Номер 4, страница 22 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 4. Распределение электронов в атомах элементов больших периодов. Глава I. Важнейшие химические понятия и законы - номер 4, страница 22.

Условие.

4. Используя графическую электронную схему атома хрома, приведённую в параграфе, определите, какие значения степени окисления могут быть характерны для этого элемента.

Решение.

Решение 2.

Решение

Чтобы определить возможные степени окисления хрома, необходимо проанализировать его электронное строение, в частности, конфигурацию валентных электронов.

Хром (Cr) — элемент 4-го периода, VI-Б группы, с порядковым номером 24. Его электронная конфигурация является исключением из правила Клечковского (принципа наименьшей энергии). Происходит "провал" одного электрона с 4s-подуровня на 3d-подуровень, что приводит к более устойчивой конфигурации с наполовину заполненными 3d- и 4s-подуровнями.

Электронная формула атома хрома: $Cr: 1s^22s^22p^63s^23p^63d^54s^1$.

Графическая схема валентных электронов атома хрома в основном (невозбужденном) состоянии выглядит так:

3d [↑][↑][↑][↑][↑]
4s [↑]

Степень окисления определяется числом электронов, которые атом отдает при образовании химических связей. У хрома валентными являются все электроны на внешнем 4s- и предвнешнем 3d-подуровнях.

Общее число валентных электронов у хрома составляет $1 (с 4s) + 5 (с 3d) = 6$. Это означает, что максимальная степень окисления хрома равна +6, когда он отдает все свои валентные электроны.

Хром может проявлять и другие, более низкие, положительные степени окисления, отдавая часть своих валентных электронов:

• Отдавая 1 электрон (с 4s-орбитали), хром проявляет степень окисления +1 (встречается редко).
• Отдавая 2 электрона (один 4s- и один 3d-), хром проявляет степень окисления +2 (характерна для соединений, обладающих восстановительными свойствами, например, $CrO$).
• Отдавая 3 электрона (один 4s- и два 3d-), хром проявляет свою наиболее устойчивую степень окисления +3 (образует амфотерные соединения, например, $Cr_2O_3$).
• Степени окисления +4 и +5 также возможны, но менее характерны.
• Отдавая все 6 валентных электронов, хром проявляет высшую степень окисления +6 (характерна для сильных окислителей, например, в оксиде $CrO_3$, хроматах $K_2CrO_4$ и дихроматах $K_2Cr_2O_7$).

Таким образом, на основе анализа его электронной конфигурации, для хрома возможны степени окисления от +1 до +6.

Ответ: для элемента хрома могут быть характерны степени окисления +1, +2, +3, +4, +5, +6. Наиболее устойчивыми и распространенными являются +2, +3 и +6.