Какие элементы называют переходными?
Переходные элементы — это химические элементы, у которых d- или f-электроны заполняются, но внешний s-уровень уже завершён. Они обладают переменной степенью окисления, образуют окрашенные соединения и часто проявляют каталитическую активность.
Где в Периодической системе расположены d, f элементы?
d-элементы находятся в средней части Периодической системы, занимая группы с III по XII. f-элементы включают лантаноиды и актиноиды, расположенные в отдельной строке внизу таблицы.
Перечислите элементы, входящие: а) в побочную подгруппу II группы; б) в побочную подгруппу VI группы; в) в 3d-ряд.
а) Побочная подгруппа II группы: цинк (Zn), кадмий (Cd), ртуть (Hg). б) Побочная подгруппа VI группы: хром (Cr), молибден (Mo), вольфрам (W). в) 3d-ряд: скандий (Sc), титан (Ti), ванадий (V), хром (Cr), марганец (Mn), железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni), медь (Cu), цинк (Zn).
Изобразите электронное строение атомов титана, никеля, цинка.
Титан (Ti, Z=22): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s² Никель (Ni, Z=28): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁸ 4s² Цинк (Zn, Z=30): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²
При ионизации атомов переходных металлов сначала отрываются электроны с внешнего уровня, а затем с d-подуровня предвнешнего уровня. С учётом этого составьте электронные конфигурации атома марганца и ионов Mn2+ и Mn3+.
Марганец (Mn, Z=25): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s² Ион Mn²⁺: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ Ион Mn³⁺: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁴
Частицы, содержащие одинаковое число электронов, называют изоэлектронными. Приведите примеры частиц (атомов или ионов), изоэлектронных: а) атому аргона; б) иону Mn2+.
а) Атом аргона (Ar, 18 электронов) изоэлектронен следующим ионам: Cl⁻, K⁺, Ca²⁺. б) Ион Mn²⁺ (23 электрона) изоэлектронен Cr⁰ и Fe²⁺.
Атом какого элемента имеет электронную конфигурацию 1s22s22p63s23p63d34s2? Изобразите распределение электронов в данном атоме по энергетическим уровням. Определите максимальную степень окисления элемента в соединениях.
Эта конфигурация соответствует атому ванадия (V, Z=23).
Распределение электронов по уровням: 1-й уровень: 2 электрона 2-й уровень: 8 электронов 3-й уровень: 11 электронов 4-й уровень: 2 электрона
Максимальная степень окисления ванадия +5, так как он может отдавать все свои валентные электроны (два из 4s и три из 3d).
Атом элемента имеет следующую электронную конфигурацию: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f155s25p65d36s2. Укажите: а) валентные электроны; б) к какому семейству (s, p, d, f) относится элемент; в) название элемента и его символ; г) положение элемента в Периодической системе; д) формулу высшего оксида; е) электронную конфигурацию трёхзарядного положительного иона этого элемента.
а) Валентные электроны: 6s², 5d³. б) Элемент относится к d-семейству. в) Элемент – тантал (Ta, Z=73). г) Группа 5, период 6, побочная подгруппа (d-элемент). д) Высший оксид Ta₂O₅ (тантал(V) оксид). е) Ион Ta³⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶.
В атоме меди происходит проскок электрона, так же как это наблюдается в атоме хрома. Изобразите этот процесс. Какую электронную конфигурацию имеет атом меди?
Атом меди (Cu, Z=29) вместо обычной конфигурации 3d⁹4s² принимает 3d¹⁰4s¹, так как полное заполнение 3d-орбитали энергетически выгоднее.
Электронная конфигурация меди: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹.
Охарактеризуйте физические свойства переходных металлов.
Переходные металлы обладают высокой плотностью, прочностью, твердостью и высокой температурой плавления. Они хорошо проводят тепло и электричество, пластичны и обладают металлическим блеском. Многие из них образуют сплавы и проявляют магнитные свойства.
Сравните металлы главных подгрупп и переходные металлы по следующим признакам: а) электронная конфигурация атомов; б) разнообразие степеней окисления; в) окраска солей; г) физические свойства простых веществ.
а) Электронная конфигурация атомов: Главные подгруппы имеют заполненные s- или p-оболочки, а переходные – незаполненные d- или f-оболочки.
б) Разнообразие степеней окисления: Главные металлы чаще имеют одну или две степени окисления, а переходные – несколько (например, железо +2 и +3, марганец от +2 до +7).
в) Окраска солей: Соли главных металлов часто бесцветные или белые, а переходных – окрашенные (например, соединения хрома бывают зелёными, оранжевыми, фиолетовыми).
г) Физические свойства простых веществ: Транзитные металлы прочнее, тверже, имеют более высокие температуры плавления, в то время как щелочные и щёлочноземельные металлы мягкие и легкоплавкие.