Гунда:

 

заселение орбиталей, относящихся к одному и тому же энергетическому подуровню, начинается одиночными электронами с параллельными (одинаковыми по знаку) спинами, и лишь после того, как одиночные электроны займут все орбитали, может происходить окончательное заселение орбиталей парами электронов с противоположными спинами. В результате суммарный спин (и сумма спиновых квантовых чисел) всех электронов в атоме будет максимальным.

 

Давайте «переведем»: чем больше количество неспаренных электронов, тем лучше! 🙂

 

электронная конфигурация атома хрома

 

Электрон «проваливается» с S — подуровня, чтобы неспаренных электронов стало больше.

 

Дальше по периоду все идет нормально — планомерно заполняется электронами d-орбиталь.

 

У Cu и Zn d-подуровень заполняется полностью (10 электронов).  Валентными будут электроны S — подуровня.

 

У других элементов тоже встречается такой «провал».

 

Следующие периоды мы подробно разбирать не будем, я просто приведу здесь табличку с электронными конфигурациями d-элементов.

 

электронная конфигурация d-элементов

 

Потренируйтесь — распишите самостоятельно строение каждого из этих элементов!

 
Успехов!
 


 

  • примеры вопросов из ЕГЭ по этой теме

 


 
 

Обсуждение: "d-элементы"

(Правила комментирования)