1) Представьте электронную формулу для атома, составляющего молекулу geo2 (германий подчеркнут). Выделите валентные

Кирилл_228

33

Хорошо, давайте рассмотрим задачу постепенно для лучшего понимания:

1) Формула для молекулы \(GeO_2\) показывает, что мы имеем дело с атомом германия (Ge) и двумя атомами кислорода (O). Возьмем элементарную электронную формулу для атома германия и выделим валентные электроны, которые играют основную роль в химических связях. У германия в электронной формуле 32 электрона, а электронная конфигурация атома германия: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^2\). Валентными будут электроны оболочки \(4s^2 3d^{10} 4p^2\), то есть у германия 4 валентных электрона. Германий (Ge) принадлежит к 14-й группе (четырнадцатому семейству) семейств элементов.

2) В основном состоянии атом германия имеет следующую конфигурацию валентных электронов: \(4s^2 3d^{10} 4p^2\). Разместим эти 4 электрона по энергетическим оболочкам. Оболочка \(4s\) может вместить 2 электрона, поэтому два электрона будут занимать эту оболочку. Оболочка \(4p\) также имеет 6 слотов, где электроны будут занимать только 2 слота, и другие 4 слота будут пустыми. Возможные валентности атома германия в основном состоянии: +2 и +4, потому что германий может предоставить или потерять 2 или 4 электрона во время химической реакции.

Возбужденное состояние атома германия возникает, когда электроны поглощают энергию и переходят на более высокие энергетические уровни. Например, пусть атом германия заимствует энергию и возбуждается. Возможна комбинация распределения электронов по энергетическим оболочкам валентной конфигурации: \(4s^0 3d^{10} 4p^4\). Возможные валентности атома германия в возбужденном состоянии: +4 и +6, поскольку германий может предоставлять или потерять 4 или 6 электронов.

3) Каждый электрон в атоме германия имеет набор квантовых чисел, которые определяют его энергетический уровень, форму орбитали и спин. Для валентных электронов в основном состоянии атома германия, квантовые числа будут следующими: первый электрон (4s) имеет квантовые числа \(n=4\), \(l=0\), \(m_l=0\), \(m_s=\pm \frac{1}{2}\); второй электрон (4s) имеет такие же квантовые числа.

4) Электронное строение атома элемента связано с его положением в периодической системе. Количество электронов внешней оболочки атома определяет его положение в периодической таблице. Атомы с одинаковым количеством валентных электронов будут находиться в одной группе или вертикали. Атом германия находится в 14-й группе (четырнадцатом семействе), так как он имеет 4 валентных электрона в основном состоянии. Подгруппы определяются дополнительной электронной конфигурацией, которая может быть расположена в более высоких энергетических оболочках или подуровнях.