Первым элементом с таким нарушением является хром. Рассмотрим подробнее его электронное строение (рис. 6.16 а). У атома хрома на 4s-подуровне не два, как этого следовало бы ожидать, а только один электрон. Зато на 3d-подуровне пять электронов, а ведь этот подуровень заполняется после 4s-подуровня (см. рис. 6.4). Чтобы понять, почему так происходит, посмотрим, что собой представляют электронные облака 3d-подуровня этого атома.
Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Как вы уже знаете из § 4 этой главы, общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично. По характеру распределения электронной плотности по разным направлениям оно похоже на 1s-ЭО. Энергия подуровня, электроны которого образуют такое облако, оказывается меньше, чем в случае менее симметричного облака. В данном случае энергия орбиталей 3d-подуровня равна энергии 4s-орбитали. При нарушении симметрии, например, при появлении шестого электрона, энергия орбиталей 3d-подуровня вновь становится больше, чем энергия 4s-орбитали. Поэтому у атома марганца опять появляется второй электрон на 4s-АО.
Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один
Возьмём 100 л, тогда его состав будет 8 л. SO₂ 12л -- О₂ 80 л. -- N₂ 2SO₂ + O₂ = 2SO₃ n(SO₂)/2= n(O₂) = n(SO₃)/2 V₁(SO₂) = 0,88*8л. = 7,04 л.-- прореагировала с кислородом, тогда Согласно закону Гей-Люссака с 7,04 л. SO₂ прореагирует 3,52 л. кислорода (то есть в 2 раза меньше) V₂(SO₂) = V(SO₂)- V₁(SO₂) = 8 л. - 7,04 л. = 0.96л. -- осталось в смеси SO₂ V₂(O₂) = V(O₂)- V₁(O₂) = 12 л. - 3,52 л. = 8,48 л. -- осталось в смеси O₂ Итого в смеси V(смеси) = V(N₂) + V₂(SO₂) + V₂(O₂) + V(SO₃) V(смеси) = 80 л+ 0,96л + 8,48 л. + 7,04 л. = 96,48 л. φ(N₂) = V(N₂)/V(смеси) *100% = 80 л/96,48л*100% = 82,92% φ(SO₂) = V(SO₂)/V(смеси) *100% = 0,96л/96,48л*100%= 0,995% φ(SO₃) = V(SO₃)/V(смеси)*100% = 7,04 л/96,48 л.*100% = 7,3% φ(O₂) = V(O₂)/V(смеси)*100% = 8,48/96,48 л*100% = 8,79%
Первым элементом с таким нарушением является хром. Рассмотрим подробнее его электронное строение (рис. 6.16 а). У атома хрома на 4s-подуровне не два, как этого следовало бы ожидать, а только один электрон. Зато на 3d-подуровне пять электронов, а ведь этот подуровень заполняется после 4s-подуровня (см. рис. 6.4). Чтобы понять, почему так происходит, посмотрим, что собой представляют электронные облака 3d-подуровня этого атома.
Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Как вы уже знаете из § 4 этой главы, общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично. По характеру распределения электронной плотности по разным направлениям оно похоже на 1s-ЭО. Энергия подуровня, электроны которого образуют такое облако, оказывается меньше, чем в случае менее симметричного облака. В данном случае энергия орбиталей 3d-подуровня равна энергии 4s-орбитали. При нарушении симметрии, например, при появлении шестого электрона, энергия орбиталей 3d-подуровня вновь становится больше, чем энергия 4s-орбитали. Поэтому у атома марганца опять появляется второй электрон на 4s-АО.
Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один
8 л. SO₂
12л -- О₂
80 л. -- N₂
2SO₂ + O₂ = 2SO₃
n(SO₂)/2= n(O₂) = n(SO₃)/2
V₁(SO₂) = 0,88*8л. = 7,04 л.-- прореагировала с кислородом, тогда
Согласно закону Гей-Люссака с 7,04 л. SO₂ прореагирует 3,52 л. кислорода (то есть в 2 раза меньше)
V₂(SO₂) = V(SO₂)- V₁(SO₂) = 8 л. - 7,04 л. = 0.96л. -- осталось в смеси SO₂
V₂(O₂) = V(O₂)- V₁(O₂) = 12 л. - 3,52 л. = 8,48 л. -- осталось в смеси O₂
Итого в смеси
V(смеси) = V(N₂) + V₂(SO₂) + V₂(O₂) + V(SO₃)
V(смеси) = 80 л+ 0,96л + 8,48 л. + 7,04 л. = 96,48 л.
φ(N₂) = V(N₂)/V(смеси) *100% = 80 л/96,48л*100% = 82,92%
φ(SO₂) = V(SO₂)/V(смеси) *100% = 0,96л/96,48л*100%= 0,995%
φ(SO₃) = V(SO₃)/V(смеси)*100% = 7,04 л/96,48 л.*100% = 7,3%
φ(O₂) = V(O₂)/V(смеси)*100% = 8,48/96,48 л*100% = 8,79%