Тема 3. Строение атома и периодический закон

Пример 1. Хлор имеет изотопы с массовыми числами 35 и 37. Укажите для каждого изотопа порядковый номер, число протонов и нейтронов, заряд ядра. Определите массовую долю в нем изотопа с массовыми числами 35 и 37, приняв атомную массу хлора 35, 453.

Решение. Изотопы хлора имеют одинаковый порядковый номер 17, следовательно, и одинаковый заряд ядра — 17 протонов, а так как атом электронейтральный, то 17 электронов. Согласно протонно-нейтронной теории, у изотопа хлора будет 18 нейтронов (35—17), а у изотопа с массовым числом 37 — 20 нейтронов (37—17). Если обозначить массовую долю (в %) изотопа в природном хлоре через х, а изотопа — через (100—х), то можно составить уравнение

, откуда x = 77, 4%

Следовательно, хлор содержит 77, 4% изотопа и 22, 6% изотопа

Пример 2. Напишите схему распределения электронов в атоме хлора, его электронную и электронно-графическую формулы.

Решение. Хлор расположен в третьем периоде, следовательно, у его атома три энергетических уровня. Хлор находится в VII группе главной подгруппы, поэтому число электронов на последнем уровне равно семи. Число электронов на остальных уровнях определяется по формуле N = 2n², т. е. 2и8. Следовательно, схема строения атома хлора

K L M

2 8 7

электронная формула хлора

электронно-графическая формула

Пример 3. Дайте характеристику элемента хлора и его соединений (с кислородом и водородом) на основании его положения в периодической системе элементов.

Решение. Хлор расположен в VII группе главной подгруппы. Хлор — неметалл. На последнем энергетическом уровне семь электронов, высшая степень окисления в кислородных соединениях равна семи. Высший оксид имеет формулу — кислотный, гидроксид его является кислотой Водородное соединение отвечает формуле НС1. Исходя из электронно-графической формулы (наличия свободных d-орбиталей в третьем слое) может проявлять в возбужденном состоянии степень окисления 3, 5, 7.