Страница - 2

§3 ОБРАЗОВАНИЕ ИОНОВ

Вспомните! Строение атома, завершенный слои, электронная конфигурация элемента

После ознакомления с электронным строением атомов можно присту­пить к изучению способности элементов образовывать химические соеди­нения.

Каждый период в системе заканчивается инертным газом. Как вы ду­маете, почему они так инертны? Для выяснения этого вопроса рассмотрим электронные структуры этих элементов. Нам из­вестно строение атомов 2 He(1 s²), 20 Ne (1s 22s ²2p 6), (1 s ²2 s ²2p 63s ²3p 6). У всех этих газов внешние энергети­ческие слои завершены, у гелия 2 e , у остальных по 8 * электронов (рис. 6).

У других элементов химическая активность опреде­ляется именно этой недостроенностью внешнего электронного слоя. Они могут завершить внешние электрон­ные слои путем отдачи или присоединения электронов при образовании соединений (рис. 7).

Если элемент отдает электрон, он превращается в положительно заряженную частицу, а если принимает электрон — в отрицательно заряженную частицу, ко­торые называются ионами, т. е. имеют завершенный энергетический уровень.

А это зависит от двух факторов:

• от электронного строения атомов;
• от радиуса атомов.

Заряды ионов пишутся арабскими цифрами сверху над символом элемента, знак заряда указывается после числового значения: например: S^2-, Cl^-, H⁺, Ca²⁺.

У элементов, расположенных в начале периодов, на внешней орби­тали электронов мало (1-3). Поэтому они легко отдают эти электроны, принимая при этом электронное строение инертного газа, которым закан­чивается предыдущий период. А у элементов, расположенных в конце перио­дов, число электронов на внешнем уровне больше, поэтому они легко при­нимают электроны. При этом они принимают конфигурацию инертного газа, которым заканчивается данный период. По периодам число электронов на внешнем электронном уровне (валентные электроны) постепенно увеличивается. Слева направо увеличиваются заряды ядер атомов. То есть в этом направлении усиливается способность принимать электрон.

Напишем формулы валентных электронов элементов III периода. Опреде­лим число неспаренных электронов и число электронов, недостающих до за­вершения энергетического уровня (табл.4).

Таблица 4. Возможности завершения энергетического уровня элементов III периода

Рассмотрим, как заряжаются атомы элементов при образовании соединения с изменением их электронных структур.

Для завершения внешнего слоя атому хлора недостает лишь одного электрона, поэтому он принимает один электрон от атома магния, превращаясь при этом в отрицательно заряженный ион.

А у атома магния на внешнем слое имеются два электрона, он отдает каждому атому хлора по одному электрону, т. е. требуется два атома хлора.

Как изменяются эти свойства по группам? Число валентных электронов одинаковое у элементов, расположенных в одной группе. А число электрон­ных слоев, т. е. атомных радиусов в этом направлении, увеличивается. По этой причине усиливается способность отдать электрон e внешнего уровня.

Способность элемента отдать электрон характеризует металлические, а принимать — неметаллические свойства.

Для выяснения этого вопроса рассмотрим электронное строение и значе­ния атомных радиусов элементов IA и VIIA групп (табл. 5).

Таблица 5. Атомные радиусы атомов IA и VIIA групп

1. По периодам слева направо металлические свойства ослабевают, не­металлические свойства постепенно усиливаются;
2. По группам сверху вниз усиливаются металлические свойства.

Ионы, условия образования положительно и отрицательно заряженных ионов.

А

1. Как образуются ионы?
2. Чем отличаются ионы от атомов и молекул?
3. Ионы каких элементов заряжены положительно?

В

1. Как меняются радиусы атомов слева направо (по периоду)?
2. Как меняются металлические свойства по периодам?
3. Сравните значения радиусов атомов элементов металлов и неметаллов, расположенных в одном периоде.

С

1. Сколько электронов, протонов и нейтронов в ионах: Na⁺, Al³⁺, Mg²⁺?
2. Допишите электронные переходы в следующих превращениях:

3. Определите заряды ионов, которые образуются в результате следующих превращений: