Электронная конфигурация хрома: Строение атома хрома (Cr), схема и примеры

Содержание

Элемент хром | Дистанционные уроки

06-Ноя-2012 | комментариев 5 | Лолита Окольнова

 

За счет большого количества валентных электронов образует большое количество окрашенных  соединений.

 

Электронное строение атома

 

 

Как видно из схемы, у d-элемента хрома наблюдается такое явление как «провал электрона» — один электрон с s-орбитали перескакивает на d-орбиталь.

 

«Провал» электрона — переход электрона с внешнего энергетического уровня на более низкий, что объясняется большей энергетической устойчивостью образующихся при этом электронных конфигураций.

 

Соответственно, возможные степени окисления  хрома:
+6, +4, +3 и +2.

 

Свойства простого вещества 

Хром — типичный металл — блестящий, бело-голубого цвета. Довольно часто встречающийся элемент в минералах земли.

Это малоактивный металл, т.к. на воздухе он покрывается оксидной пленкой

  • Взаимодействие с неметаллами:
    2Сr + 3F2 = 2CrF3
    4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
  • Взаимодействие с водой (при нагревании):
    2Cr + 3h3O = Cr2O3 + 3h3
  •  Взаимодействие с кислотами
    — при н.у. это пассивный металл, ни с серной, ни с азотной кислотой не взаимодействует
    — с разбавленной соляной и серной кислотами образует соли хрома (II):   Сr + 2HCl = CrCl2 + h3

 

Оксиды хрома

 

СrO — оксид хрома (II), (черного цвета) — основной оксид.

 

Сr(OH)2 — желто-коричневого цвета, быстро окисляется до Cr2O3 или Сr(Oh4).

СrO + 2HCl = CrCl2 + h3O (cоли — голубого цвета)

Cr2O3 — оксид хрома (III), (зеленого цвета) — амфотерный оксид.

 

Сr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + h3O

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3h3OСr(OH)3 — амфотерный гидроксид, серо-зеленого цвета.

Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6]

 

Соли Cr(3+) — зеленого цвета

 

СrO3  — оксид хрома (VI), кислотный оксид, красного цвета.

 

Образует  кислоты: HCrO4 — хромовая кислота и h3Cr2O7 — дихромовая кислота. Это сильные кислоты-окислители.

CrO4(2-) — хроматы  — желтого цвета

Сr2O7(2-) — бихроматы — оранжевого цвета

В зависимости от среды (кислой или щелочной) — хроматы и бихроматы переходят друг в друга:

 

Итого соединения d- элемента хрома, их свойств и цветов можно выразить схемой:

 

 

Отсюда, кстати, и название элемента: «хром» — это «цвет»!

 

У d- элемента — хрома свойства веществ меняются следующим образом:

 

  • вещества, в которых хром в низшей степени окисления, проявляют металлические (основные) свойства;
  • в средней степени окисления (+3) — амфотерные;
  • вещества с хромом в высшей степени окисления проявляют кислотные свойства.

 


Категории:
|

Обсуждение: «Элемент Хром»

(Правила комментирования)

§1. Степени окисления, электронные конфигурации, координационные числа и геометрия соединений хрома.

Следуя
общим тенденциям заполнения d-подуровня
при движении по периоду для элементов
VI
группы нужно было бы предположить
конфигурацию валентных электронов в
основном состоянии (n-1)d4ns2.
В атоме хрома выигрыш энергии, вызванный
стабилизацией наполовину заполненного
подуровня и полным отсутствием
дестабилизирующего вклада энергии
спаривания, оказывается больше энергии,
которую необходимо затратить на переход
одного из s-электронов
на d-подуровень.
Это приводит к «перескоку» («провалу»)
электрона, т.к. известно, что электроны
с параллельными спинами испытывают
меньшее взаимное отталкивание, чем
электроны с противоположными спинами,
разность энергий у хрома достигает
своего максимума – 3d54s1
(3d44s2).
1

В
различных соединениях хром проявляет
степени окисления от -4 до +6.

Степень
окисления

Электронная
конфигурация

Координационное
число

Геометрия

Примеры
соединений

-4

d10

4

Тетраэдр

Na4[Cr(CO)4]

-2

d8

5

Тригональная
бипирамида

Na2[Cr(CO)5]

-1

d7

6

Октаэдр

Na2[Cr2(CO)10]

0

d6

6

Октаэдр

Cr(CO)6,
[Cr(CO)5I]

+1

d5

6

Октаэдр

K3[Cr(CN)5NO],
[Cr({C5H4N}2)3]+
или
[Cr(dipy)3]+

+2

d4

4

Плоский
квадрат

Октаэдр

Cr(CH3COCHCOCH3)2
или
Cr(acac)22

K4[Cr(CN)6],
CrF2

+3

d3

4

6

Тетраэдр

Октаэдр

[CrCl4]

[Cr(NH3)6]3+

+4

d2

6

Октаэдр

K2[CrF6]

+5

d1

6

Октаэдр

K2[CrOCl5]

+6

d0

4

Тетраэдр

Октаэдр

CrO42-

CrF6

§2. Хром (II).

Известно
много соединений хрома (II), все они
сильные и быстродействующие восстановители.
Водные растворы, содержащие ион Cr2+,
имеют небесно-голубой цвет. Этот ион
очень легко окисляется

Cr3+
+ ē → Cr2+
( Е°= -0,41 В).

Легко
окисляются кислородом воздуха:

4[Cr(H2O)6]2++O2+4H+=4[Cr(H2O)6]3++2H2O.

Будет
восстанавливать воду с выделением
водорода, причем скорость разложения
зависит от кислотности раствора.

Высокоспиновые3
октаэдрические комплексы характеризуются
большим магнитным моментом (4,7 – 4,9 μВ4).
Это свидетельствует о тетрагональном
искажении, которое является следствием
эффекта Яна-Теллера5
и вызвано наличием одного электрона на
eg
–орбитали,
что приводит к геометрическому искажению
и понижению симметрии d4
–комплексов: два аксиальных лиганда
находятся на большем расстоянии от
атома Cr(II),
чем четыре экваториальных. Такая
структура обусловливает склонность
высокоспиновых комплексов к гидролизу.
Помимо аквакомплексов ([Cr(H2O)4(OH)2;
[Cr(H2O)6]2+)
к высокоспиновым относятся ацетилацетонат
(Cr(acac)2)
, а также аммиакаты ([Cr(NH3)5Cl]Cl,
[Cr(NH3)6]Cl2).

Низкоспиновые6
комплексы хром (II)
образует с лигандами сильного поля,
например с цианидом K4[Cr(CN)6].
Эти комплексы интенсивно окрашены, их
магнитный момент составляет 2,74-3,40 μВ,
а связь Cr-L
характеризуется существенной долей
π-связывания.

Так
же для хрома(II)
известны и кластерные соединения,
простейшее из них – ацетат хрома (II)
Cr2(CH3COO)4(H2O)2,
выпадающий красный осадок при действии
на CrII
ацетатов, либо уксусной кислоты:

2CrCl2+4NaCH3COO+2H2O=[Cr2(H2O)2(CH3COO)4]↓+4NaCl

На
наличие связи Cr-Cr
указывает диамагнетизм этого соединения:
в нем нет неспаренных электронов.
Поскольку каждый ион Cr2+
содержит четыре неспаренных электрона,
связь имеет кратность 4. Именно поэтому
расстояние Cr-Cr
в ацетате (0,230 нм) оказывается короче,
чем в металлическом хроме (0,256 нм). Атомы
хрома соединены друг с другом также
четырьмя бидентатными мостиковыми
ацетатными группами. Координационную
сферу каждого атома хрома дополняет
молекула воды.

По
методу валентных связей (ВС) четырехкратная
связьCr-Cr
образуется в результате объединения
неспаренных 3d
– электронов двух ионов хрома в четыре
электронные пары, принадлежащие совместно
обоим атомам. Вакантые орбитали ионов
Cr2+
выступают в качестве акцепторов для
образования пяти ковалентных связей с
ацетатными группами и молекулами воды.
В образующейся частице все электроны
спарены, т.е. она является диамагнитной
(см. рис
1 (б)
).
При нагревании в вакууме до 120°С ацетат
хрома теряет воду, превращаясь в
коричневый порошок, в котором кластеры
Cr2(CH3COO)4
связаны между собой дополнительным
взаимодействием атомов хрома с атомами
кислорода соседних ацетатных групп
(см. рис
1 (в)
).
Образование связи Cr-Cr
по методу молекулярных орбиталей (МО)
представлено на рис.
2
.
Для простоты рассмотрено взаимодействие
двух фрагментов молекулы состава
Cr(CH3COO)2,
каждый из которых имеет форму плоского
квадрата, что видно из расщепления
исходных dорбиталей
хрома. Из пяти d-орбиталей
каждого фрагмента четыре идут на
образование связи Cr-Cr,
а одна — на образование σ-связи с молекулой
воды. Из восьми d-орбиталей,
предоставленных в общее пользование
двумя атомами хрома, образуются восемь
молекулярных орбиталей (МО) – две из
них σ-типа, четыре – π-типа и две δ-типа.
Электронами заполнены четыре связывающие
МО, что обусловливает образование
четырехкратной связи Cr-Cr.

Благодаря
кластерному строению ацетат хрома (II)
гораздо более устойчив к окислению, чем
простые соли хрома (II).
В качестве исходного вещества его
используют для синтеза других соединений
CrII.

Общая характеристика меди, цинка, хрома, железа

Кодификатор ЕГЭ. Раздел 1.2.3. Характеристика переходных элементов (меди, цинка, хрома, железа) по их положению в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов.

У атомов переходных элементов (меди, цинка, хрома и железа) происходит заполнение энергетического d-подуровня.

Рассмотрим строение электронной оболочки этих элементов. У атомов цинка и железа заполнение электронной оболочки происходит согласно энергетическому ряду орбиталей (подуровней), который рассмотрен в статье Строение атома. Электронная конфигурация атома железа:

+26Fe   [Ar]3d64s2                       [Ar] 4s    3d

У атома цинка на происходит полное заполнение 3d-подуровня:

+30Zn   [Ar]3d104s2                       [Ar] 4s    3d

У атомов хрома и меди наблюдается «проскок» или «провал» электрона, когда один электрон переходит с более энергетически выгодного 4s-подуровня на менее выгодный 3d-подуровень. Этот переход обусловлен тем, что в результате образуются более устойчивые электронные конфигурации (3d5 у атома хрома и 3d10 у атома меди). Дело в том, что энергетически более выгодно, когда d-орбиталь заполнена наполовину или полностью.

Элемент Электронная конфигурация валентной зоны
Теоретическая Реальная
Медь +29Cu   [Ar]3d94s2 [Ar]3d104s1        

 [Ar] 4s    3d

Хром +24Cr  [Ar]3d44s2 [Ar]3d54s        

 [Ar] 4s    3d 

Мы используем, конечно же, реальную электронную конфигурацию меди и хрома, теоретическая будет неверной.

Обратите внимание! У всех 3d-элементов внешним энергетическим уровнем считается четвертый уровень и 4s-подуровень. При образовании катионов атомы металлов отдают электроны с внешнего энергетического уровня.

Атом  Электронная конфигурация Характерные валентности Число электронов на внешнем энергетическом уровне Характерные степени окисления
Хром [Ar]3d54s1 II, III. VI 1 +2, +3, +6
Железо [Ar]3d64s2 II, III. VI 2 +2, +3, +6
Медь [Ar]3d104s1 I, II 1 +1, +2
Цинк [Ar]3d104s2 II 2 +2

Рассмотрим характеристики хрома, железа, меди и цинка:

 

Название Атомная масса, а.е.м. Заряд ядра ЭО по Полингу Мет. радиус, нм Энергия ионизации, кДж/моль tпл, оС Плотность,

г/см3

Хром 51,996 +24 1,66 0,130 652,4 1856,9 7,19
Железо 55.845 +26 1.83 0,126 759,1 1538,85 7,874
Медь 63,546 +29 1,90 0,128 745,0 1083,4 8,92
Цинк 65,38 +30 1,65 0,138  905,8 419,6 7,133

Свойства соединений железа, меди, цинка и хрома.

Для хрома характерны степени окисления +2, +3 и +6. Оксид и гидроксид хрома (II) (CrO и Cr(OH)2) проявляют основные свойства. Степени окисления +3 соответствуют амфотерные  оксид и гидроксид: Cr2O3 и Cr(OH)3 соответственно. Соединения хрома +6 проявляют сильные кислотные свойства: оксид CrOи сразу две сильных кислоты: хромовая H2CrO4 и дихромовая H2Cr2O7. Соединения хрома (II) проявляют сильные восстановительные свойства, соединения хрома (VI) проявляют только сильные окислительные свойства.

Характерные степени окисления железа: +2 и +3. Оксид и гидроксид железа (II) — основные (FeO и Fe(OH)2), а соединения железа (III) проявляют амфотерные свойства (Cr2O3 и Cr(OH)3 соответственно) с преобладанием основных. Соединения железа (II) проявляют также восстановительные свойства.

Для меди характерны степени окисления +1 и +2. Оксид меди (I) CuO и гидроксид меди (I) CuOH — основные. Оксид и гидроксид меди (II) проявляют амфотерные свойства с преобладанием основных: CuO и Cu(OH)2.

Характерная степень окисления цинка +2. Соединения цинка (II) проявляют амфотерные свойства: ZnO и Zn(OH)2.

 

Элемент Степень окисления Тип и формула оксида Тип и формула гидроксида Окислительно-восстановительные свойства
Хром +2 CrO, основный Cr(OH)2, основание восстановитель, слабый окислитель
+3 Cr2O3, амфотерный Cr(OH)3, амфотерный гидроксид окислитель и восстановитель
+6 CrO3, кислотный H2CrO4 и H2Cr2O7, кислоты окислитель
Железо +2 FeO, основный Fe(OH)2, основание восстановитель и слабый окислитель
+3 Fe2O3, амфотерный Fe(OH)3, амфотерный гидроксид окислитель, очень слабый восстановитель
Медь +1 Cu2O, основный CuOH, основание восстановитель и слабый окислитель
+2 CuO, основный Cu(OH)2, основание окислитель
Цинк +2 ZnO, амфотерный Zn(OH)2, амфотерный гидроксид слабый окислитель

 

 

Укажите причину химической инертности хрома —

Металлические детали содержащие хром не проявляют токсического действия на организм, поэтому применяются в медицинской практике. Сплавы Cr-Co используют хирургии. Укажите причину химической инертности хрома. Для подтверждения ответа приведите электронную конфигурацию и графическую схему в основном состоянии хрома и его Cr3+ и Cr6+.

Решение:

Основные принципы и правила, соответствии с которыми происходит заполнение уровней, подуровней и орбиталей:

1.Принцип наименьшей энергии:

Электрон занимает наиболее энергетически выгодную орбиталь, т.е. заполнение орбиталей в невозбужденном атоме осуществляется таким образом, чтобы энергия атома была минимальной.

2.Принцип Паули:

В одном атоме не может быть двух электронов, у которых значения всех четырех квантовых чисел были бы одинаковыми.

3.Правило Хунда:

В пределах подуровня электроны стремятся занять максимальное количество орбиталей.

Разберем электронную конфигурацию и графическую схему Cr, используя правила и принципы в соответствии с которыми происходит заполнение уровней, подуровней и орбиталей.

Значение n 1 2 3 4
Значение l 0 01 012 0123
Энергия электрона(n+l) 1 23 345 4567

Электронная конфигурация хрома в основном состоянии 24Cr[Ar]4s13d5.

4S подуровень заполняется раньше, чем 3d подуровень, т.к. энергия электрона на нем будет меньше, чем на нем будет меньше, чем 3d подуровень, согласно принципу наименьшей энергии. Валентные электроны склонны к «перескоку», т.к. если d-подуровень заполнен на половину или полностью d5 и d10, то атом более устойчив, поэтому электрон с 4s- подуровня переходит на 3d- подуровень.

Графическая схема заполнения электронами валентных орбиталей для нормального состояния атома хрома имеет вид :

24Cr[Ar]­­­(3d)­­­(4s)Cr6+ [Ar] 4S0 3d0; Cr6+ [Ar] –3d– — 4s

Cr3+ [Ar] 4S0 3d0; Cr3+ [Ar] ­3d­­ —4S

При составлении графических схем распределения электронов в атоме пользуются следующими обозначениями:

Черта – орбиталь,

Стрелка – электрон:

Направление стрелки – ориентация его спина.

Хром имеет шесть валентных электронов, он может взаимодействовать с кислородом, у которого имеются два неспаренных валентных электрона.

8O [Ar] ­¯3S¯­3p­­

Исходя, из графических схем следует, что при взаимодействии хрома с кислородом образуется оксид хрома, который покрывает поверхность хрома тончайшей, но очень тонкой защищающей металлический хром от воздействия кислорода, воды и углекислого газа.

Пассивирование хрома пленкой оксида делает его противокоррозионным материалом.

Урок 12. медь. цинк. титан. хром. железо. никель. платина — Химия — 11 класс

Химия, 11 класс

Урок № 12. Медь. Цинк. Титан. Хром. Железо. Никель. Платина

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению основных металлов побочной подгруппы или Б-группы: меди, цинка, титана, хрома, железа, никеля и платины, их физическим и химическим свойствам, способам получения и применению.

Глоссарий

Катализатор – вещество, которое ускоряет химическую реакцию.

Пассивация – переход металла в неактивное состояние из-за образования на его поверхности оксидной плёнки. Может усиливаться концентрированными кислотами.

Проскок электрона – отступление от общей для большинства элементов последовательности заполнения электронных оболочек.

Хромирование/никелирование – покрытие поверхности металла другим, более устойчивым, для предотвращения коррозии.

Цинковая обманка (ZnS) – сложно идентифицируемое соединение цинка, подверженное сильному влиянию примесей на ее внешний вид.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тесто по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Медь

Электронная конфигурация

Медь является металлом, расположенным в I группе побочной подгруппе и имеет следующую электронную конфигурацию:

1s2

Рисунок 1 – Электронная конфигурация атома меди

Мы видим, что у меди наблюдается проскок электрона – отступление от общей для большинства элементов последовательности заполнения электронных оболочек. По принципу наименьшей энергии электронные орбитали должны заполняться в следующем порядке:

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d …

Но для некоторых атомов энергетически более выгодно иметь наполовину (5 электронов, дальше увидим у хрома) или полностью заполненную (10 электронов, как у меди) 3d-орбиталь.

Медь имеет две валентности: 1 и 2 и проявляет степени окисления +1 и +2.

Физические свойства

Медь обладает следующими физическими свойствами

Таблица 1 – Основные физические свойства меди

Свойство

Значение

Цвет

Светло-розовый

Структура

Тягучая, вязкая, легко прокатывается

Температура плавления, °С

1083

Нахождение в природе

В природе медь встречается в самородном виде, а также в составе некоторых минералов:

  • медный блеск, Cu2S;
  • куприт, Cu2O;
  • медный колчедан, CuFeS;
  • малахит, (CuOH)2CO3.

Способы получения меди

Основными способами получения меди являются:

  1. Восстановление коксом и оксидом углерода (II). Таким образом получают медь из куприта:

Cu2O + С = 2Сu + CO

Cu2O + CO = 2Cu + CO2

  1. Обжиг в специальных печах до оксидов. Данный способ подходит для сульфидных и карбонатных руд.
  2. Электролиз. Единственный из перечисленных способов, который позволяет получить медь без примесей.

Химические свойства

При комнатной температуре медь не вступает в реакции с большинством соединений. При повышенной температуре ее реакционная способность резко возрастает.

Реакции с простыми веществами:

2Cu + O2 = 2CuO

2Cu + Cl2 = 2CuCl2

Cu + S = CuS

Реакции со сложными веществами:

Cu + 2H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2↑ +2H2O

Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Применение

Широкое применение находит как сама медь, так и её соединения. В чистом виде она используется для производства проводов, кабелей, теплообменных аппаратов, а также входит в состав многих сплавов.

Соединения меди, например, медный купорос CuSO4∙5H2O используется для защиты растений, а гидроксид меди является качественным реагентом для определения альдегидной группы у органических соединений, а также наличия глицерина (дает голубое окрашивание раствора).

Цинк

Электронная конфигурация

Цинк является металлом, расположенным в II группе побочной подгруппе, и имеет следующую электронную конфигурацию:

Рисунок 2 – Электронная конфигурация атома цинка

В связи с тем, что 4s-орбиталь заполнена, цинк может находиться в единственной степени окисления, равной +2.

Физические свойства

Цинк обладает следующими физическими свойствами

Таблица 2 – Основные физические свойства цинка

Свойство

Значение

Цвет

Голубовато-серебристый

Структура

Хрупок

Температура плавления, °С

419,5

Нахождение в природе

В природе цинк встречается только в связанном состоянии, а именно в цинковом шпате ZnCO3 и цинковой обманке ZnS. Свое название цинковая обманка получила за то, что его сложно идентифицировать, поскольку он может выглядеть совершенно по-разному: быть различного цвета и структуры в зависимости от посторонних примесей.

Способы получения цинка

Чистый цинк получают обжигом с последующим восстановлением:

ZnS + O2 = ZnO + SO2

ZnO + C = Zn + CO↑

Химические свойства

Цинк является довольно устойчивым металлом, поскольку на воздухе покрывается оксидной пленкой, и в дополнение практически не взаимодействует с водой при нормальных условиях. Но так же, как и медь, становится более активным при повышении температуры.

Реакции с простыми веществами:

2Zn + O2 = 2ZnO

2Zn + Cl2 = 2ZnCl2

Zn + S = ZnS

Реакции со сложными веществами:

Zn + 2NaOH(крист) = NaZnO2 + H2

Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Применение

Цинк является коррозионно-устойчивым металлом, поэтому он нашёл применение в производстве защитных покрытий металлов, гальванических элементов, а также как компонент сплавов.

Титан

Электронная конфигурация

Титан является элементом IV группы побочной подгруппы и имеет следующее электронное строение:

Рисунок 3 – Электронная конфигурация атома титана

Данная конфигурация позволяет атому титана проявлять две степени окисления: +2 и +4.

Физические свойства

Титан обладает следующими физическими свойствами:

Таблица 3 – Основные физические свойства титана

Свойство

Значение

Цвет

Серебристо-белый

Структура

Высокая прочность и взякость

Температура плавления, °С

1665

Нахождение в природе

В природе титан можно найти в составе таких минералов, как:

  • титаномагнетит, FeTiO3∙Fe3O4;
  • ильменит, FeTiO3;
  • рутил, TiO2.

Способы получения титана

В связи с тем, что в природе не существует титановых руд, человеку приходится извлекать его путём хлорирования рудных концентратов с их последующим восстановлением с помощью магния или натрия.

TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2

Для удаления примесей магния и его соли полученную смесь продуктов нагревают под вакуумом.

Химические свойства

Титан является очень активным металлом, но его оксидная пленка не даёт ему взаимодействовать при нормальных условиях ни с морской водой, ни даже с «царской водкой». Поэтому все реакции протекают при повышенных температурах.

Реакции с простыми веществами:

Ti + 2Cl2 = TiCl4

Ti + O2 = TiO2

Азотная кислота действует на титан только в форме порошка, в то время как разбавленная серная кислота реагирует с металлом:

2Ti + 3H2SO4 = Ti2(SO4)3 + 3H2

Применение

Титан и его сплавы отличает не только коррозионная стойкость, но и лёгкость, прочность. В связи с этим он активно используется при построении космических ракет, самолётов, подлодок и морских судов. Титан не взаимодействует с тканями организмов, из-за чего используется в хирургии.

Хром

Электронная конфигурация

Хром находится в IV группе побочной подгруппе и имеет следующее электронное строение:

Рисунок 4 – Электронная конфигурация атома хрома

Так как для атома хрома энергетически более выгодно иметь наполовину заполненную 3d-орбиталь, у него, как и у меди, наблюдается проскок электрона, что позволяет ему находиться в степенях окисления от +1 до +6, но наиболее устойчивыми являются +2, +3, +6.

Физические свойства

Хром обладает следующими физическими свойствами:

Таблица 4 – Основные физические свойства хрома

Свойство

Значение

Цвет

Серебристо-белый с металлическим блеском

Структура

Твердый

Температура плавления, °С

1890

Нахождение в природе

В природе большая часть хрома заключена в составе хромистого железняка Fe(CrO2)2. Иногда может встречаться в виде оксида хрома (III) и других соединениях.

Способы получения хрома

Из хромистого железняка путем восстановлением углем при высоких температурах получают смесь железа и хрома – феррохром:

FeO + Cr2O3 + 3C = Fe + 2Cr + 3CO↑

Для получения чистого хрома проводят восстановление оксида хрома (III) алюминием:

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3

Химические свойства

Как и все вышеописанные металлы, хром покрыт оксидной плёнкой, которую трудно растворить даже сильными кислотами. Благодаря ней он обладает высокой стойкости к коррозии, поэтому начинает реагировать с разбавленными растворами кислот лишь спустя время. Концентрированные кислоты, такие как HNO3 и H2SO4, пассивируют оксидную пленку (укрепляют ее).

Применение

Благодаря своей коррозионной стойкости, хром используют в качестве защитных покрытий (хромируют поверхности металлов и сплавов). Также используется для создания легированных сталей, речь о которых пойдет в следующем уроке.

Железо

Железо – металл, с которым мы чаще всего сталкиваемся в нашей жизни, поэтому переоценить его значимость для человека невозможно. Он является самым распространенным после алюминия и составляет 5% земной коры. Теперь перейдем к рассмотрению его строения и свойств.

Электронная конфигурация

Железо находится в VII группе Б-подгруппе и имеет такое электронное строение, которое позволяет ему находиться в двух степенях окисления: +2 и +3. Конечно, в теории железо может выступать в качестве шестивалентного металла, но из-за пространственных затруднений ему не удается образовать такое количество связей. Поэтому такое состояние является неустойчивым для данного металла.

Рисунок 5 – Электронная конфигурация атома железа

Физические свойства

Железо обладает следующими физическими свойствами:

Таблица 5 – Основные физические свойства железа

Свойство

Значение

Цвет

Серебристо-белый

Структура

Мягкий, пластичный

Температура плавления, °С

1539

Нахождение в природе

 Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы.

Способы получения железа

Существует множество способов получения железа, и отличаются они друг от друга степенью его чистоты и требуемым типом конечного продукта.

  1. Восстановлением из оксидов (железо пирофорное).
  2. Электролизом водных растворов его солей (железо электролитическое).
  3. Разложением пентакарбонила железа Fe(CO)5 при нагревании до t 250°С.
  4. Методом зонной плавки (получение особо чистого железа).
  5. Технически чистое железо (около 0,16% примесей углерода, кремния, марганца, фосфора, серы и др.) выплавляют, окисляя компоненты чугуна в мартеновских сталеплавильных печах и в кислородных конверторах.
  6. Сварочное или кирпичное железо получают, окисляя примеси малоуглеродистой стали железным шлаком или путём восстановления руд твёрдым углеродом.

Химические свойства

Под воздействием высоких температур железо взаимодействует с простыми веществами:

2Fe + 3O2 = Fe2O3 ∙FeO

В ходе данной реакции происходит получение смеси оксидов, которую иногда записывают в виде общей формулы Fe3O4.

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Fe + S = FeS

Взаимодействует с разбавленными кислотами, причем с соляной кислотой происходит образование соли только двухвалентного железа:

Fe + 2HCl(разб) = FeCl2 + H2

При комнатной температуре железо пассивируется концентрированными кислотами, но при высоких температурах вступает в реакцию окисления:

2Fe + 6H2SO4(конц) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Вступает в реакцию обмена с солями, образованными катионами более слабых металлов:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu↓

Применение

Про области применения железа можно говорить достаточно долго, поэтому выделим основные направления:

  1. В связи с его способностью быстро намагничиваться, его используют в трансформаторах и электромоторах.
  2. Основная масса железа расходуется на производство различных сплавов, таких как чугун и сталь.

Никель и платина

Далее стоит обратить на два металла: никель и платина. Как нам известно, они имеют схожие области применения, но отличаются по цене и качеству, потому предлагаю сравнить их.

Электронная конфигурация

Электронное строение металлов выглядит следующим образом:

Ni …3s2 3p6 3d8 4s2

Характерные степени окисления: + 2 и +3, но последняя является неустойчивой.

Pt …5s2 5p6 5d9 6s1

Характерные степени окисления: + 2 и +4.

Физические свойства

Таблица 5 – Основные физические свойства железа

Свойство

Значение

Ni

Pt

Цвет

Серебристо-белый

Белый

Структура

Очень твердый

Пластичный

Температура плавления, °С

1453

1769

Химические свойства

Никель при повышенных температурах реагирует с галогенами с образованием солей, и с кислородом с образованием оксида никеля (II), в то время как платина очень устойчива к любым взаимодействиям. Реагирует с серой и галогенами в мелкораздробленном виде.

Никель медленно взаимодействует с разбавленными кислотами, когда платина реагирует только с «царской водкой».

Применение

Оба металла активно используются в переработке нефти в качестве катализаторов.

Катализатор – вещество, которое ускоряет химическую реакцию.

Каждые 2-3 года закупаются тонны реагентов, в составе которых всего несколько десятых процента платины или никеля, но именно они определяют их стоимость.

Также они используются в составе высококачественных сплавов, а никель – как антикоррозионное покрытие.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

  1. Решение задачи на вычисление количества исходного реагента.

Условие задачи: При растворении меди в растворе концентрированной азотной кислоты выделилось 2 л газа. Вычислите массу прореагировавшей меди.

Шаг первый. Напишем уравнение реакции и определим, какой газ выделился, расставим коэффициенты.

Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

Шаг второй. Вычислим количество вещества газа:

Шаг третий. Вычислим количество вещества меди:

По уравнению реакции: n(Cu) = 0,5n(NO2), тогда

n(Cu) = 0,5 ∙ 0,089 = 0,044 (моль)

Шаг четвёртый. Вычислим массу меди:

m(Cu) = 0,044 ∙ 46 = 2,024 (г)

Ответ: 2,024 (г).

  1. Решение задачи на выход продукта.

Условия задачи: при обжиге 8,515 г сульфида цинка с последующим восстановлением оксида с помощью угля выделилось 3,45 л газа. Рассчитайте выход реакции обжига, если выход реакции восстановления равен 60%.

Шаг первый. Запишем уравнения реакций и вычислим молярные массы компонентов:

ZnS + O2 = ZnO + SO2

ZnO + C = Zn + CO↑

M (ZnO) = 81 г/моль

Шаг второй. Вычислим количество вещества газа:

Шаг третий. Вычислим массу оксида цинка:

Так как выход реакции составил 60%, то

n (ZnO) = 0,6n (CO) = 0,6 ∙ 0,154 = 0,0924 (моль)

Шаг четвёртый. Вычислим массу оксида цинка:

Шаг пятый. Вычислим выход реакции:

Ответ: 87, 89%.

Переходные элементы Cu,Zn,Cr,Fe. Характеристика.

Медь Cu, цинк Zn, железо Fe и хром Сr относятся к переходным металлам, являются представителями d-элементов. В таблице Менделеева находятся в побочных (Б) подгруппах.

Медь

Медь Cu расположена в IБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d104s1, в ее случае наблюдается так называемый «проскок электрона». Наиболее устойчивая степень окисления меди равна +2, но встречаются также и соединения, содержащие медь в степени окисления +1. Медь образует оксиды Сu2О и СuО, которым соответствуют гидроксиды СuОН и Сu(ОН)2. Оксид и гидроксид меди (I) – Сu2О и СuОН обладают основными свойствами, в то время как оксид меди (II) СuО и гидроксид меди (II) Cu(ОН)2 являются амфотерными, с преобладанием основных свойств.

Цинк

Цинк Zn находится в IIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d104s2. Для цинка возможно только одна единственная степень окисления равная +2. Оксид цинка ZnO и гидроксид цинка Zn(ОН)2 обладают ярко выраженными амфотерными свойствами.

Хром

Химический элемент хром Cr находится в VIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов хрома в основном состоянии 3d54s1 . Как и в случае с медью, здесь также наблюдается «проскок» электрона. Для хрома кроме нуля возможны три степени окисления: +2, +3 и  +6. Повышение степени окисления хрома приводит к возрастанию его кислотных свойств, или, что то же самое, уменьшению основных. Оксид хрома (II) СгО проявляет основные свойства – ему соответствует основание Сг(ОН)2, оксид хрома (III) Сг2О3 обладает амфотерными свойствами – ему соответствует амфотерный гидроксид хрома (III) Сг(ОН)3, а вот оксид хрома (VI) СгО3 — типичный кислотный оксид, ему соответствуют сразу две сильных кислоты — хромовая Н2СгО4, и дихромовая Н2Cr2О7. Наиболее устойчивой является степень окисления +3. Соединения, содержащие хром в степени окисления +2 являются сильными восстановителями, а соединения хрома (VI) — сильными окислителями.

Железо

Железо Fe находится в VІIIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d64s2. В соединениях железо может проявлять степени окисления равные +2, +3 и  +6. Наиболее устойчивой является степень окисления железа +3, соединения, содержащие железо в степени окисления +6 являются крайне сильными окислителями и относительно устойчивы только в сильнощелочных средах. Оксида и гидроксид железа (II) FeО и железа (II) Fe(ОН)2 обладают основными свойствами; в то время, как оксид железа (III) Fe2О3 и гидроксид железа (III) Fe(ОН)3 проявляют некоторые амфотерные свойства с преобладанием основных.

Общая характеристика — HimHelp.ru

Понятие переходный элемент обычно используется в упро­щенном смысле для обозначения любого из d– или f-элементов. Эти элементы действительно занимают переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрица­тельными p-элементами. Согласно более строгому определению, переходными  называются  элементы  с  валентными  d–  или f-электронами.

d-элементы/> называют главными переходными элементами. Они характеризуются внутренней застройкой d-орбиталей, так как s-орбиталь их внешней оболочки заполнена уже до заполне­ния d-орбитали. Химические свойства этих элементов определяются участием в реакциях электронов обеих указанных оболочек.

d-Элементы образуют три переходных ряда — в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно. Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3d-орбиталей. Здесь следует отметить две аномалии: хром и медь имеют на 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или заполненные d–подоболочки обладают большей устойчивостью,  чем  частично заполненные. В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов (аналогичным образом объясняется аномалия серебра).

Все d-элементы являются металлами. Большинство из них имеет характерный металлический блеск. По сравнению с s–металлами их прочность в целом значительно выше. В частности, для них характерны свойства: высокий предел прочности на раз­рыв; тягучесть; ковкость (их можно расплющить ударами в лис­ты).

Большинство d-элементов кристаллизуется не в одной,  а в нескольких формах. Ковкие и сравнительно мягкие металлы, как, например, медь, кристаллизуются в решетки по типу ГКУ. Более твердые металлы, как, например, хром, кристаллизируются по типу ОЦКУ. Железо кристаллизуется в решетке как по типу ГКУ, так и ОЦКУ.

Электронные конфигурации элементов четвертого периода от скандия до цинка

Элемент

Символ

Атомный номер

Электронная конфигурация

Скандий

Титан

Ванадий

Хром

Марганец

Железо

Кобальт

Никель

Медь

Цинк

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

1s2       2s22p6       3s23p63d1     4s2

1s2       2s22p6       3s23p63d2     4s2

1s2       2s22p6       3s23p63d3     4s2

1s2       2s22p6       3s23p63d5     4s1

1s2       2s22p6       3s23p63d5     4s2

1s2       2s22p6       3s23p63d6     4s2/>

1s2       2s22p6       3s23p63d7     4s2

1s2       2s22p6       3s23p63d8     4s2

1s2       2s22p6       3s23p63d10    4s1

1s2       2s22p6       3s23p63d1      4s2

                                        ↑            ↑

                          Внутренняя    Внешняя
                               застройка        оболочка

d-элементы и их соединения обладают рядом характерных свойств: переменные состояния окисления; способность к обра­зованию комплексных ионов; образование окрашенных соедине­ний.

Цинк не входит в число переходных элементов. Его физические и химические свойства не позволяют относить его к переходным металлам. В частности, в своих соединениях он обнаруживает только одно состоя­ние окисления и не проявляет каталитической активности.

2 #.

К сожалению, нет простого способа объяснить эти отклонения в идеальном порядке для каждого элемента.


Чтобы объяснить электронную конфигурацию Chromium , мы могли бы ввести:

  • Обменная энергия # Pi_e # (стабилизирующий квантово-механический фактор, который прямо пропорционален количеству пар электронов в одной подоболочке или подоболочкам очень близких энергий с параллельными спинами)
  • кулоновская энергия отталкивания # Pi_c # (дестабилизирующий фактор, обратно пропорциональный количеству электронных пар)
  • Они объединяются, чтобы произвести парной энергии #Pi = Pi_c + Pi_e #.2 #).
  • — достаточно маленький орбитальный размер означает, что плотность электронов не так разбросана, как могла бы быть , что делает достаточно для максимального общего вращения, чтобы дать наиболее стабильную конфигурацию.

Однако орбитали # 5d # и # 6s # Tungsten , превышающие орбитали # 3d # и # 4s # (соответственно), распространяют электронную плотность настолько, чтобы энергия спаривания (#Pi = Pi_c + Pi_e # ) достаточно мала.

Чем шире распределение электронов, тем меньше отталкивание электронных пар и, следовательно, меньше # Pi_c #. Следовательно, нижний # Pi # равен.

Таким образом, спаривание электронов благоприятно достаточно для вольфрама.

Для этого нет жесткого правила, но это объяснение, которое коррелирует с экспериментальными данными.

Исключения в электронной конфигурации — Концепция

Есть два основных исключения из электронной конфигурации : хром и медь.В этих случаях полностью полный или наполовину полный подуровень d более стабилен, чем частично заполненный подуровень d, поэтому электрон с 4s-орбитали возбуждается и поднимается на 3d-орбиталь.

Хорошо, хорошо, давайте поговорим об исключениях, которые вы увидите, когда имеете дело с электронной конфигурацией, их будет несколько, но мы поговорим об основных из них, которые вы, вероятно, увидите в классе .Хорошо, давайте поговорим о хроме. Хром — это переходный металл, у него 24 электрона, и вот орбитальная диаграмма. Если мы собираемся сделать эту короткую руку и сделать для нее конфигурацию электронов, мы сделаем это 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d4 хорошо, с этого момента каждый раз, когда вы видите 3d4, вы собираетесь его менять. , нам не нравится 3d4. Подуровень d более стабилен, когда он заполнен наполовину, все орбитали заполнены хотя бы одним электроном или полностью заполнены. Прямо сейчас нам не хватает одного электрона, чтобы он наполовину заполнен.Итак, что мы собираемся сделать, мы собираемся, это должно быть 2, извините, и мы собираемся взять один из электронов на 4s орбитали и переместить его на 3-ю орбиталь. Итак, вместо этого мы собираемся написать, что на самом деле мы собираемся сделать этот аргон, как мы уже отмечали ранее в конфигурации с благородным газом, и мы собираемся сделать это 4s1, 3d5, это наполовину заполнено, что довольно стабильно, и это намного больше. стабильно заполнено наполовину, а не d4. Вы можете увидеть, что это диаграмма или электронная конфигурация, которую вы собираетесь увидеть, и она на самом деле имеет более высокую энергию, чем эта.Итак, речь идет о порядке энергии, который вы можете увидеть, это также выглядит так, это просто делается в том порядке, в котором цифра 3 идет перед 4, но они точно такие же, они изображают одно и то же, ничего разные о них. Так что вы можете увидеть любой из них, но они одинаковые.

Вот еще одно исключение, которое вы увидите, это медь или что-то еще, что мы поговорим вместе с медью. Итак, давайте сделаем конфигурацию электронов для этих 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d9 отсюда в любое время, когда вы увидите d9, мы собираемся изменить ее.Хорошо, так что в любое время, когда он заканчивается на d9, мы собираемся немного исправить это, точно так же, как мы собираемся взять электрон из 4s и переместить его в 3d. Таким образом, этот d-орбитальный или d-подуровень будет полностью заполнен, что очень стабильно по сравнению с s-орбиталью, которая будет заполнена наполовину. Итак, я снова собираюсь сделать этот аргон, просто сделаю его для себя 4s1, 3d10 и снова вы можете увидеть его как аргон 3d10, 4s1 то же самое. Итак, это исключения — основные исключения, которые вы увидите при работе с конфигурацией времени жизни.

WebElements Periodic Table »Хром» Свойства свободных атомов

Атомы хрома имеют 24 электрона, а структура оболочки — 2.8.13.1.

Электронная конфигурация основного состояния газообразного нейтрального хрома в основном состоянии равна [ Ar ]. 5 . 4s 1 , а символ термина — это 7 S 3 .

Схематическая электронная конфигурация хрома.

Оболочечная структура Косселя хрома.

Атомный спектр

Представление атомного спектра хрома.

Энергии ионизации и сродство к электрону

Электронное сродство хрома 64,3 кДж моль -1 . Энергии ионизации хрома приведены ниже.

Энергии ионизации хрома.

Эффективные ядерные заряды

Ниже приведены эффективные ядерные заряды «Клементи-Раймонди», Z eff .Перейдите по гиперссылкам для получения более подробной информации и графиков в различных форматах.

Эффективные ядерные заряды для хрома
23,4138
16,98 2п 20.08
12,37 3-пол. 11,47 9,76
5,13 4п (нет данных) 4d (нет данных) 4f (нет данных)
5s (нет данных) 5п (нет данных) 5d (нет данных)
6s (нет данных) 6п (нет данных)

Список литературы

Эти эффективные ядерные заряды, Z eff , взяты из следующих ссылок:

  1. E.Clementi and D.L.Raimondi, J. Chem. Phys. 1963, 38 , 2686.
  2. Э. Клементи, Д.Л. Раймонди и В.П. Reinhardt, J. Chem. Phys. 1967, 47 , 1300.

Энергии связи электрона

Энергии связи электронов для хрома. Все значения энергий связи электронов приведены в эВ. Энергии связи указаны относительно уровня вакуума для инертных газов и молекул H 2 , N 2 , O 2 , F 2 и Cl 2 ; относительно уровня Ферми для металлов; и относительно верха валентной зоны для полупроводников.
Этикетка Орбитальный эВ [ссылка на литературу]
K 1s 5989 [1]
L I 2s 696 [3]
L

II 901/2 583,8 [3]
L III 2p 3/2 574,1 [3]
M I 3s 74.1 [3]
M II 3p 1/2 42,2 [3]
M III 3p 3/2 42,2 [3]

Банкноты

Я благодарен Гвину Уильямсу (Лаборатория Джефферсона, Вирджиния, США), которая предоставила данные об энергии связи электронов. Данные взяты из ссылок 1-3. Они сведены в таблицы в другом месте в Интернете (ссылка 4) и в бумажной форме (ссылка 5).

Список литературы

  1. Дж. А. Бирден и А. Ф. Берр, «Переоценка рентгеновских уровней атомной энергии», Rev. Mod. Phys. , 1967, 39 , 125.
  2. М. Кардона и Л. Лей, ред., Фотоэмиссия в твердых телах I: Общие принципы (Springer-Verlag, Берлин) с дополнительными исправлениями, 1978 г.
  3. Gwyn Williams WWW таблица значений
  4. D.R. Лиде (ред.) В справочнике по химии и физике Chemical Rubber Company , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, США, 81-е издание, 2000 г.
  5. J. C. Fuggle и N. Mårtensson, «Энергии связи на уровне ядра в металлах», J. Electron Spectrosc. Relat. Феном. , 1980, 21 , 275.

Электронная конфигурация Cr имеет атомный номер класса 12, химия CBSE

Подсказка: Cr — это элемент хрома, принадлежащий d-блоку. Последний электрон попадает в d-подоболочку.D-орбиталь обладает свойством сверхстабильности из-за наполовину заполненной или полностью заполненной подоболочки.

Полный пошаговый ответ:
Cr — это элемент хрома, он относится к переходным элементам и является элементом d-блока.
Атомный номер хрома 24, и он принадлежит к первой серии d-блока.
Согласно принципу Ауфбау порядок заполнения электронами орбитали в соответствии с их возрастающей энергией: $ \ text {1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s} $
Итак, согласно этому порядок заполнения конфигурации хрома должен быть:
$ 1 {{s} ^ {2}} 2 {{s} ^ {2}} 2 {{p} ^ {6}} 3 {{s} ^ {2} } 3 {{p} ^ {6}} 4 {{s} ^ {2}} 3 {{d} ^ {4}} $.
Но это неправильная конфигурация хрома.
Правильная конфигурация хрома может быть объяснена следующим образом:
В первой серии есть некоторые исключения в электронной конфигурации хрома (атомный номер = 24). Следует отметить, что в отличие от других элементов первой переходной серии, хром имеет 1 электрон и $ 4s-орбиталь $. Это происходит из-за того, что атом получает дополнительную стабильность за счет наполовину заполненной конфигурации (потому что d-орбиталь имеет 5 подоболочек, а каждая подоболочка имеет 1 электрон) $ 3d-орбитали $.{1}} $. Это потому, что d-подоболочка имеет полные 10 электронов, которые обладают дополнительной стабильностью.

электронная конфигурация хром в оболочках

Это дает нам (правильную) конфигурацию: для иона Cr2 + мы удаляем один электрон из 4s1 и один из 3d5, оставляя нас с:
Все, что действительно существует, — это совпадение того, что два атома, а именно хром и молибден, среди одиннадцати атомов с аномальной конфигурацией в d-блоке, обладают обоими атрибутами. Начиная с Sc, 3d-орбитали на самом деле имеют меньшую энергию, чем 4s-орбитали, что означает, что электроны первыми попадают на 3d-орбитали.Заполните p- и d-орбитали по отдельности, насколько это возможно, прежде чем объединять электроны в пары. Это видео объясняет s, p, d и f орбитали, подуровни и их формы. Атомная структура хрома. — можно записать с использованием таблицы периодов или диаграммы электронной конфигурации. В случае молибдена электронная конфигурация сокращенно [Kr] 4d5 5s1. И хаос, вызванный опасениями по поводу завышения оценок, коснется не только учащихся этого года. Как будут выглядеть практические занятия в следующем году? Для каждой диаграммы атома электронной оболочки символ элемента указан в ядре.При написании электронной конфигурации для неона первые два электрона пойдут на 1s-орбиталь. При этом мы получаем три квантовых числа (n, l, m l), которые совпадают с числами, полученными при решении уравнения Шредингера для атома водорода Бора. Полная электронная конфигурация основного состояния для атома хрома, полная электронная конфигурация. напишите электронную конфигурацию cu.cr — школьные Знания. Валентный электрон является электроном внешней оболочки и может участвовать в образовании химической связи.Мы писали электронную конфигурацию первых 30 элементов, и когда я пришел в Chromium, я заметил кое-что странное. Таким образом, калий имеет электронную конфигурацию [Ar] 4s 1. При создании электронных конфигураций для этих элементов они являются исключениями из общего правила, потому что полностью или наполовину полный d-подуровень более стабилен, чем частично заполненный d-подуровень. -уровень, поэтому электрон с 4s-орбитали возбуждается и поднимается на 3d-орбиталь. Атомный номер водорода равен 1. © The Naked Scientists® 2000–2017 | The Naked Scientists® и Naked Science® являются зарегистрированными товарными знаками, созданными доктором Крисом Смитом.10 более стабильны.
(i) количество подоболочек
(ii) количество орбиталей
(iii) количество электронов в M-оболочке 1:34 10,6k КАК Хром добывается в виде хромитовой (FeCrtwo 0 четыре) руды. Отвечать. Если мы собираемся сделать эту короткую руку и сделать для нее конфигурацию электронов, мы сделаем это 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d4 хорошо, с этого момента каждый раз, когда вы видите 3d4, вы собираетесь его менять. , нам не нравится 3d4. Электронная конфигурация хрома (Z = 24): Ожидаемая конфигурация: 1s 2, 2s 2 2p 6, 3s 2 3p 6, 4s 2 3d 4.Все, что действительно существует, — это совпадение того, что два атома, а именно хром и молибден, среди одиннадцати атомов с аномальной конфигурацией в d-блоке, обладают обоими атрибутами. Обзор молибдена Полная электронная конфигурация молибдена 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4 s2 3 d10 4 p6 5 s1 4 d5 Сокращенная электронная конфигурация Хром занимает двадцать четыре позиции в периодической таблице и находится в одном столбце с молибденом и вольфрамом. Следующие шесть электронов перейдут на 2p-орбиталь. Электронная структура элементов d-блока показана в таблице ниже.Эти атомы представляют собой ниобий, рутений и родий со следующими конфигурациями соответственно: [Kr] 4d4 5s1, [Kr] 4d7 5s1 и [Kr] 4d8 5s1. Наличие наполовину заполненных суб-оболочек не является ни достаточным, ни необходимым для аномальной конфигурации в любом конкретном случае. d. Конфигурация [Ar] 3d2 — это конфигурация для Ti2 +. 5.1k АКЦИЙ. Приводит ли наполовину заполненная суб-оболочка к аномальной конфигурации в смысле наличия внешней оболочки n s1? Принцип Хунда гласит, что когда электроны начинают заполнять подоболочки (например, подоболочки 3d или 4s), они делают это таким образом, что электроны одного и того же спина должны сначала занимать только орбитали внутри подоболочки.Что из следующего является верным? Оболочка K содержит подоболочку 1s, поэтому она может нести 2 электрона, оболочка L имеет 2s и 2p и может нести 8 электронов. Это дает нам (правильную) конфигурацию: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1. В случае Хрома электронная конфигурация сокращенно [Ar] 3d5 4s1. Обозначение конфигурации предоставляет ученым простой способ записать и сообщить, как электроны расположены вокруг ядра атома. Используя этот сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.Этот сайт использует файлы cookie от Google и других третьих лиц для предоставления своих услуг, персонализации рекламы и анализа трафика. В случае хрома валентные электроны составляют 2,3,6. Этот список электронных конфигураций элементов содержит все элементы в порядке возрастания атомных номеров. Для экономии места конфигурации приведены в сокращенном виде для благородных газов. Электронные конфигурации описывают, где электроны расположены вокруг ядра атома. 1s2 2s22p6 3s23p6 3d6 или [Ar] 4s2 3d6 (2 внешних электрона оболочки) 16 На вопрос Прачи Панвара | 8 июня 2013 г., 17:50 Ответ эксперта: Эээ, извините.Теперь давайте проверим факты о хроме … Обзор хрома Валентные электроны хрома 2,3,6 Атомный номер 24 4p 1 означает, что p-подоболочка 4-й основной оболочки содержит один электрон. И хотя мы хотим почувствовать электроны для трех D над ними, мы хотим, чтобы Шелдон сравнил первые пять, 67 восемь. Электронная конфигурация Хрома, с атомным номером 2 4 = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 1 3 d 5. Следовательно, на самом деле такого обоснования нет, и это просто еще один миф, который, кажется, разделяют многие преподаватели химии.Буква обозначает тип оболочки, в которой находятся электроны, а последнее число обозначает количество электронов в оболочке. Непарный 4s-электрон позволяет меди притягивать магнитное поле. Так как 1s может удерживать только два электрона, следующие 2 электрона хрома переходят на 2s-орбиталь. Как написать электронную конфигурацию для Neon. Чтобы записать электронную конфигурацию хрома, нам сначала нужно знать количество электронов для атома Cr (всего 24 электрона). Вы знаете, например, что электронная оболочка с n = 1 содержит только два электрона и что она очень близко к ядру.Электронная конфигурация хрома: C r (2 4) = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5 4 s 1. Вот диаграммы атомов электронной оболочки для элементов, упорядоченных по возрастанию атомного номер. Текстовое решение. Электронная конфигурация хрома и меди Видео-лекция из главы структуры атома химического класса 11 для HSC, IIT JEE, CBSE и NEET. Итак, в хроме электрон из 4s продвигается в 3-е, тем самым образуя оболочку 4s … Так как 1s может удерживать только два электрона, следующие 2 электрона для Ne входят … Эрик Скерри исследует устаревшие химические концепции.Просто следуйте каскадам сверху вниз вместо столбцов, когда вы записываете блоки столбцов: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12. Мы поместим шесть электронов на 2p-орбиталь, а затем поместим следующие два электрона на 3s. Это должна быть электронная конфигурация, но, к сожалению, это не электронная конфигурация хрома. © 2014 Уэйн Бреслин, Метод 2: Использование электронной конфигурации. Это определяет электронную емкость оболочек. Информация об использовании вами этого сайта передается в Google.Это означает, что часть электронной конфигурации была заменена символом элемента символа благородного газа. Ответ — нет, поскольку такие атомы, как марганец и технеций, имеют наполовину заполненные d-подоболочки, но не имеют внешних оболочек, состоящих из n s1 конфигураций. При написании электронной структуры больших s- или p-блочных элементов у меня возникает вопрос о заполнении электронных оболочек по периоду периодической таблицы. Однако в случае хрома есть одна пустая d-подорбиталь, один из электронов с 4s-орбитали переместится на 3d-орбиталь и сделает реальную конфигурацию электронов 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d. 5.. Студентам все еще нужно объяснение аномальной конфигурации в атомах, таких как хром. б. Хром — это переходный металл, у него 24 электрона, и вот орбитальная диаграмма. Диаграмма. В основном это связано с тем, что наполовину заполненные подоболочки (один электрон на орбиталь) и заполненные подоболочки (2 электрона на орбиталь) более стабильны, чем все другие конфигурации. Давайте посмотрим на электронную оболочку с n = 2. ПРИМЕЧАНИЕ. Хром — исключение из правил написания электронных конфигураций! Какой атомный номер у этого элемента? C.Математически конфигурации описываются детерминантами Слейтера или функциями состояния конфигурации. Обзор Chromium Полная электронная конфигурация Chromium 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4 s2 3 d4 Сокращенная электронная конфигурация [Ar] 3d5 4s1 Источники Я предлагаю, учитывая выбор между следующими конфигурациями — [ Ar] 3d5 4s1 и [Ar] 3d4 4s2 — наблюдается первый из них, поскольку он в целом более стабилен. В то время как ванадий (слева) добавил один электрон к своей третьей оболочке, хром добавляет свой электрон к третьей оболочке и один электрон из четвертой оболочки ударился вниз.Валентный электрон является электроном внешней оболочки и может участвовать в образовании химической связи. Ион меди +2, или меди, более стабилен, чем ион меди +1. — помогает химикам понять, как элементы образуют химические связи. Это 22-й по содержанию элемент в земной коре со средней концентрацией 100 ppm. Поскольку все, вплоть до элемента 18 (Neon), полностью предсказуемо, мы часто используем сокращенную форму электронной конфигурации для более крупных элементов, где [Ne] представляет 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6.Наличие наполовину заполненных суб-оболочек не является ни достаточным, ни необходимым для аномальной конфигурации в любом конкретном случае. toppr. 6. Теперь можно указать электронную конфигурацию элемента, если известно его положение в Периодической таблице: 5s2. Каждый элемент предпочитает иметь стабильную конфигурацию, поэтому в этом случае один электрон переместится с S-оболочки на D-оболочку. Большинство книг по химии и учителей химии пытаются объяснить разрывы в структуре хрома и меди, но не очень убедительно.Соединения хрома обнаруживаются при эрозии хромсодержащих пород и могут перераспределяться в результате извержений вулканов. Ответ: D Решение: Электронная конфигурация хрома

Видео по теме. Итак, как вы видите здесь, мы все знаем, что полный баланс на самом деле очень стабилен. Помните, что хром и медь имеют электронные структуры, которые нарушают структуру первого ряда d-блока. Запишите электронную конфигурацию первых тридцати элементов по оболочкам K, L, M … Электронную конфигурацию элементов также можно записать с помощью благородных газов.Следовательно, калий соответствует Li и Na в конфигурации валентной оболочки. Прочтите нашу политику. Песня и танец. Для этого у нас есть диаграммы электронных оболочек. Видео: Обозначение электронной конфигурации Cr, Cr2 + и Cr3 +. Фактические экспериментальные данные показывают, что значение составляет [Ar] 3d 5 s 1. Электронная конфигурация хрома составляет {Ar} 3d54s. Атомный спектр. Одиночная, пустая или наполовину заполненная d-орбиталь вызывает асимметричное распределение электрического заряда. Следовательно, у нас есть (все еще неверный) 1s22s22p63s23p63d44s2, Правильная электронная конфигурация для хрома (Cr).Информация, представленная на этом сайте, гласит, что p-орбиталь может содержать до шести электронов. Наполовину заполненная и полностью заполненная подоболочка имеет дополнительную устойчивость. е. Это поможет нам стать лучше. Таким образом, вместо того, чтобы ложно предполагать, что есть что-то внутренне стабильное в конфигурации наполовину заполненной подоболочки, будет более точным сказать, что эта конфигурация происходит по умолчанию, поскольку другой вариант представляет менее стабильное расположение электронов.

【5 шагов】 Электронная конфигурация хрома (Cr) всего за 5 шагов || Хром (Cr) Электронная конфигурация (исключения)


Опять же, теперь (второе) нам нужно пронумеровать p-орбиталь (начните с 2p) следующим образом:

н.с.


2 шт. 3 шт.


d 4ps d 5ps


fd6ps fd7ps fd8ps fd9ps….

По линии —

ss 2ps 3ps d4ps d5ps


fd6ps fd7ps fd8ps fd9ps ….

В-третьих, нам нужно пронумеровать d-орбиталь (начинаем с 3d) так:

н.с.


л.с. пс


3д / сек 4дпс


f5dps f6dps f7dps f8dps….

По линии —

SSPS PS 3DPS 4DPS


f5dps f6dps f7dps f8dps ….

В-четвертых, пронумеруйте f-орбиталь (начните с 4f) следующим образом:


л.с. пс


дпс дпс


4 кадра в секунду 5 кадров в секунду 6 кадров в секунду 7 кадров в секунду ….


По линии —

ss ps ps dps dps 4 кадра в секунду 5 кадров в секунду 6 кадров в секунду 7 кадров в секунду……

Наконец, числа s, p, d, f вместе вот так ….


1с2с


2п3с 3п4с


3d4p5s 4d5p6s

4f5d6p7s 5f6d7p8s

6ф7д8п9с ………

В строке —-


1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s

6ф 7д 8п 9с………


Как выполнить конфигурацию электронов для Cr

Шаг-4:

Теперь мы должны знать, что

• S-орбиталь может принимать максимум 2 электрона.

◆ p-орбиталь может принимать максимум 6 электронов.

• d-орбиталь может принимать максимум 10 электронов.


• f-орбиталь может принимать максимум 14 электронов.

Как сделать или найти электронную конфигурацию Cr


Шаг 5:

Теперь мы знаем, что хром имеет 24 электрона.



Электронная конфигурация хрома будет …





с² с²

ps² p⁶s²

кадров в секунду, кадров в секунду, кадров в секунду ….

Итак, получаем ..

с² с²

ps² ps²


d⁴


Теперь нам нужно пронумеровать s-орбиталь в соответствии с описанным выше процессом.

1s² 2s²
p⁶3s² p⁶4s²

d⁴

Теперь число p-орбиталей в соответствии с описанным выше процессом.

1с² 2с²

2p⁶3s² 3p⁶4s²


d⁴


Теперь номер d-орбитали в соответствии с вышеуказанным процессом

1с² 2с²
2p⁶3s² 3p⁶4s²


3d⁴

В строке….

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴

Это должна быть электронная конфигурация, но, к сожалению, это не электронная конфигурация c

hromium . Хром имеет исключительную электронную конфигурацию.


● мы должны иметь в виду, что наполовину заполненные и полностью заполненные (p, d, f) орбитали приобретают большую стабильность. Это означает, что конфигурации np³, np⁶, nd⁵, nd¹º, nf⁷ и nf¹⁴ более стабильны.


В строке …….



1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴

Сверху мы видим, что 4s имеет 2 электрона, а непосредственно перед 4s мы видим, что 3d имеет 4 электрона. Таким образом, 3d⁴ нестабильна. Его (3d) можно легко стабилизировать, взяв один электрон из 4s. Помните (n-1) d⁵ns¹ — это

более стабильный, чем (n-1) d⁴ns²

● итак, 4s² будет 4s¹

и 3d⁴ будут 3d⁵

Итак, электронная конфигурация хрома

c приведена ниже:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s 3d⁵


● Мы знаем, что электронная конфигурация любого элемента записывается в порядке возрастания (от меньшего к большему) числа n.Итак …..


1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵4s


Полная электронная конфигурация c хром :





1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵4s

Информация об элементе хрома

Cr: факты, свойства, тенденции, использование и сравнение — Периодическая таблица элементов

История хрома

Элемент Хром был открыт Луи Николя Воклен в году
1797 г. во Франции
.Хром
получил свое название от греческого слова chroma, означающего «цвет».

Присутствие хрома: изобилие в природе и вокруг нас

В таблице ниже показано содержание хрома во Вселенной, Солнце, метеоритах,
Земная кора, океаны и человеческое тело.

Кристаллическая структура хрома

Твердотельная структура хрома — телесно-центрированная кубическая.

Кристаллическую структуру можно описать с помощью ее элементарной ячейки. Элементарные ячейки повторяются в
три
пространственное пространство для формирования конструкции.

Параметры элементарной ячейки

Элементарная ячейка представлена ​​в терминах ее параметров решетки, которые являются длинами ячейки
края
Константы решетки ( a , b и c )

и углы между ними. Углы решетки (альфа, бета и гамма).

альфа бета гамма
π / 2 π / 2 π / 2

Положения атомов внутри элементарной ячейки описываются набором атомных положений (
x i , y i , z i ), измеренные от опорной точки решетки.

Свойства симметрии кристалла описываются концепцией пространственных групп. Все возможно
симметричное расположение частиц в трехмерном пространстве описывается 230 пространственными группами
(219 различных типов или 230, если хиральные копии считаются отдельными.

Атомные и орбитальные свойства хрома

Атомы хрома имеют 24 электрона и
структура электронной оболочки [2, 8, 13, 1] с символом атомного члена (квантовые числа) 7 S 3 .

Оболочечная структура хрома — количество электронов на энергию
уровень

n с с. d f
1 К 2
2 L 2 6
3 M 2 6 5
4 N 1

Основное состояние электронной конфигурации хрома — нейтраль
Атом хрома

Электронная конфигурация нейтрального атома хрома в основном состоянии
[Ar] 3d5 4s1.Часть конфигурации хрома, которая эквивалентна благородному газу
предыдущий период сокращенно обозначается как [Ar]. Для атомов с большим количеством электронов это
нотация может стать длинной, поэтому используются сокращенные обозначения.
валентные электроны 3d5 4s1, электроны в
внешняя оболочка, определяющая химические свойства элемента.

Полная электронная конфигурация нейтрального хрома

Полная электронная конфигурация основного состояния для атома хрома, несокращенная электронная конфигурация

1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 3d5 4с1

Атомная структура хрома

Атомный радиус хрома — 166 пм, а его ковалентный радиус — 127 пм.

Атомный спектр хрома

Хром Химические свойства:
Энергии ионизации хрома и сродство к электрону

Сродство к электрону хрома составляет 64,3 кДж / моль.

Энергия ионизации хрома

Энергии ионизации хрома

см. В таблице ниже.

Число энергии ионизации Энтальпия — кДж / моль
1 652.9
2 1590,6
3 2987
4 4743
5 6702
6 8744,9
7 15455
8 17820
9 20190
10 23580
11 26130
12 28750
13 34230
14 37066
15 97510
16 1.058 × 105
17 1,143 × 105
18 1,253 × 105
19 1,347 × 105
20 1.443 × 105
21 1,577 × 105

Физические свойства хрома

Физические свойства хрома указаны в таблице ниже.

Плотность 7.14 г / см3
Молярный объем 7.28236694678 см3

Упругие свойства

Твердость хрома — Испытания для измерения твердости элемента

Электрические свойства хрома

Хром — проводник электричества. Ссылаться на
Таблица
ниже электрические свойства хрома

Теплопроводность и теплопроводность хрома

Магнитные свойства хрома

Оптические свойства хрома

Акустические свойства хрома

Термические свойства хрома — энтальпии и
термодинамика

Термические свойства хрома

см. В таблице ниже.

Энтальпия хрома

Изотопы хрома — ядерные свойства хрома

Изотопы родия.Встречающийся в природе хром имеет
4 стабильный изотоп —
50Cr, 52Cr, 53Cr, 54Cr.

Изотоп Масса изотопа % Изобилие Т половина Режим распада
42Cr
43Cr
44Cr
45Cr
46Cr
47Cr
48Cr
49Cr
50Cr 4.345% Стабильный N / A
51Cr
52Cr 83.789% Стабильный N / A
53Cr 9.501% Стабильный N / A
54Cr 2.365% Стабильный N / A
55Cr
56Cr
57Cr
58Cr
59Cr
60Cr
61Cr
62Cr
63Cr
64Cr
65Cr
66Cr
67Cr

Нормативно-правовое регулирование и здравоохранение — Параметры и рекомендации по охране здоровья и безопасности

Поиск в базе данных

Список уникальных идентификаторов для поиска элемента в различных базах данных химического реестра

Изучите нашу интерактивную таблицу Менделеева

Сравнение элементов периодической таблицы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.