Номер 2, страница 145 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 31. Титан и хром. Глава VI. Металлы - номер 2, страница 145.

Условие.

2. Какие степени окисления характерны для хрома в его соединениях? Приведите примеры. Составьте схему размещения электронов по орбиталям в атоме хрома.

Решение.

Решение 2.

Характерные степени окисления хрома и их примеры

Хром ($Cr$) — это переходный металл, который способен проявлять в своих соединениях несколько различных степеней окисления. Наиболее важными и распространенными являются +2, +3 и +6.

• Степень окисления +2 ($Cr^{2+}$): Соединения двухвалентного хрома являются сильными восстановителями и проявляют основные свойства. Они неустойчивы на воздухе и легко окисляются до соединений $Cr^{3+}$.
  Примеры: оксид хрома(II) — $CrO$, гидроксид хрома(II) — $Cr(OH)_2$, хлорид хрома(II) — $CrCl_2$.
• Степень окисления +3 ($Cr^{3+}$): Это наиболее устойчивая степень окисления для хрома. Соединения трехвалентного хрома обладают амфотерными свойствами, то есть могут реагировать как с кислотами, так и со щелочами.
  Примеры: оксид хрома(III) — $Cr_2O_3$, гидроксид хрома(III) — $Cr(OH)_3$, сульфат хрома(III) — $Cr_2(SO_4)_3$.
• Степень окисления +6 ($Cr^{6+}$): Соединения шестивалентного хрома проявляют кислотные свойства и являются сильными окислителями, особенно в кислой среде.
  Примеры: оксид хрома(VI) — $CrO_3$ (хромовый ангидрид), хроматы (например, хромат калия $K_2CrO_4$) и дихроматы (например, дихромат калия $K_2Cr_2O_7$).

Также хром может иметь и другие степени окисления, например, 0 в металлоорганических соединениях, таких как гексакарбонил хрома $Cr(CO)_6$.

Ответ: Наиболее характерными для хрома в его соединениях являются степени окисления +2, +3 и +6.

Схема размещения электронов по орбиталям в атоме хрома

Атом хрома ($Cr$) имеет порядковый номер 24 в периодической системе, следовательно, заряд его ядра составляет +24, а в нейтральном атоме содержится 24 электрона.

При заполнении электронных оболочек у хрома наблюдается явление, известное как "провал" или "проскок" электрона. Для достижения более энергетически выгодного состояния один электрон с 4s-подуровня переходит на 3d-подуровень. В результате атом хрома имеет наполовину заполненные 4s- и 3d-подуровни, что придает ему дополнительную устойчивость.

Полная электронная конфигурация атома хрома выглядит следующим образом:
$ {}_{24}Cr \quad 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^1 $

Электронно-графическая схема для валентных электронов (электронов внешнего и предвнешнего уровней) имеет вид:

↑ ↑ ↑ ↑ ↑

3d⁵

↑

4s¹

На данной схеме видно, что у атома хрома есть шесть неспаренных электронов: один на 4s-орбитали и пять на 3d-орбиталях.

Ответ: Электронная формула атома хрома — $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^1$. Электронно-графическая схема валентных слоев показывает наличие одного неспаренного электрона на 4s-подуровне и пяти неспаренных электронов на 3d-подуровне.