De los siguientes, las características de los átomos cambian periódicamente. La estructura del átomo y la ley periódica. Sólo los enlaces iónicos sostienen la estructura de una sustancia.

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El número atómico de un elemento muestra:

a) el número de partículas elementales en un átomo; b) el número de nucleones en un átomo;

c) el número de neutrones en un átomo; d) el número de protones en un átomo.

La afirmación más correcta es que los elementos químicos del PSE están dispuestos en orden ascendente:

a) la masa absoluta de sus átomos; b) masa atómica relativa;

c) el número de nucleones en los núcleos atómicos; d) carga del núcleo atómico.

La periodicidad de los cambios en las propiedades de los elementos químicos es el resultado de:

a) aumentar el número de electrones en los átomos;

b) un aumento en las cargas de los núcleos atómicos;

c) aumento de masa atómica;

d) periodicidad en los cambios en las estructuras electrónicas de los átomos.

De los siguientes, las características de los átomos de los elementos cambian periódicamente a medida que aumenta el número atómico del elemento:

a) el número de niveles de energía en un átomo;

b) masa atómica relativa;

c) el número de electrones en el nivel de energía externo;

d) carga del núcleo atómico.

Seleccione pares en los que cada característica del átomo cambie periódicamente al aumentar el número de protones del elemento:

a) energía de ionización y energía de afinidad electrónica;

b) radio y masa;

c) electronegatividad y número total de electrones;

d) propiedades metálicas y número de electrones de valencia.

Seleccione la declaración correcta para los elementos.VY los grupos:

a) todos los átomos tienen el mismo número de electrones;

b) todos los átomos tienen el mismo radio;

c) todos los átomos tienen la misma cantidad de electrones en la capa exterior;

d) todos los átomos tienen una valencia máxima igual al número del grupo.

Un determinado elemento tiene la siguiente configuración electrónica:ns 2 (norte-1) d 10 notario público. 4 . ¿En qué grupo de la tabla periódica se encuentra este elemento?

a) grupo IVB; b) grupo VIB; c) grupo IVA; d) Grupo VIA.

Durante los períodos PSE con cargas crecientes de los núcleos atómicos.No cambios:

a) masa de átomos;

b) número de capas electrónicas;

c) el número de electrones en la capa electrónica exterior;

d) radio de los átomos.

¿En qué serie están ordenados los elementos químicos en orden creciente de radio atómico?

a) Li, Be, B, C; b) Be, Mg, Ca, Sr; c) N, O, F, Ne; d) Na, Mg, Al, Si.

La energía de ionización más baja entre los átomos estables tiene:

a) litio; b) bario; c) cesio; d) sodio.

La electronegatividad de los elementos aumenta en la serie:

a) P, Si, S, O; b) Cl, F, S, O; c) Te, Se, S, O; d) O, S, Se, Te.

En una fila de elementosN / AmagnesioAlabamaSiPAGSCLde izquierda a derecha:

a) aumenta la electronegatividad;

b) la energía de ionización disminuye;

c) aumenta el número de electrones de valencia;

d) las propiedades metálicas disminuyen.

Indique el metal más activo del cuarto período:

a) calcio; b) potasio; c) cromo; d) zinc.

Especifique el metal más activo del grupo IIA:

a) berilio; b) bario; c) magnesio; d) calcio.

Especifique el no metal más activo del grupo VIIA:

a) yodo; b) bromo; c) flúor; d) cloro.

Elija las afirmaciones correctas:

a) en los grupos IA-VIIIA de PSE solo hay s- y
familias de electrones p;

b) en los grupos IV-VIIIB solo se ubican los elementos d;

c) todos los elementos d son metales;

d) el número total de elementos s en el PSE es 13.

Con un aumento en el número atómico de un elemento del grupo VA, aumenta lo siguiente:

a) propiedades metálicas; b) número de niveles de energía;

c) número total de electrones; d) número de electrones de valencia.

Los elementos P incluyen:

a) potasio; b) sodio; c) magnesio; d) arsénico.

¿A qué familia de elementos pertenece el aluminio?

a) elementos s; b) elementos p;

c) elementos d; d) elementos f.

Indique la fila que contiene sólod-elementos:

a) Al, Se, La; b) Ti, Ge, Sn; c) Ti, V, Cr; d) La, Ce, Hf.

¿En qué fila se muestran los símbolos de los elementos de las familias s, p y d?

a) H, Él, Li; b) H, Ba, Al; c) Ser, C, F; d) Mg, P, Cu.

¿Qué átomo del elemento del período IV contiene la mayor cantidad de electrones?

a) zinc; b) cromo; c) bromo; d) criptón.

¿En un átomo de qué elemento los electrones del nivel de energía externo están más estrechamente unidos al núcleo?

a) potasio; b) carbono; c) flúor; d) francés.

La fuerza de atracción de los electrones de valencia hacia el núcleo de un átomo disminuye en la serie de elementos:

a) Na, Mg, Al, Si; b) Rb, K, Na, Li; c) Sr, Ca, Mg, Be; d) Li, Na, K, Rb.

El elemento con número de serie 31 se encuentra ubicado:

a) en el grupo III; b) período corto;

c) largo período; d) en el grupo A.

De las fórmulas electrónicas siguientes, seleccione aquellas que correspondan a elementos pVperíodo:

a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 4p 6 4d 1 5s 2 5p 1 ;

b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 4p 6 5s 2 ;

c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 4p 2 ;

d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 4p 6 4d 1 5s 2 5p 6 .

De las fórmulas electrónicas dadas, seleccione aquellas que correspondan a los elementos químicos que forman el óxido superior de composición E. 2 ACERCA DE 3 :

a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 ; b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 4p 3 ;

c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 ; d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2.

Determine el elemento cuyo átomo contiene 4 electrones en el subnivel 4p. ¿En qué época y grupo se encuentra?

a) arsénico, periodo IV, grupo VA; b) teluro, período V, grupo VI;

c) selenio, período IV, grupo VI; d) tungsteno, período VI, grupo VIB.

Los átomos de calcio y escandio se diferencian entre sí:

a) el número de niveles de energía; b) radio;

c) el número de electrones de valencia; d) fórmula del óxido superior.

Para los átomos de azufre y cromo lo mismo:

a) número de electrones de valencia;

b) número de niveles de energía;

c) mayor valencia;

d) fórmula del óxido superior.

Los átomos de nitrógeno y fósforo tienen:

a) el mismo número de capas electrónicas;

b) el mismo número de protones en el núcleo;

c) el mismo número de electrones de valencia;

d) radios idénticos.

La fórmula del óxido superior de un elemento del período III, cuyo átomo en el estado fundamental contiene tres electrones desapareados:

a) E2O3; b) EO2; c) E2O5; d) E 2 O 7.

La fórmula del óxido más alto del elemento es EO 3. Dé la fórmula de su compuesto de hidrógeno:

a) EN 2; b) ES; c) EN 3; d) ES 4.

La naturaleza de los óxidos de básicos a ácidos cambia en la serie:

a) Na 2 O, MgO, SiO 2; b) Cl2O, SO2, P2O5, NO2;

c) BeO, MgO, B 2 O 3, Al 2 O 3; d) CO 2, B 2 O 3, Al 2 O 3, Li 2 O;

e) CaO, Fe 2 O 3, Al 2 O 3, SO 2.

Seleccione las filas en las que se ordenan las fórmulas en orden creciente de las propiedades ácidas de los compuestos:

a) N 2 O 5, P 2 O 5, Como 2 O 5; c) H2SeO3, H2SO3, H2SO4;

b) HF, HBr, HI; d) Al 2 O 3, P 2 O 5, Cl 2 O 7.

Indique la serie en la que se ordenan los hidróxidos en orden creciente de sus propiedades básicas:

a) LiOH, KOH, NaOH; c) LiOH, Ca(OH)2, Al(OH)3;

b) LiOH, NaOH, Mg(OH)2; d) LiOH, NaOH, KOH.

Tareas

    La muestra de fósforo contiene dos nucleidos: fósforo-31 y fósforo-33. La fracción molar de fósforo-33 es del 10%. Calcule la masa atómica relativa del fósforo en esta muestra.

    El cobre natural se compone de nucleidos Cu 63 y Cu 65. La relación entre el número de átomos de Cu 63 y el número de átomos de Cu 65 en la mezcla es 2,45:1,05. Calcule la masa atómica relativa del cobre.

    La masa atómica relativa media del cloro natural es 35,45. Calcule las fracciones molares de sus dos isótopos si se sabe que sus números másicos son 35 y 37.

    La muestra de oxígeno contiene dos nucleidos: 16 O y 18 O, cuyas masas son 4,0 gy 9,0 g, respectivamente. Determine la masa atómica relativa de oxígeno en esta muestra.

    Un elemento químico consta de dos nucleidos. El núcleo del primer nucleido contiene 10 protones y 10 neutrones. Hay 2 neutrones más en el núcleo del segundo nucleido. Por cada 9 átomos de un nucleido más ligero hay un átomo de un nucleido más pesado. Calcula la masa atómica promedio del elemento.

    ¿Qué masa atómica relativa tendría el oxígeno si en una mezcla natural por cada 4 átomos de oxígeno-16 hubiera 3 átomos de oxígeno-17 y 1 átomo de oxígeno-18?

Respuestas:1. 31,2. 2. 63,6. 3. 35 Cl: 77,5% y 37 Cl: 22,5%. 4. 17,3. 5. 20,2. 6. 16,6.

enlace químico

El volumen principal de material educativo:

Naturaleza y tipos de enlaces químicos. Parámetros básicos de un enlace químico: energía, longitud.

Enlace covalente. Mecanismos de intercambio y donante-aceptor de formación de enlaces covalentes. Direccionalidad y saturación de enlaces covalentes. Polaridad y polarizabilidad de enlaces covalentes. Valencia y estado de oxidación. Posibilidades de valencia y estados de valencia de átomos de elementos del grupo A. Enlaces simples y múltiples. Redes cristalinas atómicas. El concepto de hibridación de orbitales atómicos. Tipos básicos de hibridación. Ángulos de conexiones. Estructura espacial de moléculas. Fórmulas empíricas, moleculares y estructurales (gráficas) de moléculas.

enlace iónico. Redes cristalinas iónicas. Fórmulas químicas de sustancias con estructuras moleculares, atómicas e iónicas.

Conexión metálica. Redes cristalinas de metales.

Interacción intermolecular. Red cristalina molecular. Energía de interacción intermolecular y estado de agregación de sustancias.

Enlace de hidrógeno. La importancia de los enlaces de hidrógeno en los objetos naturales.

Como resultado del estudio del tema, los estudiantes deben saber:

    ¿Qué es un enlace químico?

    principales tipos de enlaces químicos;

    mecanismos de formación de enlaces covalentes (intercambio y donante-aceptor);

    características principales de un enlace covalente (saturación, dirección, polaridad, multiplicidad, enlaces s y p);

    propiedades básicas de los enlaces iónicos, metálicos y de hidrógeno;

    principales tipos de redes cristalinas;

    cómo cambian la reserva de energía y la naturaleza del movimiento de las moléculas durante la transición de un estado de agregación a otro;

    ¿En qué se diferencian las sustancias con estructura cristalina de las sustancias con estructura amorfa?

Como resultado del estudio del tema, los estudiantes deben adquirir las habilidades:

    determinar el tipo de enlace químico entre átomos de varios compuestos;

    comparar la fuerza de los enlaces químicos por su energía;

    determinación de estados de oxidación utilizando fórmulas de diversas sustancias;

    establecer la forma geométrica de algunas moléculas a partir de la teoría de la hibridación de orbitales atómicos;

    predecir y comparar las propiedades de sustancias en función de la naturaleza de los enlaces y del tipo de red cristalina.

Habiendo terminado de estudiar el tema, los estudiantes deberían tener una idea:

– sobre la estructura espacial de las moléculas (dirección de los enlaces covalentes, ángulo de enlace);

– sobre la teoría de la hibridación de orbitales atómicos (sp 3 -, sp 2 -, hibridación sp)

Después de estudiar el tema, los estudiantes deben recordar:

    elementos con estado de oxidación constante;

    compuestos de hidrógeno y oxígeno, en los que estos elementos tienen estados de oxidación que no les son característicos;

    el tamaño del ángulo entre los enlaces en una molécula de agua.

Sección 1. Naturaleza y tipos de enlaces químicos.

      Se dan las fórmulas de las sustancias: Na 2 O, SO 3, KCl, PCl 3, HCl, H 2, Cl 2, NaCl, CO 2, (NH 4) 2 SO 4, H 2 O 2, CO, H 2. S, NH 4 Cl, SO 2, HI, Rb 2 SO 4, Sr(OH) 2, H 2 SeO 4, He, ScCl 3, N 2, AlBr 3, HBr, H 2 Se, H 2 O, OF 2 , CH 4, NH 3, KI, CaBr 2, BaO, NO, FCl, SiC. Seleccionar conexiones:

    estructura molecular y no molecular;

    sólo con enlaces polares covalentes;

    sólo con enlaces covalentes apolares;

    sólo con enlaces iónicos;

    combinando enlaces iónicos y covalentes en la estructura;

    combinando enlaces covalentes polares y covalentes no polares en la estructura;

    capaz de formar enlaces de hidrógeno;

    tener enlaces en la estructura formados según el mecanismo donante-aceptor;

      ¿Cómo cambia la polaridad de los enlaces en filas?

a) H2O; H2S; H2Se; H2Teb) PH3; H2S; HCl.

      ¿En qué estado (tierra o excitado) se encuentran los átomos de elementos aislados en los siguientes compuestos?

B Cl3; PAG Cl3; Si O2; Ser F2; H2 S; do H4; h CL¿O4?

      ¿Qué par de elementos indicados durante la interacción química tiene la máxima tendencia a formar un enlace iónico?
      ¿Ca, C, K, O, I, Cl, F?

      ¿En cuál de las sustancias químicas propuestas a continuación será más probable que se produzca la ruptura de enlaces con la formación de iones y en cuál con la formación de radicales libres: NaCl, CS 2, CH 4, K 2 O, H 2 SO 4? , KOH, Cl2?

      Los halogenuros de hidrógeno son: HF, HCl, HBr, HI. Seleccione haluro de hidrógeno:

    cuya solución acuosa es el ácido más fuerte (el ácido más débil);

    con el enlace más polar (enlace menos polar);

    con la longitud de conexión más larga (con la longitud de conexión más corta);

    con el punto de ebullición más alto (punto de ebullición más bajo).

      Cuando se forma un enlace químico flúor-flúor, 2,64 ´
      10-19 J de energía. Calcule la cantidad química de moléculas de flúor que deben formarse para que se liberen 1,00 kJ de energía.

PRUEBA 6.

-capacitaciónmaterialesEducativo-manual metodológico Minsk... Svetlana Viktorovna y otros. generalquímicaEducativo-capacitaciónmaterialesEducativo-manual metodológico Responsable de...
  • Tutoriales y talleres

    Libros de texto y tutoriales.

    ... Generalquímica: educativamente-capacitaciónmateriales Generalquímica: educativamente-capacitaciónmateriales química: educativamente-capacitaciónmateriales: método educativo. prestación...

  • Química para cursos preparatorios por correspondencia.

    Documento

    ... Generalquímica: educativamente-capacitaciónmateriales: método educativo. manual / G.E. Atrakhimovich et al. – Minsk: BSMU, 2007. – 164 p. Generalquímica: educativamente-capacitaciónmateriales... 2008.– 124 p. Inorgánico química: educativamente-capacitaciónmateriales: método educativo. prestación...

  • Lista de trabajos científicos y educativos del asistente.

    preguntas del examen

    Generalquímica. Educativo-capacitaciónmateriales. Educativo Generalquímica. Educativo-capacitaciónmateriales. Educativo

  • S P I S O K de trabajos científicos y educativos del asistente.

    preguntas del examen

    Barchenko., O.V.Achinovich., A.R.Kozel Generalquímica. Educativo-capacitaciónmateriales. Educativo-manual metódico. Minsk, BSMU, ... Kozel., G.E. Artakhimovich.. S.R. Generalquímica. Educativo-capacitaciónmateriales. Educativo-manual metódico. Minsk, BSMU, ...

  • Cuando una molécula se forma a partir de dos átomos aislados, la energía en el sistema es:

    a) aumenta; b) disminuye; c) no cambia;

    d) es posible tanto una disminución como un aumento de energía.

    Indique en qué par de sustancias los pares de electrones comunes se desplazan hacia el átomo de oxígeno:

    a) DE 2 y CO; b) Cl2O y NO; c) H2O y N2O3; d) H 2 O 2 y O 2 F 2.

    Especifique compuestos con un enlace covalente no polar:

    a) O 2; b) n2; c) Cl2; d) PCl5.

    Especifique compuestos con enlaces covalentes polares:

    a) H2O; b) Br2; c) Cl2O; d) Así 2.

    Seleccione un par de moléculas en las que todos los enlaces sean covalentes:

    a) NaCl, HCl; b) CO2, Na2O; c) CH3Cl, CH3Na; d) SO2, NO2.

    Los compuestos con enlaces covalentes polares y covalentes no polares son, respectivamente:

    a) agua y sulfuro de hidrógeno; b) bromuro de potasio y nitrógeno;

    c) amoniaco e hidrógeno; d) oxígeno y metano.

    Ninguno de los enlaces covalentes se forma mediante el mecanismo donante-aceptor en la partícula:

    a) CO2; b) CO; c) FB 4 – ; d) NH4+.

    A medida que aumenta la diferencia de electronegatividad entre los átomos unidos, ocurre lo siguiente:

    a) disminuir la polaridad del enlace;

    b) fortalecer la polaridad de la conexión;

    c) aumentar el grado de ionicidad del enlace;

    d) disminuir el grado de ionicidad del enlace.

    ¿En qué fila están dispuestas las moléculas en orden creciente de polaridad de enlace?

    a) HF, HCl, HBr; b) NH3, PH3, AsH3;

    c) H2Se, H2S, H2O; d) CO 2, CS 2, CSe 2.

    Mayor energía de enlace en una molécula:

    a) H2Te; b) H2Se; c) H2S; d) H2O.

    El enlace químico es el más débil de una molécula:

    a) bromuro de hidrógeno; b) cloruro de hidrógeno;

    c) yoduro de hidrógeno; d) fluoruro de hidrógeno.

    La longitud del enlace aumenta en varias sustancias que tienen las fórmulas:

    a) CCl4, CBr4, CF4; b) SO 2, SeO 2, TeO 2;

    c) H2S, H2O, H2Se; d) HBr, HCl, HF.

    Número máximos-enlaces que pueden existir entre dos átomos de una molécula:

    a) 1; segundo) 2; c) 3; d) 4.

    Un triple enlace entre dos átomos implica:

    a) 2 enlaces s y 1 enlace π; b) 3 enlaces s;

    c) 3 enlaces π; d) Enlace 1s y enlace 2π.

    molécula de CO 2 contiene enlaces químicos:

    a) 1s y 1π; b) 2s y 2π; c) 3s y 1π; d) 4 chelines.

    Sumas- Yπ- conexiones (s + π) en una moléculaENTONCES 2 CL 2 es igual a:

    a) 3 + 3; segundo) 3 + 2; c) 4+2; d) 4+3.

    Especifique compuestos con enlaces iónicos:

    a) cloruro de sodio; b) monóxido de carbono (II); c) yodo; d) nitrato de potasio.

    Sólo los enlaces iónicos sostienen la estructura de una sustancia:

    a) peróxido de sodio; b) cal apagada;

    c) sulfato de cobre; d) silvinita.

    Indique qué átomo del elemento puede participar en la formación de un enlace metálico e iónico:

    a) Como; b) hermano; c)K; d) Se.

    El carácter más pronunciado del enlace iónico en el compuesto es:

    a) cloruro de calcio; b) fluoruro de potasio;

    c) fluoruro de aluminio; d) cloruro de sodio.

    Indique las sustancias cuyo estado de agregación en condiciones normales está determinado por enlaces de hidrógeno entre moléculas:

    a) hidrógeno; b) cloruro de hidrógeno;

    c) fluoruro de hidrógeno líquido; d) agua.

    Indique el enlace de hidrógeno más fuerte:

    a) –N....H–; b) –O....H–; c) –Cl....H–; d) –S....H–.

    ¿Qué enlace químico es el menos fuerte?

    a) metales; b) iónico; c) hidrógeno; d) covalente.

    Indique el tipo de enlace en la molécula de NF. 3 :

    a) iónico; b) covalente no polar;

    c) covalente polar; d) hidrógeno.

    Enlace químico entre átomos de elementos con números atómicos 8 y 16:

    a) iónico; b) polar covalente;

    c) covalente no polar; d) hidrógeno.

    Lección 2

    Los números cuánticos comentados anteriormente pueden parecer conceptos abstractos y alejados de la química. De hecho, pueden utilizarse para calcular la estructura de átomos y moléculas reales sólo con una formación matemática especial y una computadora potente. Sin embargo, si a los conceptos de mecánica cuántica presentados esquemáticamente añadimos un principio más, los números cuánticos “cobran vida” para los químicos.

    En 1924, Wolfgang Pauli formuló uno de los postulados más importantes de la física teórica, que no se derivaba de leyes conocidas: más de dos electrones no pueden estar simultáneamente en un orbital (en el mismo estado de energía), y aun así sólo si sus espines están en direcciones opuestas. Otras formulaciones: dos partículas idénticas no pueden estar en el mismo estado cuántico; Un átomo no puede tener dos electrones con los mismos valores de los cuatro números cuánticos.

    Intentemos "crear" las capas electrónicas de los átomos utilizando la última formulación del principio de Pauli.

    El valor mínimo del número cuántico principal n es 1. Corresponde a un solo valor del número orbital l, igual a 0 (orbital s). La simetría esférica de los orbitales s se expresa en el hecho de que en l = 0 en un campo magnético solo hay un orbital con m l = 0. Este orbital puede contener un electrón con cualquier valor de espín (hidrógeno) o dos electrones con espín opuesto valores (helio). Por tanto, con n = 1, no pueden existir más de dos electrones.

    Ahora comencemos a llenar los orbitales con n = 2 (ya hay dos electrones en el primer nivel). El valor n = 2 corresponde a dos valores del número de orbital: 0 (orbital s) y 1 (orbital p). En l = 0 hay un orbital, en l = 1 hay tres orbitales (con valores de m l: -1, 0, +1). Cada orbital no puede contener más de dos electrones, por lo que el valor n = 2 corresponde a un máximo de 8 electrones. Por tanto, el número total de electrones en un nivel con un n dado se puede calcular mediante la fórmula 2n 2:

    Denotemos cada orbital con una celda cuadrada y los electrones con flechas de direcciones opuestas. Para una mayor "construcción" de las capas electrónicas de los átomos, es necesario utilizar una regla más, formulada en 1927 por Friedrich Hund (Hund): los estados más estables para un l dado son aquellos con el mayor espín total, es decir el número de orbitales llenos en un subnivel determinado debe ser máximo (un electrón por orbital).

    El comienzo de la tabla periódica se verá así:

    Esquema de llenado del nivel externo de elementos del 1º y 2º período con electrones.

    Continuando con la “construcción”, se puede llegar al inicio del tercer período, pero luego habrá que introducir como postulado el orden de llenado de los orbitales d y f.

    Del diagrama construido sobre la base de suposiciones mínimas, queda claro que los objetos cuánticos (átomos de elementos químicos) se relacionarán de manera diferente con los procesos de dar y recibir electrones. Los objetos He y Ne serán indiferentes a estos procesos debido a una capa de electrones completamente ocupada. Lo más probable es que el objeto F acepte activamente el electrón faltante, y el objeto Li será más probable que ceda el electrón.

    El objeto C debe tener propiedades únicas: tiene el mismo número de orbitales y el mismo número de electrones. Quizás se esfuerce por formar conexiones consigo mismo debido a una simetría tan alta del nivel externo.

    Es interesante notar que los conceptos de los cuatro principios de la construcción del mundo material y el quinto que los conecta se conocen desde hace al menos 25 siglos. En la antigua Grecia y la antigua China, los filósofos hablaban de cuatro primeros principios (que no deben confundirse con los objetos físicos): “fuego”, “aire”, “agua”, “tierra”. El principio conector en China era la “madera”, en Grecia era la “quintaesencia” (la quinta esencia). La relación del “quinto elemento” con los otros cuatro queda demostrada en la película de ciencia ficción del mismo nombre.

    Juego "Mundo paralelo"

    Para comprender mejor el papel de los postulados "abstractos" en el mundo que nos rodea, es útil pasar al "Mundo Paralelo". El principio es simple: la estructura de los números cuánticos se distorsiona ligeramente y luego, a partir de sus nuevos valores, construimos un sistema periódico de un mundo paralelo. El juego tendrá éxito si sólo cambia un parámetro, lo que no requiere suposiciones adicionales sobre la relación entre los números cuánticos y los niveles de energía.

    Por primera vez, se ofreció un juego de problemas similar a los escolares en la Olimpiada de toda la Unión en 1969 (noveno grado):

    “¿Cómo sería un sistema periódico de elementos si el número máximo de electrones en una capa estuviera determinado por la fórmula 2n 2 -1, y el nivel exterior no pudiera tener más de siete electrones? primeros cuatro períodos (designando los elementos por sus números atómicos) ¿Qué estados de oxidación podría presentar el elemento N 13? ¿Qué propiedades de la sustancia simple correspondiente y de los compuestos de este elemento podría suponer?

    Esta tarea es demasiado difícil. En la respuesta es necesario analizar varias combinaciones de postulados que establecen los valores de los números cuánticos con postulados sobre la relación entre estos valores. Después de un análisis detallado de este problema, llegamos a la conclusión de que las distorsiones en el "mundo paralelo" son demasiado grandes y no podemos predecir correctamente las propiedades de los elementos químicos de este mundo.

    En el Centro de Investigación Científica de la Universidad Estatal de Moscú solemos utilizar un problema más simple y visual, en el que los números cuánticos del "mundo paralelo" casi no se diferencian de los nuestros. En este mundo paralelo viven análogos de personas: homozoides(La descripción de los propios homozoides no debe tomarse en serio).

    Ley periódica y estructura atómica.

    Tarea 1.

    Los homozoides viven en un mundo paralelo con el siguiente conjunto de números cuánticos:

    norte = 1, 2, 3, 4, ...
    yo= 0, 1, 2, ... (norte – 1)
    m l = 0, +1, +2,...(+ yo)
    ms = ± 1/2

    Construya los primeros tres períodos de su tabla periódica, manteniendo nuestros nombres para los elementos con los números correspondientes.

    1. ¿Cómo se lavan los homozoides?
    2. ¿Con qué se emborrachan los homozoides?
    3. Escribe la ecuación de la reacción entre su ácido sulfúrico y el hidróxido de aluminio.

    Análisis de soluciones

    Estrictamente hablando, no se puede cambiar uno de los números cuánticos sin afectar a los demás. Por tanto, todo lo que se describe a continuación no es la verdad, sino una tarea educativa.

    La distorsión es casi imperceptible: el número cuántico magnético se vuelve asimétrico. Sin embargo, esto significa la existencia de imanes unipolares en un mundo paralelo y otras consecuencias graves. Pero volvamos a la química. En el caso de los electrones s, no se producen cambios ( yo= 0 y m1 = 0). Por tanto, allí el hidrógeno y el helio son lo mismo. Conviene recordar que, según todos los datos, el hidrógeno y el helio son los elementos más comunes en el Universo. Esto nos permite suponer la existencia de tales mundos paralelos. Sin embargo, para los electrones p la imagen cambia. En yo= 1 obtenemos dos valores en lugar de tres: 0 y +1. Por lo tanto, sólo hay dos orbitales p que pueden acomodar 4 electrones. La duración del período ha disminuido. Construimos “celdas de flechas”:

    Construcción de la Tabla Periódica de un Mundo Paralelo:

    Los períodos, naturalmente, se han acortado (en el primero hay 2 elementos, en el segundo y tercero, 6 en lugar de 8. El cambio de roles de los elementos se percibe con mucha alegría (mantenemos deliberadamente los nombres detrás de los números): inerte gases O y Si, metal alcalino F. Para no confundirnos, denotaremos su los elementos son sólo símbolos, y nuestro- en palabras.

    El análisis de las preguntas del problema nos permite analizar la importancia de la distribución de electrones en el nivel externo para las propiedades químicas de un elemento. La primera pregunta es simple: hidrógeno = H y C se convierte en oxígeno. Todos coinciden inmediatamente en que el mundo paralelo no puede existir sin halógenos (N, Al, etc.). La respuesta a la segunda pregunta está relacionada con la solución del problema: por qué el carbono es para nosotros un "elemento de vida" y cuál será su análogo paralelo. Durante la discusión, descubrimos que dicho elemento debería proporcionar enlaces "más covalentes" con análogos de oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Tenemos que avanzar un poco y analizar los conceptos de hibridación, estados fundamentales y excitados. Entonces el elemento de la vida se convierte en un análogo de nuestro carbono en simetría (B): tiene tres electrones en tres orbitales. El resultado de esta discusión es un análogo del alcohol etílico BH 2 BHCH.

    Al mismo tiempo, resulta obvio que en el mundo paralelo hemos perdido análogos directos de nuestros grupos tercero y quinto (o segundo y sexto). Por ejemplo, los elementos del período 3 corresponden a:

    Estados de oxidación máximos: Na (+3), Mg (+4), Al (+5); sin embargo, la prioridad son las propiedades químicas y su cambio periódico, y la duración del período ha disminuido.

    Luego la respuesta a la tercera pregunta (si no existe un análogo del aluminio):

    Ácido sulfúrico + hidróxido de aluminio = sulfato de aluminio + agua

    H 2 MgC 3 + Ne(CH) 2 = NeMgC 3 + 2 H 2 C

    O como opción (no existe un análogo directo del silicio):

    H 2 MgC 3 + 2 Na (CH) 3 = Na 2 (MgC 3) 3 + 6 H 2 C

    El principal resultado del descrito “viaje a un mundo paralelo” es la comprensión de que la infinita diversidad de nuestro mundo surge de un conjunto no muy grande de leyes relativamente simples. Un ejemplo de tales leyes son los postulados analizados de la mecánica cuántica. Incluso un pequeño cambio en uno de ellos cambia dramáticamente las propiedades del mundo material.

    Ponte a prueba

    Seleccione la respuesta correcta (o respuestas)

    Estructura atómica, ley periódica.

    1. Elimina el concepto innecesario:

    1) protón; 2) neutrón; 3) electrón; 4) ion

    2. El número de electrones en un átomo es igual a:

    1) el número de neutrones; 2) el número de protones; 3) número de período; 4) número de grupo;

    3. De los siguientes, las características de los átomos de los elementos cambian periódicamente a medida que aumenta el número atómico del elemento:

    1) el número de niveles de energía en un átomo; 2) masa atómica relativa;

    3) el número de electrones en el nivel de energía externo;

    4) carga del núcleo atómico

    4. En el nivel exterior de un átomo de un elemento químico, hay 5 electrones en el estado fundamental. ¿Qué elemento podría ser este?

    1) boro; 2) nitrógeno; 3) azufre; 4) arsénico

    5. El elemento químico se ubica en el 4º período, grupo IA. La distribución de electrones en un átomo de este elemento corresponde a una serie de números:

    1) 2, 8, 8, 2 ; 2) 2, 8, 18, 1 ; 3) 2, 8, 8, 1 ; 4) 2, 8, 18, 2

    6. Los elementos p incluyen:

    1) potasio; 2) sodio; 3) magnesio; 4) aluminio

    7. ¿Pueden los electrones del ion K+ estar en los siguientes orbitales?

    1) 3p; 2) 2f; 3) 4s; 4) 4p

    8. Seleccione las fórmulas de partículas (átomos, iones) con la configuración electrónica 1s 2 2s 2 2p 6:

    1) Na+; 2) K+; 3) Ne; 4) F –

    9. ¿Cuántos elementos habría en el tercer período si el número cuántico de espín tuviera un valor único de +1 (los números cuánticos restantes tienen valores ordinarios)?

    1) 4 ; 2) 6 ; 3) 8 ; 4) 18

    10. ¿En qué serie están ordenados los elementos químicos en orden creciente de radio atómico?

    1) Li, Be, B, C;

    2) Be, Mg, Ca, Sr;

    3) N, O, F, Ne;

    4) Na, Mg, Al, Si

    © V.V.Zagorsky, 1998-2004

    RESPUESTAS

    1. 4) ion
    2. 2) número de protones
    3. 3) el número de electrones en el nivel de energía exterior
    4. 2) nitrógeno; 4) arsénico
    5. 3) 2, 8, 8, 1
    6. 4) aluminio
    7. 1) 3p; 3) 4s; 4) 4p
    8. 1) Na+; 3) Ne; 4) F –
    9. 2) Ser, Mg, Ca, Sr
    • Zagorsky V.V. Una versión de la presentación en la escuela de física y matemáticas del tema “Estructura del átomo y la ley periódica”, Russian Chemical Journal (ZhRKhO que lleva el nombre de D.I. Mendeleev), 1994, v. 38, N 4, p.
    • Zagorsky V.V. La estructura del átomo y la Ley Periódica / "Química" N 1, 1993 (suplemento del periódico "Primero de Septiembre")