2. Электронная формула атома мышьяка.

Число электронов 33, количество энергетических уровней 4. Суммарное количество валентных электронов 5. Мышьяк – элемент главной подгруппы, его валентные электроны располагаются на последнем энергетическом уровне на s и р – подуровнях и в сумме составляют номер группы (s² и р⁶ электрона).

33As 1s²|2s²2p⁶|3s²3p⁶3d¹⁰|4s²4p³

Мышьяк относится к р – семейству, так как его валентные электроны находятся на s и р – подуровнях.

3. Электронная формула атома латана.

Число электронов в атоме лантана 57, число энергетических уровней – 6, суммарное количество валентных электронов – 3, валентные электронные расположены на последнем энергетическом уровне на s – подуровне и на предпоследнем энергетическом уровне на d – подуровне и в сумме составляют номер группы (побочная подгруппа).

57La 1s²|2s²2p⁶|3s²3p⁶3d¹⁰|4s²4p³4d¹⁰|5s²5p⁶5d¹|6s²

Лантан относится к d – семейству, так как его валентные электроны находятся на s и d – подуровнях.

Определение валентности атома.

При определении валентности атома по строению его электронной оболочки необходимо составить электронную формулу атома, выделить суммарное количество валентных электронов, соответствующих номеру группы, в которой находится элемент и распределить их энергетическим ячейкам (орбиталям), учитывая правило Гунда.

Согласно правилу Гунда, электроны распределяются по энергетическим ячейкам так, чтобы их суммарный спин был максимальным.

Максимальность суммарного спина обеспечивается одинаковыми значениями спинного квантового числа s = + ( ) для всех валентных электронов, а это возможно, по запрету Паули, только при расположении электронов в разных энергетических ячейках. Отсюда вытекает, что электроны распределяются по энергетическим ячейкам, занимая сначала все свободные энергетические ячейки, а затем, когда не остается свободных, группируются по два. Число одиночных (неспаренных) электронов, которые могут участвовать в образовании химической связи, определяет возможную валентность атома.

Валентность атома может быть постоянной и переменной. Переменная валентность атома обуславливается его возбужденным состоянием, которое возможно при наличии на данном энергетическом уровне свободных энергетических ячеек и увеличении числа неспаренных электронов за счет перехода их из двухэлектронных энергетических ячеек в свободные. Возбужденное состояние изолированного атома неустойчиво, а при образовании молекулы стабилизируется, так как затрата энергии на возбуждение компенсируется энергией, выделяемой при образовании химической связи.

Рассмотрим примеры определения возможных валентностей атома в нормальном и возбужденном состоянии.

1. Электронная формула атома азота:

7N 1s²|2s²2p³

Распределить эти электроны по энергетическим ячейкам, учитывая правило Гунда:

– нормальное состояние.

Валентность азота в нормальном состоянии равна трем, так как в атоме три неспаренных электрона. Возбужденного состояния у атома не будет из-за отсутствия свободных энергетических ячеек на втором энергетическом уровне.