Nb строение атома – Строение атома ниобия (Nb), схема и примеры

Строение атома ниобия (Nb), схема и примеры

Общие сведения о строении атома ниобия

Относится к элементам d-семейства. Металл. Обозначение – Nb. Порядковый номер – 41. Относительная атомная масса – 92,906 а.е.м.

Электронное строение атома ниобия

Атом ниобия состоит из положительно заряженного ядра (+41), внутри которого есть 41 протон и 52 нейтрона, а вокруг, по пяти орбитам движется 41 электрон.

Рис.1. Схематическое строение атома ниобия.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

+41Nb)2)8)18)12)1;

1s22s22p63s23p63d104s24p64d45s1.

Внешний энергетический уровень атома ниобия содержит 5 электронов, которые являются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Валентные электроны атома ниобия можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел:

n (главное квантовое), l (орбитальное), ml (магнитное) и s (спиновое):

Подуровень

n

l

ml

s

s

5

0

0

+1/2

d

4

2

-2

+1/2

d

4

2

-1

+1/2

d

4

2

0

+1/2

d

4

2

+1

+1/2

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

1. Строение атома

Задание.

1. Составьте структуру электронной оболочки атомов элементов А и Б (табл. 2).

2. Покажите распределение электронов по ячейкам для атомов В и иона Г. Подсчитайте для них ковалентность.

Таблица 2

Номер варианта

А

Б

В

Г

1

40 Zr

71 Lu

С

Mg2+

2

31 Ga

69 Tm

P

О--

3

34 Se

68 Er

Cl

N2+

4

93 Np

33 As

B

S2+

5

25 Mn

96 Cm

O

Se2+

6

30 Zn

63 Eu

Na

P3+

7

27 Co

92 U

Be

Cl3+

8

42 Mo

90 Th

Mo

F--

9

35 Br

100 Fm

Li

S2+

10

38 Sr

85 At

N

Cl--

11

26 Fe

83 Bi

Pl

N+

12

59 Pr

49 In

F

C2+

13

28 Ni

84 Po

О

Na+

14

51 Sb

89 Ac

S

N3+

15

22 Ti

99 Es

Ne

Be2+

16

52 Те

88 Ra

К

Cl--

17

73 Та

37 Rb

С

Mg2+

18

24 Cr

97 Bk

S

B3+

Номер варианта

А

Б

В

Г

19

41 Nb

68 Er

С

O2-

20

31Ga

93 Np

P

Mg2+

21

34 Se

95 Am

Cl

S2+

22

33 As

91 Pa

B

N2+

23

25 Mn

94 Pu

O

P3+

24

32 Ge

98 Cf

Na

Se2+

25

27 Co

66 Dy

Be

P-

26

42 Mo

63 Eu

Mg

Cl3+

27

36 Kr

85 At

Al

Cl-

28

23 V

101 Md

Si

Cl5+

29

21 Sc

59 Pr

F

N+

30

49 In

_

82 Pb

P

Cl+

Пример. Составьте структуру электронной оболочки атома 103 Lr. Покажите распределение электронов по ячейкам для атома Si* и иона Si2+. Подсчитайте для них ковалентность.

Решение. Структура электронной оболочки атома 103Lr:

103Lr 1s22s2p63s2p6d104s2p6d10f145s2p6d10f146s2p6d17s2

Lr относится к семейству f - элементов. Структура электронной оболочки атома Si:

14Si 1s22s2p63s2p2

K=2

К - ковалентность, определяется числом неспаренных электронов.

В возбужденном состоянии (Si) электроны переходят на более высокие энергетические подуровни, ковалентность атома возрастает:

SiK=4

Положительно заряженный ион Si2+ образуется в результате отдачи 2 электронов:

Si2+=Si0-2e

Следует учесть, что при образовании положительно заряженных ионов обычно происходит возбуждение электронов:

Si2+K=2

2. Химическая связь

Задание.

Изобразите пространственную структуру молекул А и Б (табл. 3). Определите, полярна ли связь в молекулах и полярны ли молекулы в целом. Используйте справочные данные по электроотрицательности элементов.

Таблица 3

Номер варианта

А

Б

Номер варианта

A

Б

1

AsCl3

MgI2

16

PBr3

HC1

2

НВг

AlBr3

17

SnF4

Pl3

3

BeCl2

I2

18

N2

MgI2

4

NI3

SnCl2

19

BaBr2

HI

5

H2Te

AlI3

20

InBr3

CO

6

SnCl4

BeI2

21

GeH4

SiO2

7

PCl3

SiO2

22

SiF4

SbCl3

8

NCl3

BCl3

23

GeI4

AsH3

9

РЬС12

CS2

24

InCl3

H2Se

10

MgCl2

CO2

25

SCl2

NH3

11

AsI3

SiCl4

26

SnH4

Br2

12

CCl4

SbBr2

27

AsBr3

SiH4

13

SnCl4

MgBr2

28

H2Te

AlBr3

14

H2O

SnI4

29

GeCl4

HBr

15

РНз

Br2

30

O2

CH4

Пример. Изобразите пространственную структуру молекулы BI3. Определите, полярна ли связь в молекуле и молекула в целом.

Решение. Составим структуру электронной оболочки В, центрального атома молекулы:

В 1s22s2p1К=1

Валентность бора в BI3 равна 3, следовательно, атом бора переходит в возбужденное состояние:

В К=3

В образовании связей участвуют орбитали одного s-и двух p-электронов атома бора, что приводит к образованию трех гибридных орбиталей, расположенных под углом 120°. Тип гибридизации sp2.

Структура электронной оболочки атома йода

I 1s22s2p63s2p6d104s2p6d105s2p5. K=1

В образовании связей участвуют орбитали р-электронов атомов йода.

Молекула имеет форму плоского равностороннего треугольника с атомом В в центре. Угол между осями гибридных орбиталей составляет 1200. Разность электроотри-цательностей атомов В и I больше нуля, следовательно, связи в молекуле BI3 ковалентные полярные.

ЭО=ЭО1 – ЭОв=2,5 – 2,0=0,5.

Смещение электронной плотности происходит к атому I (на рис.1 изображено стрелкой). Молекула в целом не полярна, т.к. имеет симметрическую форму (векторная сумма дипольных моментов связей равна нулю).

studfiles.net

Ниобий электронное строение - Справочник химика 21

    Тантал и ниобий, подобно ванадию, относятся к V группе периодической системы. Однако, в отличие от ванадия, ниобий и особенно тантал значительно труднее восстанавливаются до низших степеней валентности. Поэтому практически приходится иметь дело с их пятивалентными соединениями, как наиболее устойчивыми, что следует из строения электронных оболочек атомов ниобий — 2, 8, 18, 12, 1 тантал—2, 8, 18, 32, 11, 2. [c.133]

    Благодаря тому, что атомы и ионы аналогичных элементов побочных подгрупп пятого и шестого периодов имеют не только сходное электронное строение, но и практически совпадающие размеры,— а их химических свойствах наблюдается гораздо более близкое сходство, чем в случае элементов четвертого и пятого периодов. Так, цирконий по своим свойствам значительно ближе к гафнию, чем к титану, ниобий сходен с танталом в большей степени, чем с ванадием и т. д. [c.642]


    Атомы ванадия, ниобия и тантала имеют характерное для переходных элементов строение их валентные электроны расположены в двух внешних слоях, в периферийном слое— два электрона (у ниобия — один). С предпоследнего слоя в определенных условиях эти элементы отдают еще до трех электронов (ниобий — до четырех). Валентность ванадия, ниобия и тантала в соединениях бывает II, III, IV и V. Валентность V в обычных условиях наиболее стабильна. Электронные формулы элементов подгруппы ванадия  [c.3]

    Каково строение электронных оболочек атомов ванадия, ниобия и тантала Охарактеризуйте их валентности и степени окисления в соединениях. [c.166]

    Атомы ванадия, ниобия и тантала имеют характерное для переходных элементов строение валентные электроны их атомов расположены в двух внешних слоях в периферийном слое — два электрона. С предпоследнего слоя, содержащего 11 электронов, в определенных условиях атомы могут отдавать еще до трех электронов. Положительная валентность ванадия, ниобия и тантала в соединениях бывает 2, 3, 4 и 5. Наиболее стабильна в обычных условиях валентность 5. Электронные конфигурации атомов элементов подгруппы ванадия представлены в табл. 52. [c.231]

    Строение электронных оболочек атомов ванадия, ниобия и тантала может быть выражено следующими формулами  [c.264]

    В V периоде элемент IV группы — цирконий — непосредственно следует за элементом П1 группы —. иттрием, а в VI пер1Иоде между элементом III группы — лантаном — и элементом IV группы — гафнием — вклиии-вается длииный ряд лантанидов. У лантанидов происходит достройка электродами третьего снаружи электронного слоя. С возрастанием за1ряда атомного ядра у них электронные оболочки все более стягиваются к ядру, и радиус атома уменьшается (табл. 13). Из-за этого, и у элементов, следующих за лантанидами, атомные радиусы оказываются относительно малым и близкими к атомным радиусам соответствующих элементов V периода. Сходство строения атомов здесь дополняется близостью. их радиусов. Поэтому и по химическим свойствам элементы цирконий и гаф,ний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам и т. д. оказываются попарно чрезвычайно сходными. [c.152]

    Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним Q периодической системе (подгрупп железа, титан,1 и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере /величения различий в электронно.м строении взаимодействую- [c.541]

    Рассмотрим возможные причины сходства элементов. Сходство элемента с его соседями сверху и снизу есть внутригрупповое сходство элементов-аналогов оно обусловлено прежде всего близким строением самых внешних электронных оболочек. Наибольшее сходство и изоморфизм проявляют тяжелые аналоги с близким строением внешних электронных оболочек, например калий и рубидий, серебро и золото, кальций и стронций, цинк и кадмий, скандий и иттрий, иттрий и гадолиний-лютеций, цирконий и гафний, ниобий и тантал, железо и никель, кобальт и никель и т. д. Значительные же различия свойств элементов-аналогов в высших валентных состояниях, когда все электроны уходят с внешней оболочки, большей частью обусловлено несходством строения внешних оболочек ионов (литий и натрий, бериллий и магний, бор и алюминий, углерод и кремний и т. д.). [c.158]

    Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним в периодической системе (подгрупп железа, титана и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере увеличения различий в электронном строении взаимодействующих металлов возможность образования твердых растворов уменьшается [c.438]

    Заполнение 4/ -оболочки оказывает весьма существенное влияние на строение электронных оболочек, атомные радиусы и физико-химические свойства металлов, следующих за лантаноидами (гафний, тантал, рений, вольфрам и т. д.), т. е. лантаноидное сжатие проявляется и за лантаноидами. Действительно, оно приводит, например, к тому, что металлический и ионный радиусы, возрастающие от титана к цирконию, от ванадия к ниобию и от хрома к молибдену, почти не изменяются при переходе к гафнию, танталу, вольфраму. Точно так же почти не увеличиваются металлические радиусы и ионные радиусы, отвечающие высшим валентным состояниям, при переходе от элементов ряда технеций—палладий к их аналогам рению—платине соответственно. Именно лантаноидное сжатие, происходящее в результате заполнения 4/ -оболочки, приводит к сближению свойств 5d- и 4с -переходных металлов, резко отличающихся по свойствам от более легких Зй-переходных металлов. Оно проявляется и на теплотах образования ионных соединений этих металлов и других химических характеристиках (см. главу II). Лантаноидное сжатие, а также заполнение 5й -оболочки, заканчивающееся у платины—золота, приводит к дополнительному сжатию внешних оболочек у последующих элементов ряда золото—радон, что отражается на возрастании ионизационных потенциалов последующих элементов. Вследствие этого потенциалы ионизации франция, радия, актиния оказываются соответственно выше потенциалов ионизации цезия, бария и лантана (см. рис. 6). В результате этого первые более тяжелые элементы оказываются менее электроположительными, чем последние. Сжатие внешних оболочек вследствие заполнения внутренних Af - и 5й -оболочек приводит к повышению энергии связи внешних электронов актиноидов по сравнению с их аналогами — лантаноидами. На это указывают данные, правда, пока довольно ограниченные по их потенциалам ионизации и имеющиеся уже более подробные сведения об их атомных радиусах (см. главу III). [c.51]

    Сходное электронное строение, близость атомных и ионных радиусов, обусловленная лантаноидным сжатием, приводит к большому химическому сходству ниобия и тантала (рис. 3.79), а частности к существованию многочисленных изоморфных соединений. [c.499]

    Металлохимия элементов V В-г р у п п ы. Ванадий, ниобий и тантал в любых комбинациях образуют друг с другом непрерывные твердые растворы, что отмечается также в системах, образованных этими металлами с изоструктурными (ОЦК) полиморфными модификациями других переходных металлов, не сильно отличающихся по электронному строению. Так, ванадий образует непрерывные твердые растворы с Титаном, металлами подгруппы хрома, 6-марганцем, а-железом ниобий образует непрерывные растворы в твердом состоянии с / -модификациями всех металлов подгруппы титана, молибденом, вольфрамом и -) ураном тантал ведет себя в этом отношении аналогично ниобию. В тех случаях, когда сочетание металлохимических факторов не благоприятствует полной взаимной растворимости, при взаимодействии с (i-металлами образуются ограниченные твердые растворы с широкими областями гомогенности. [c.431]

    Подгруппа ванадия (V, N5, Та). Ванадий, ниобий и тантал имеют только одну устойчивую кристаллическую фазу с ОЦК структурой. Свойства жидких ванадия, ниобия и тантала мало изучены. Приведенные в табл. 17 данные показывают, что эти жидкости по своему строению и свойствам, видимо, во многом подобны простым жидкостям подгруппы титана. При плавлении концентрация электронов проводимости почти не меняется, потому что электропроводность остается почти такой же, как в твердой фазе. Концентрация обобществленных электронов Б жидкой фазе должна быть несколько выше, чем у металлов подгруппы титана, так как атомы имеют пять валентных электронов. Соответственно сказанному ранее, температуры плавления и кипения, а также энтропии испарения металлов подгруппы ванадия больше чем у металлов подгруппы титана. Энтропии плавления имеют величины, обычно наблюдаемые при плавлении кристаллов с ОЦК структурой. 

www.chem21.info


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *