Какое число валентных электронов у атома кремния: Какое число валентных электронов у атома кремния?

У атома кремния число валентных электронов равно — КиберПедия

A)14.

B) 6.

C) 4.

D) 8.

E) 2.

Ковалентная полярная связь в молекуле

A) Водорода.

B) Бромида натрия.

C) Аммиака.

D) Фторида кальция.

E) Сульфида цинка.

Степень окисления фосфора -3 в соединении

A) PH₃

B) P₂O₅

C) H₃PO₄

D) HPO₃

E) P₂O₃

Неэлектролит среди электролитов

А) HCl

B) NaCl

C) Cu(OH)₂

D) NaOH

E) CuSO₄

Сумма всех коэффициентов в ионном полном уравнении реакции

BaCl₂ + Na₂SO₄ =

А) 11

B) 3

C) 9

D) 12

E) 17

В растворе гидроксида натрия лакмус фиолетовый

А) Синий

B) Желтый

С) Красный

D) Бесцветный

E) Оранжевый

Количество вещества осадка, полученного при взаимодействии 170 г нитрата серебра и 73 г соляной кислоты

А) 1 моль

B) 0,5 моль

C) 0,1 моль

D) 1,5 моль

E) 2 моль

41.Вещество B в цепи превращения:S→K₂S→B→SO₃→H₂SO₄

A) Оксид серы (IV)

B) Сера

C) Сернистая кислота

D) Серная кислота

E) Сульфат кальция

К физическим свойствам азота не относится

A) Низкие температуры плавления и кипения

B) Без цвета и запаха

C) Немного тяжелее воздуха

D) Незначительная растворимость в воде

E) Газ

43.Углекислый газ не взаимодействует с:

A) Оксидом серы (IV)

B) Водой

C) Гидроксидом натрия

D) Оксидом бария

E) Оксидом магния

Относительная плотность оксида серы (IV) по водороду

А) 32

B) 10

С) 12

D) 14

E) 8

45.Наиболее сильный окислитель

A) Хлор

B) Астат

C) Бром

D) Фтор

E) Йод

Более ярко выраженными металлическими свойствами обладает

A) Ba

B) Mg

C) Sr

D) Ca

E) Be

В атоме кальция число протонов, нейтронов, электронов соответственно

А) 20, 20, 20

B) 20, 40, 20

C) 20, 40, 40

D) 40, 40, 40

E) 40, 20, 20,

48.Сумма всех коэффициентов в схеме реакции Al + HCl ® AlCl₃ + H₂

А) 8

B) 10

С) 12

D) 13

E) 14

49.Количество вещества сероводорода, полученного при взаимодействии 32 г серы с водородом, составляет

A) 1 моль.

B) 2 моль

C) 0,2 моль

D) 17 г.

E) 0,0 1 моль

50.Вещество Х в ряду превращений H₂S → Х→ H₂SO₃→CuSO₃

A) SO₂

B) SO₃

C) FeS

D) CS

К простому веществу относится

A) Сера ромбическая.

B) Питьевая сода.

C) Аммиак.

D) Хлорная вода.

E) Уксусная кислота.

В реакции соединения может образоваться

A) Только одно простое вещество.

B) Только два сложных вещества.

C) Только одно сложное вещество.

D) Несколько простых веществ.

E) Несколько сложных веществ.

Сумма коэффициентов в правой части реакции разложения

KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

A) 2.

B) 3.

C) 4.

D) 5.

E) 6.

Валентность атома азота равна единице в оксиде

A) N₂O.

B) N₂О₃.

C) NO.

D) NO₂.

E) N₂O₅.

Количество вещества в 1 г карбоната кальция равно

A)0, 1 моль.

B) 0, 01 моль.

C) 1 моль.

D) 0,001 моль.

E) 100 моль.

56.Массовая доля кальция в карбонате кальция CaCO₃

A)40%

B) 12%

C) 48%

D) 56%

E) 60%

В промышленности кислород получают

A) Разложением хлората калия.

B) Разложением перманганата калия.

C) Разложением воды под действием электрического тока.

D) Разложением перекиси водорода.

E) Перегонкой воздуха.

К кислотным оксидам не относится.

A) Оксид меди.

B) Оксид бора.

C) Оксид азота (III)

D) Оксид фосфора (III)

E) Серный газ.

Водород взаимодействует

A) С активными металлами

B) С кислотными оксидами

C) С основаниями

D) С водой.

E) С кислотами

Валентность кислотного остатка 1 в кислоте

A) Соляной.

B) Сернистой

C) Серной

D)Сероводородной

E) Фосфорной

Основная соль

A) Mg(OH)Cl

B) KHSO₄

C) K₂NaPO₄

D) Na[Al(OH)₄]

E) MgSO₄

62.Выделяется водород и образуется гидроксид металла при взаимодействии воды с :

A) Натрием.

B) Железом.

C) Свинцом.

D) Цинком.

E) Медью.

63.В ядре атома элемента № 21 (⁴⁵X)содержится нейтронов

A) 23.

B) 24.

C) 22.

D) 19.

E) 17.

64.У элементов третьего периода наиболее ярко выражены металлические свойства

A) Алюминия.

B) Кремния.

C) Магния.

D) Натрия.

E) Аргона.

Вещество с металлической связью

A) Медный купорос.

B) Пирит.

C) Медь.

D) Аммиак.

E) Перманганат калия.

66.Степень окисления +1 характерна для

A) Натрия.

B) Кальция.

C) Магния.

D) Железа.

E) Алюминия.

67.Верно указан процесс диссоциации соли Al₂(SO₄)₃

А) 2Al³⁺ +3SO₄^2-

Б) 2Al^+3SO₄

В) 2Al^3- +3SO₄²⁺

Г) Al³⁺ +SO₄^2-

Д) 2Al²⁺ +3SO₄^3-

Сумма всех коэффициентов в ионном полном уравнении реакции

Na₂SO₃ + HCl =

А) 13

B) 11

C) 9

D) 7

E) 15

В растворе гидроксида натрия метиловый оранжевый

А) Синий

B) Желтый

С) Красный

D) Бесцветный

E) Оранжевый

Объем газа, который выделяется при взаимодействии 10 г карбоната кальция и 49 г серной кислоты

А) 2,24 л

B) 22,4 л

C) 224 л

D) 0,224 л

E) 224 л

71.Раствор серной кислоты взаимодействует с:

A) Медью

B) Азотом

C) Цинком

D) Соляной кислотой

E) Углекислым газом

72.Аммиак вступает в реакцию соединения с:

A) Водой

B) Гидроксидом натрия

C) Сульфатом калия

D) Кислородом

E) Водородом

Относительная плотность оксида азота (IV) по водороду

А) 23

B) 10

С) 8

D) 14

E) 32

74.Для получения хлора в лаборатории используют реакцию:

A) HCl + Al→

B) NaCl + H₂SO₄(конц.)→

C) HCl + MnO₂→

D) Разложение KClO₃

E) Гидролиз AlCl₃

Металлическая связь образуется в

A) Железе

B) Хлориде калия

C) Сероводороде

D) Сульфате железа

E) Кислороде

Одинаковое число — валентный электрон

Одинаковое число — валентный электрон

Cтраница 1

Одинаковое число валентных электронов у атомов алюминия и бора определяет сходство этих элементов. Различие в структуре предвнеш-него слоя и в размерах атомов, а в особенности наличие у атомов алюминия вакантных Sd-орбиталей предопределяют существенное различие их свойств. Как и для бора, для алюминия наиболее характерна степень окисления 3, а отрицательная поляризация атомов проявляется еще реже.  [1]

Одинаковое число валентных электронов атомов алюминия и бора определяет сходство этих элементов. Различия в структуре предвнешнего слоя и в размерах атомов, а в особенности наличие у атомов алюминия валентных Sd-орбиталей предопределяют существенное различие их свойств. Как и для бора, для алюминия наиболее характерно состояние окисления III, а отрицательная поляризация атомов проявляется еще реже.  [2]

Таким образом, имея одинаковое число валентных электронов, углерод и кремний образуют соединения одинакового состава. Однако по строению, а следовательно, и по химической активности однотипные соединения углерода и кремния существенно отличаются.  [3]

Таким образом, имея одинаковое число валентных электронов, углерзд и кремний образуют соединения одинакового состава. Однако по строению, а следовательно, и по химической активности однотипные соединения углерода и кремния существенно отличаются.  [4]

Он основан на объединении элементов с одинаковым числом валентных электронов, которые до этого рассматривались порознь либо и совокупности s — и р-элементов, либо в совокупности d — элементов.  [5]

Таким образом, углерод и кремний имеют одинаковое число валентных электронов и образуют соединения одинакового состава. Однако по строению, а следовательно, и по химической активности однотипные соединения углерода и кремния существенно отличаются.  [6]

Ряд элементов, обладающих сходными химическими свойствами, обусловленными одинаковым числом валентных электронов, называется гомологическим рядом, или рядом аналогов. Элементы одного и того же гомологическго ряда, или аналоги соединены в таблице сплошной или пунктирной чертой.  [7]

Теоретически это пытались подкрепить тем, что они обладают одинаковым числом наружных, валентных электронов.  [8]

Мы уже неоднократно упоминали о существовании молекул со сходными свойствами, содержащих одинаковое число валентных электронов. Хорошим примером являются перечисленные в табл. 11.1 изоэлектронные атомы и ионы, а также изоэлектрон-кые частицы, изображенные на рис. 11.3 и 15.9. Попытаемся теперь глубже разобраться в представлениях об изоэлектронных частицах.  [9]

Близость химических свойств этих элементов объясняется тем, что все они имеют одинаковое число валентных электронов. На группе элементов, сходных с углеродом, можно проследить ту же закономерность, которая была указана для группы элементов, сходных с азотом: по мере увеличения ядерного заряда у этих элементов усиливаются металлические свойства и ослабляются неметаллические. Действительно, группа начинается с элементов, которые являются типичными неметаллами: углерод и кремний, и заканчивается металлами — оловом и свинцом.  [10]

В одну и ту же группу в короткой таблице попадают элементы, в атомах которых одинаковое число валентных электронов.  [11]

Так как элементы главной подгруппы пятой группы — азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут — имеют одинаковое число валентных электронов, равное 5, они имеют ряд общих свойств.  [12]

Так как у элементов главной подгруппы пятой группы — азота, фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута — на внешнем энергетическом уровне одинаковое число валентных электронов, равное 5, они имеют ряд общих свойств. А у азота до 1 82 А у висмута, поэтому уменьшается сродство к электрону и электроотрицательность элементов от 3 07 у азота к 1 67 у висмута. Иначе говоря, с возрастанием порядкового номера отмечается заметное ослабление неметаллических свойств и нарастание металлических. Растет тенденция к отдаче электронов и уменьшается тенденция к принятию электронов.  [13]

Тем не менее понятие изоэлектронности часто распространяют на группы атомов, которые могут отличаться по общему числу электронов, если только они обладают одинаковым числом валентных электронов и одинаковым числом тяжелых ядер. Так, например, часто называют изоэлектронными группы атомов — СН3, — МН2, — ОН, — F, — Sih4, — РН2, — SH, — С1, — Вг, — I, которые замещают друг друга во многих соединениях. Это позволяет установить корреляции между свойствами соединений с такими заместителями.  [14]

Страницы:      1    2    3

Физика — 9

Если же число валентных электронов добавленного атома примеси будет меньше числа валентных электронов атома полупроводника, то эта примесь называется акцепторной примесью (латинское слово akseptor- “принимаю”).

Донорная примесь обеспечивает полупроводниковые кристаллы дополнительными электронами: с легкостью отдавая свои валентные электроны, она увеличивает количество свободных электронов в полупроводнике.

Например, при добавлении в кристалл кремния примеси пятивалентного элемента — фосфора, четыре валентных электрона создают ковалентную связь с соседними атомами кремния. Пятый же электрон фосфора вращается около атома. Однако он, имея слабую связь с атомом, с легкостью покидает его и становится свободным (см.: a).

Если в кристалле 4-валентного кремния некоторые атомы будут заменены атомами 5-валентного фосфора, то от каждого атома примеси (фосфора) в результате теплового движения освободится один электрон. Под действием внешних факторов электроны атомов кремния могут покинуть ковалентные связи, тогда на их месте образуются дырки. Тогда при создании электрического поля все эти заряды придут в движении и возникнет электрический ток. В таком полупроводнике основными носителями заряда будут электроны, а дырки будут не основными.

• Акцепторная примесь обладает электронно-примесной проводимостью (проводимость п-типа).

• Полупроводник с донорной примесью обеспечивает полупроводниковые кристаллы дополнительными дырками: присоединяя к себе дополнительные валентные электроны, увеличивает количество дырок в полупроводнике.

Например, при добавлении в кристалл кремния примеси трехвалентного бора валентные электроны примеси создают только три пары электронных связей с соседними атомами кремния. Для создания же четвертой пары электронной связи не хватает одного электрона, и на его месте образуется дырка. Сюда может перейти один валентный электрон с соседнего атома кремния. В этом случае за счет валентного электрона, полученного от соседнего атома, трехвалентный атом превращается в отрицательный ион, связь завершается. Но в соседнем атоме, отдавшем электрон, возникает дырка (см: b).

Итак, трехвалентная примесь, забирая электрон у атома кремния, создает в кристалле дополнительные дырки. В результате количество дырок превосходит число электронов. Поэтому дырки являются основными носителями заряда в полупроводниках с акцепторной примесью, а неосновными носителями заряда являются электроны.

• Полупроводник с акцепторной примесью обладает дырочной примесной проводимостью (проводимость р-типа).

1.Полупроводники : теория и свойства

Полупроводниковые диоды и транзисторы, области их применения

Сначала надо познакомиться с механизмом проводимости в

полупроводниках. А для этого нужно понять природу связей удерживающих атомы

полупроводникового кристалла друг возле друга. Для примера рассмотрим

кристалл кремния.

Кремний—четырехвалентный элемент. Это означает, что во внешней

оболочке атома имеются четыре электрона, сравнительно слабо связанные

с ядром. Число ближайших соседей каждого атома кремния также равно

четырем. Взаимодействие пары соседних атомов осуществляется с помощью

паоноэлектронной связи, называемой ковалентной связью. В образовании

этой связи от каждого атома участвуют по одному валентному электрону, ко-

торые отщепляются от атомов (коллективизируются кристаллом) и при

своем движении большую часть времени проводят в пространстве между

соседними атомами. Их отрицательный заряд удерживает положительные ионы

кремния друг возле друга. Каждый атом образует четыре связи с соседними,

и любой валентный электрон может двигаться по одной из них. Дойдя до

соседнего атома, он может перейти к следующему, а затем дальше вдоль всего

кристалла.

Валентные электроны принадлежат всему кристаллу. Парноэлектронные связи

кремния достаточно прочны и при низких температурах не разрываются. Поэтому

кремний при низкои температуре не проводит электрический ток. Участвующие

в связи атомов валентные электроны прочно привязаны к кристаллической

решетке, и внешнее электрическое поле не оказывает заметного влияния на их

движение.

Электронная проводимость.

При нагревании кремния кинетическая энергия частиц повышается, и

наступает разрыв отдельных связей. Некоторые электроны покидают свои

орбиты и становятся свободными, подобно электронам в металле. В

электрическом поле они перемещаются между узлами решетки, образуя

электрический ток.

Проводимость полупроводников обусловленную наличием у металлов свободных

электронов электронов, называют электронной проводимостью. При повышении

температуры число разорванных связей, а значит, и свободных электронов

увеливается. При нагревании от 300 до 700 К число свободных носителей

заряда увеличивается от 10в17 до 10в24 1/м в3. Это приводит к уменьшению

сопротивления.

Дырочная проводимость.

При разрыве связи образуется вакантное место с недостающим

электроном.

Его называют дыркой. В дырке имеется избыточный положительный заряд по

сравнению с остальными, нормальными связями. Положение дырки в кристалле не

является неизменным. Непрерывно происходит следующий процесс. Один

из электронов, обеспечивающих связь атомов, перескакивает на место об-

разовавшиеся дырки и восстанавливает здесь парноэлектронную связь.

а там, откуда перескочил этот электрон, образуется новая дырка. Таким

образом, дырка может перемещаться по всему кристаллу.

Если напряженность электрического поля в образце равна нулю то перемещение

дырок, равноценное перемещению положительных зарядов, происходит

беспорядочно и поэтому не создает электрического тока. При наличии

электрического поля возникает упорядоченное перемещение дырок, и, таким

образом, к электрическому току свободных электронов добавляется

электрический ток связанный с перемещением дырок. Направление движения

дырок противоположно направлению движения электронов.

Итак, в полупроводниках имеются носители заряда двух типов: электроны и

дырки. Поэтому полупроводники обладают не только электронной, но и дырочной

проводимостью. Проводимость при этих условиях называют собственной

проводимостью полупроводников. Собственная проводимость полупроводников

обычно невелика, так как мало число свободных электронов, например, в

германии при комнатной температуре ne=3на10в23 см в –3. В то же время число

атомов германия в 1 см кубическом порядка 10в23. Таким образом, число

свободных электронов составляет примерно одну десятимиллиардную часть от

общего числа атомов.

Существенная особенность полупроводников состоит в том, что в них

при наличии примесей наряду с собственной проводимостью возникает

дополнительная — примесная проводимость. Изменяя концентрацию

примеси, можно значительно изменять число носителей заряда того

или иного знака. Благодаря этому можно создавать полупроводники с

преимущественной концентрацией либо отрицательно, либо положи-

тельно заряженных носителей. Эта особенность полупроводников откры-

вает широкие возможности для практического применения.

Донорные примеси.

Оказывается, что при наличии примесей, например атомов мышьяка, даже при

очень малой их концентрации, число свободных электронов возрастает во

много раз. Происходит это по следующей причине. Атомы мышьяка имеют пять

валентных электронов, четыре из них участвуют в создании ковалентной связи

данного атома с окружающими, например с атомами кремния. Пятый валентный

электрон оказывается слабо связан с атомом. Он легко покидает атом мышьяка

и становится свободным. Концентрация свободных электронов значительно

возрастает, и становится в тысячу раз больше концентрации свободных

электронов в чистом полупроводнике. Примеси, легко отдающие электроны

называют донорными, и такие полупроводники являются полупроводниками n-

типа. В полупроводнике n-типа электроны являютсн основныим носителями

заряда, а дырки — неосновными.

Акцепторные примеси.

Если в качестве примеси использовать индий, атомы которого трехвалентны, то

характер проводимости полупроводника меняется. Теперь для образования

нормальных парноэлектронных связей с соседями атому индия не

достает электрона. В результате образуется дырка. Число дырок в крис-

талле равно числу атомов примеси. Такого рода примеси на-

зывают акцепторными (принимающими). При наличии электрического поля

дырки перемешаютс по полю и возникает дырочная проводимость. По-

лупроводники с преобладанием дырочкой проводимости над электрон-

ной называют полупронодниками р-типа (от слова positiv — положительный).

Тест. Строение атома | Doc4web.ru

Тест. Строение атома.

1.Атом элемента имеет электронную формулу …3s²3p³. Номер периода, в котором находится этот элемент, и число валентных электронов равно соответственно

А) 2 и 3 Б) 2 и 5

В) 3 и 5 Г) 3 и 3

2.Атом с электронной формулой …4s¹ и массовым числом 40 содержит, соответственно, нейтронов и валентных электронов

А) 18 и 1 Б)19 и 1

В)21 и 19 Г) 21 и 1

3.Атом изотопа углерода-12 имеет нейтронов и электронов, соответственно

А)12 и 6 Б) 6 и 12

В) 6 и 6 Г) 12 и 12

4.Атом брома в основном состоянии имеет полностью заполненных энергетических уровней и число валентных электронов, соответственно

А) 2 и 5 Б) 3 и 7

В) 4 и 7 Г) 3 и 5

5.Атом элемента имеет электронную формулу …3d¹⁰4s²4p². Порядковый номер элемента в Периодической системе и номер периода, в котором данный элемент находится, равны соответственно

А) 14 и 4 Б) 32 и 4

В) 14 и 2 Г) 32и 2

6.Атом элемента имеет электронную формулу …3s² 3p⁵. Число валентных электронов и порядковый номер элемента равны соответственно

А) 5 и 27 Б) 7 и 17

В) 5 и 10 Г) 7 и 10

7.Общее число электронов и в атоме кремния и число энергетических уровней, заполненных электронами, равны, соответственно

А) 14 и 3 Б) 14 и 2 В) 8 и 4 Г) 8 и 3

8.Определите число электронов, протонов и нейтронов в атоме элемента с порядковым номером 29 и массовым числом 63.

9.Число электронов в атоме аргона равно числу электронов в ионе

А)S^2- Б)Al³⁺ В)Na⁺ Г) F^—

10.Общее число электронов у иона К⁺ равно

А)16 Б) 17 В) 18 Г) 19

11.У атома серы число электронов на внешнем энергетическом уровне и заряд ядра равны соответственно

А) 4 и +16 Б) 6 и +32 В) 6 и +16 Г) 4 +32

12.Элемент, атом которого имеет электронную конфигурацию внешнего уровня 4s²4p⁵

A) As Б) Mn В) Cl Г) Br

13.В изолированном атоме хрома (в основном состоянии) число свободных d- орбиталей равно

А) 1 Б) 2 В)3 Г) 0

14.Число электронов в ионе Са²⁺ равно

А)18 Б)20 В) 22 Г)40

15.Электронная конфигурация 1s² соответствует частице

А) H Б) Н⁺ В) Н^— Г) Не²⁺

Ответы

1. В

2. Г

3. В

4. Б

5. Б

6. Б

7. А

8.29, 29,34

9. А

10. В

11. В

12. Г

13. Г.

14. А

15. В

Контрольная работа «Атомы химических элементов»

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 1.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме магния:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,6

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме рубидия:

А) 56 Б) 37 В) 48 Г) 85

4. Изотопы различаются:

А) числом электронов Б) числом протонов В) числом нейтронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона Cl^-1?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 3

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме кремния:

А) 14 Б) 28 В) 16 Г) 42

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать s-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) S^-2 Б) Na⁺¹ В) Al⁺³ Г) Ca⁰

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

_____________________________________________________________________________

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 1.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме магния:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,6

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме рубидия:

А) 56 Б) 37 В) 48 Г) 85

4. Изотопы различаются:

А) числом электронов Б) числом протонов В) числом нейтронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона Cl^-1?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 3

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме кремния:

А) 14 Б) 28 В) 16 Г) 42

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать s-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) S^-2 Б) Na⁺¹ В) Al⁺³ Г) Ca⁰

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

2. Выполните задания.

1. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) первая группа третий период

Б) седьмая группа главная подгруппа четвертый период

2. Даны вещества: CaO, HCl, H₂, NaNO₃, N₂, H₂SO₄. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

3. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом серы и два атома кислорода

Б) два атома калия, один атом углерода и три атома кислорода.

__________________________________________________________________________________

2. Выполните задания.

1. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) первая группа третий период

Б) седьмая группа главная подгруппа четвертый период

2. Даны вещества: CaO, HCl, H₂, NaNO₃, N₂, H₂SO₄. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

3. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом серы и два атома кислорода

Б) два атома калия, один атом углерода и три атома кислорода.

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 2.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме хрома:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,2

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме фосфора:

А) 15 Б) 30 В) 31 Г) 16

4. Изотопы различаются:

А) числом протонов Б) числом электронов В) числом нейтронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона Na⁺¹?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 3

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме рутения:

А) 44 Б) 57 В) 101 Г) 100

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать p-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) Mg⁺² Б) K⁺¹ В) Al⁰ Г) Cl^-1

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

_____________________________________________________________________________

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 2.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме хрома:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,2

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме фосфора:

А) 15 Б) 30 В) 31 Г) 16

4. Изотопы различаются:

А) числом протонов Б) числом электронов В) числом нейтронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона Na⁺¹?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 3

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме рутения:

А) 44 Б) 57 В) 101 Г) 100

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать p-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) Mg⁺² Б) K⁺¹ В) Al⁰ Г) Cl^-1

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

2. Выполните задания.

1. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) вторая группа третий период

Б) четвертая группа главная подгруппа четвертый период

2. Даны вещества: Na₂O, O₂, MgO, H₂CO₃,MgSO₄, Ca. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

3. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом углерода и два атома кислорода

Б) три атома калия, один атом фосфора и четыре атома кислорода.

__________________________________________________________________________________

2. Выполните задания.

1. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) вторая группа третий период

Б) четвертая группа главная подгруппа четвертый период

2. Даны вещества: Na₂O, O₂, MgO, H₂CO₃,MgSO₄, Ca. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

3. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом углерода и два атома кислорода

Б) три атома калия, один атом фосфора и четыре атома кислорода.

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 3.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме криптона:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,1

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме цинка:

А) 15 Б) 30 В) 31 Г) 16

4. Изотопы различаются:

А) числом протонов Б) числом нейтронов В) числом электронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона N⁺³?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 5

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме железа:

А) 56 Б) 57 В) 26 Г) 30

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать d-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) Mg⁺² Б) S^-2 В) Al⁰ Г) Na⁺¹

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

_____________________________________________________________________________

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 3.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме криптона:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,1

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме цинка:

А) 15 Б) 30 В) 31 Г) 16

4. Изотопы различаются:

А) числом протонов Б) числом нейтронов В) числом электронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона N⁺³?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 5

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме железа:

А) 56 Б) 57 В) 26 Г) 30

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать d-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) Mg⁺² Б) S^-2 В) Al⁰ Г) Na⁺¹

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

2. Выполните задания.

4. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) третья группа третий период

Б) шестая группа главная подгруппа четвертый период

5. Даны вещества: H₃PO₄, Na₂O, O₂, Mg, H₂O, Ca. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

6. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом углерода и один атом кислорода

Б) два атома натрия, один атом серы и четыре атома кислорода.

__________________________________________________________________________________

4. Выполните задания.

1. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) третья группа третий период

Б) шестая группа главная подгруппа четвертый период

2. Даны вещества: H₃PO₄, Na₂O, O₂, Mg, H₂O, Ca. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

3. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом углерода и один атом кислорода

Б) два атома натрия, один атом серы и четыре атома кислорода.

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 4.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме фосфора:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,4

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме мышьяка:

А) 15 Б) 30 В) 31 Г) 33

4. Изотопы различаются:

А) числом нейтронов Б) числом протонов В) числом электронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона О^-2?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 5

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме кобальта:

А) 32 Б) 59 В) 27 Г) 30

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать f-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) Mg⁺² Б) Na⁺¹ В) Al⁰ Г) N^-3

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

_____________________________________________________________________________

Контрольная работа № 1 «Атомы химических элементов»

Вариант 4.

1. Решите тест. Выберите один верный ответ.

1. Определите чему равно число протонов в атоме фосфора:

А) 12 Б) 15 В) 24 Г) 36

2. Определите, какому химическому элементу соответствует расположение электронов по энергетическим уровням: 2,8,4

А) натрий Б) магний В) сера Г) кремний

3. Определите число электронов в атоме мышьяка:

А) 15 Б) 30 В) 31 Г) 33

4. Изотопы различаются:

А) числом нейтронов Б) числом протонов В) числом электронов Г) зарядом ядра

5. Чему равно количество электронов на внешнем энергетическом уровне иона О^-2?

А) 7 Б) 6 В) 8 Г) 5

6. Укажите, чему равно число нейтронов в атоме кобальта:

А) 32 Б) 59 В) 27 Г) 30

7. Максимальное число электронов, которые могут занимать f-орбиталь равно:

А) 2 Б) 8 В) 18 Г) 32

8. Какая частица имеет наибольшее количество электронов?

А) Mg⁺² Б) Na⁺¹ В) Al⁰ Г) N^-3

9. У элементов второго периода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

10. У элементов подгруппы углерода с увеличением атомного номера уменьшается:

А) атомный радиус Б) заряд ядра атома

В) число валентных электронов Г) электроотрицательность

2. Выполните задания.

1. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) четвертая группа третий период

Б) седьмая группа главная подгруппа четвертый период

2. Даны вещества: H₃PO₄, O₂, Mg, H₂CO₃, MgSO₄, Ca, N₂. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

3. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом азота и два атома кислорода

Б) три атома водорода, один атом фосфора и четыре атома кислорода.

__________________________________________________________________________________

2. Выполните задания.

1. Напишите схему строения атомов химических элементов располагающихся:

А) четвертая группа третий период

Б) седьмая группа главная подгруппа четвертый период

2. Даны вещества: H₃PO₄, O₂, Mg, H₂CO₃, MgSO₄, Ca, N₂. Распределите данные вещества на группы по типам химической связи и распишите механизм образования связи в каждом соединении.

3. Рассчитайте массовые доли каждого элемента в веществе состава:

А) один атом азота и два атома кислорода

Б) три атома водорода, один атом фосфора и четыре атома кислорода.

материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: полупроводники, собственная и примесная проводимость полупроводников.

До сих пор, говоря о способности веществ проводить электрический ток, мы делили их на проводники и диэлектрики. Удельное сопротивление обычных проводников находится в интервале Ом·м; удельное сопротивление диэлектриков превышает эти величины в среднем на порядков: Ом·м.

Но существуют также вещества, которые по своей электропроводности занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Это полупроводники: их удельное сопротивление при комнатной температуре может принимать значения в очень широком диапазоне Ом·м. К полупроводникам относятся кремний, германий, селен, некоторые другие химические элементы и соединения (Полупроводники чрезвычайно распространены в природе. Например, около 80% массы земной коры приходится на вещества, являющиеся полупроводниками). Наиболее широко примененяются кремний и германий .

Главная особенность полупроводников заключается в том, что их электропроводность резко увеличивается с повышением температуры. Удельное сопротивление полупроводника убывает с ростом температуры примерно так, как показано на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость для полупроводника

Иными словами, при низкой температуре полупроводники ведут себя как диэлектрики, а при высокой — как достаточно хорошие проводники. В этом состоит отличие полупроводников от металлов: удельное сопротивление металла, как вы помните, линейно возрастает с увеличением температуры.

Между полупроводниками и металлами имеются и другие отличия. Так, освещение полупроводника вызывает уменьшение его сопротивления (а на сопротивление металла свет почти не оказывает влияния). Кроме того, электропроводность полупроводников может очень сильно меняться при введении даже ничтожного количества примесей.

Опыт показывает, что, как и в случае металлов, при протекании тока через полупроводник не происходит переноса вещества. Стало быть, электрический ток в полупроводниках обусловлен движением электронов.

Уменьшение сопротивления полупроводника при его нагревании говорит о том, что повышение температуры приводит к увеличению количества свободных зарядов в полупроводнике. В металлах ничего такого не происходит; следовательно, полупроводники обладают иным механизмом электропроводности, чем металлы. И причина этого — различная природа химической связи между атомами металлов и полупроводников.

Ковалентная связь

Металлическая связь, как вы помните, обеспечивается газом свободных электронов, который, подобно клею, удерживает положительные ионы в узлах кристаллической решётки. Полупроводники устроены иначе — их атомы скрепляет ковалентная связь. Давайте вспомним, что это такое.

Электроны, находящиеся на внешнем электронном уровне и называемые валентными, слабее связаны с атомом, чем остальные электроны, которые расположены ближе к ядру. В процессе образования ковалентной связи два атома вносят «в общее дело» по одному своему валентному электрону. Эти два электрона обобществляются, то есть теперь принадлежат уже обоим атомам, и потому называются общей электронной парой (рис. 2).

Рис. 2. Ковалентная связь

Обобществлённая пара электронов как раз и удерживает атомы друг около друга (с помощью сил электрического притяжения). Ковалентная связь — это связь, существующая между атомами за счёт общих электронных пар. По этой причине ковалентная связь называется также парноэлектронной.

Кристаллическая структура кремния

Теперь мы готовы подробнее изучить внутреннее устройство полупроводников. В качестве примера рассмотрим самый распространённый в природе полупроводник — кремний. Аналогичное строение имеет и второй по важности полупроводник — германий.

Пространственная структура кремния представлена на рис. 3 (автор картинки — Ben Mills). Шариками изображены атомы кремния, а трубки, их соединяющие, — это каналы ковалентной связи между атомами.

Рис. 3. Кристаллическая структура кремния

Обратите внимание, что каждый атом кремния скреплён с четырьмя соседними атомами. Почему так получается?

Дело в том, что кремний четырёхвалентен — на внешней электронной оболочке атома кремния расположены четыре валентных электрона. Каждый из этих четырёх электронов готов образовать общую электронную пару с валентным электроном другого атома. Так и происходит! В результате атом кремния окружается четырьмя пристыковавшимися к нему атомами, каждый из которых вносит по одному валентному электрону. Соответственно, вокруг каждого атома оказывается по восемь электронов (четыре своих и четыре чужих).

Более подробно мы видим это на плоской схеме кристаллической решётки кремния (рис. 4).

Рис. 4. Кристаллическая решётка кремния

Ковалентные связи изображены парами линий, соединяющих атомы; на этих линиях находятся общие электронные пары. Каждый валентный электрон, расположенный на такой линии, большую часть времени проводит в пространстве между двумя соседними атомами.

Однако валентные электроны отнюдь не «привязаны намертво» к соответствующим парам атомов. Происходит перекрытие электронных оболочек всех соседних атомов, так что любой валентный электрон есть общее достояние всех атомов-соседей. От некоторого атома 1 такой электрон может перейти к соседнему с ним атому 2, затем — к соседнему с ним атому 3 и так далее. Валентные электроны могут перемещаться по всему пространству кристалла — они, как говорят, принадлежат всему кристаллу (а не какой-либо одной атомной паре).

Тем не менее, валентные электроны кремния не являются свободными (как это имеет место в металле). В полупроводнике связь валентных электронов с атомами гораздо прочнее, чем в металле; ковалентные связи кремния не разрываются при невысоких температурах. Энергии электронов оказывается недостаточно для того, чтобы под действием внешнего электрического поля начать упорядоченное движение от меньшего потенциала к большему. Поэтому при достаточно низких температурах полупроводники близки к диэлектрикам — они не проводят электрический ток.

Собственная проводимость

Если включить в электрическую цепь полупроводниковый элемент и начать его нагревать, то сила тока в цепи возрастает. Следовательно, сопротивление полупроводника уменьшается с ростом температуры. Почему это происходит?

При повышении температуры тепловые колебания атомов кремния становятся интенсивнее, и энергия валентных электронов возрастает. У некоторых электронов энергия достигает значений, достаточных для разрыва ковалентных связей. Такие электроны покидают свои атомы и становятся свободными (или электронами проводимости) — точно так же, как в металле. Во внешнем электрическом поле свободные электроны начинают упорядоченное движение, образуя электрический ток.

Чем выше температура кремния, тем больше энергия электронов, и тем большее количество ковалентных связей не выдерживает и рвётся. Число свободных электронов в кристалле кремния возрастает, что и приводит к уменьшению его сопротивления.

Разрыв ковалентных связей и появление свободных электронов показан на рис. 5. На месте разорванной ковалентной связи образуется дырка — вакантное место для электрона. Дырка имеет положительный заряд, поскольку с уходом отрицательно заряженного электрона остаётся нескомпенсированный положительный заряд ядра атома кремния.

Рис. 5. Образование свободных электронов и дырок

Дырки не остаются на месте — они могут блуждать по кристаллу. Дело в том, что один из соседних валентных электронов, «путешествуя» между атомами, может перескочить на образовавшееся вакантное место, заполнив дырку; тогда дырка в этом месте исчезнет, но появится в том месте, откуда электрон пришёл.

При отсутствии внешнего электрического поля перемещение дырок носит случайный характер, ибо валентные электроны блуждают между атомами хаотически. Однако в электрическом поле начинается направленное движение дырок. Почему? Понять это несложно.

На рис. 6 изображён полупроводник, помещённый в электрическое поле . В левой части рисунка — начальное положение дырки.

Рис. 6. Движение дырки в электрическом поле

Куда сместится дырка? Ясно, что наиболее вероятны перескоки «электрон > дырка» в направлении против линий поля (то есть к «плюсам», создающим поле). Один из таких перескоков показан в средней части рисунка: электрон прыгнул влево, заполнив вакансию, а дырка, соответственно, сместилась вправо. Следующий возможный скачок электрона, вызванный электрическим полем, изображён в правой части рисунка; в результате этого скачка дырка заняла новое место, расположенное ещё правее.

Мы видим, что дырка в целом перемещается по направлению линий поля — то есть туда, куда и полагается двигаться положительным зарядам. Подчеркнём ещё раз, что направленное движение дырки вдоль поля вызвано перескоками валентных электронов от атома к атому, происходящими преимущественно в направлении против поля.

Таким образом, в кристалле кремния имеется два типа носителей заряда: свободные электроны и дырки. При наложении внешнего электрического поля появляется электрический ток, вызванный их упорядоченным встречным движением: свободные электроны перемещаются противоположно вектору напряжённости поля , а дырки — в направлении вектора .

Возникновение тока за счёт движения свободных электронов называется электронной проводимостью, или проводимостью n-типа. Процесс упорядоченного перемещения дырок называется дырочной проводимостью,или проводимостью p-типа (от первых букв латинских слов negativus (отрицательный) и positivus (положительный)). Обе проводимости — электронная и дырочная — вместе называются собственной проводимостью полупроводника.

Каждый уход электрона с разорванной ковалентной связи порождает пару «свободный электрон–дырка». Поэтому концентрация свободных электронов в кристалле чистого кремния равна концентрации дырок. Соответственно, при нагревании кристалла увеличивается концентрация не только свободных электронов, но и дырок, что приводит к возрастанию собственной проводимости полупроводника за счёт увеличения как электронной, так и дырочной проводимости.

Наряду с образованием пар «свободный электрон–дырка» идёт и обратный процесс: рекомбинация свободных электронов и дырок. А именно, свободный электрон, встречаясь с дыркой, заполняет эту вакансию, восстанавливая разорванную ковалентную связь и превращаясь в валентный электрон. Таким образом, в полупроводнике устанавливается динамическое равновесие: среднее число разрывов ковалентных связей и образующихся электронно-дырочных пар в единицу времени равно среднему числу рекомбинирующих электронов и дырок. Это состояние динамического равновесия определяет равновесную концентрацию свободных электронов и дырок в полупроводнике при данных условиях.

Изменение внешних условий смещает состояние динамического равновесия в ту или иную сторону. Равновесное значение концентрации носителей заряда при этом, естественно, изменяется. Например, число свободных электронов и дырок возрастает при нагревании полупроводника или при его освещении.

При комнатной температуре концентрация свободных электронов и дырок в кремнии приблизительно равно см. Концентрация же атомов кремния — порядка см. Иными словами, на атомов кремния приходится лишь один свободный электрон! Это очень мало. В металлах, например, концентрация свободных электронов примерно равна концентрации атомов. Соответственно, собственная проводимость кремния и других полупроводников при нормальных условиях мала по сравнению с проводимостью металлов.

Примесная проводимость

Важнейшей особенностью полупроводников является то, что их удельное сопротивление может быть уменьшено на несколько порядков в результате введения даже весьма незначительного количества примесей. Помимо собственной проводимости у полупроводника возникает доминирующая примесная проводимость. Именно благодаря этому факту полупроводниковые приборы нашли столь широкое применение в науке и технике.
Предположим, например, что в расплав кремния добавлено немного пятивалентного мышьяка . После кристаллизации расплава оказывается, что атомы мышьяка занимают места в некоторых узлах сформировавшейся кристаллической решётки кремния.

На внешнем электронном уровне атома мышьяка имеется пять электронов. Четыре из них образуют ковалентные связи с ближайшими соседями — атомами кремния (рис. 7). Какова судьба пятого электрона, не занятого в этих связях?

Рис. 7. Полупроводник n-типа

А пятый электрон становится свободным! Дело в том, что энергия связи этого «лишнего» электрона с атомом мышьяка, расположенным в кристалле кремния, гораздо меньше энергии связи валентных электронов с атомами кремния. Поэтому уже при комнатной температуре почти все атомы мышьяка в результате теплового движения остаются без пятого электрона, превращаясь в положительные ионы. А кристалл кремния, соответственно, наполняется свободными электронами, которые отцепились от атомов мышьяка.

Наполнение кристалла свободными электронами для нас не новость: мы видели это и выше, когда нагревался чистый кремний (без каких-либо примесей). Но сейчас ситуация принципиально иная: появление свободного электрона, уше

Сколько валентных электронов в кремнии?

Что такое валентные электроны? — Урок для детей

Электроны валентности похожи на указания в наборе Lego.В этом уроке мы узнаем, что такое валентные электроны и почему ученым нужно знать количество валентных электронов в атоме.

Работа и мощность во вращательном движении

Посмотрев этот урок, вы сможете объяснить, что такое работа и мощность в контексте вращательного движения, и использовать уравнения для решения задач, связанных с вращательной работой и мощностью.После этого будет проведена короткая викторина.

Точка эквивалентности: определение и расчет

Этот урок объясняет термин «точка эквивалентности» в химии.Мы рассмотрим несколько примеров распространенных стратегий решения проблем, связанных с вычислением точки эквивалентности, и укажем на распространенные ошибки.

Правило октета и структура атомов Льюиса

Что такое правило октетов? Изучите определение правила октета и структуры Льюиса.См. Правила построения структуры Льюиса и ее зависимости от таблицы Менделеева.

Химические связи I: ковалентные

Узнайте, как атом разделяет электроны и образует ковалентные связи.Изучите такие темы, как образование валентных электронов, образование молекул, образование ковалентной связи, образование двойных и тройных связей и структура молекулы.

Урок

Elements для детей: определение и факты

Золото.Кислород. Вести. Дармштадтиум. Вы, возможно, никогда не слышали о дармштадтиуме, хотите верьте, хотите нет, но у него есть что-то общее с золотом, кислородом и свинцом. Все четыре слова — это названия элементов. Готовимся узнать все об элементах!

Изотопы и средняя атомная масса

Изотопы представляют собой вариации одного и того же элемента с различным числом нейтронов и, следовательно, с разными атомными массами.Узнайте, как ученые рассматривают изотопы при вычислении средней атомной массы.

Электронные конфигурации на s, p и d орбиталях

Вас смущают длинные списки, которые начинаются с единиц и, кажется, продолжаются бесконечно? Не волнуйтесь, этот урок электронной конфигурации поможет вам быстро понять, как описать размещение электронов.

Теплопередача и изменение фаз

Посмотрев этот урок, вы сможете объяснить, что такое теплопередача, и описать различные фазовые изменения, которые могут возникнуть в результате теплопередачи, с точки зрения положения молекул.Вы также сможете дать названия этим фазовым изменениям. После этого будет проведена короткая викторина.

Что такое движение? — Определение и уравнения

Посмотрев это видео, вы сможете объяснить, что такое движение, и использовать основные уравнения движения для решения задач.Для проверки ваших знаний последует короткая викторина.

Валентные электроны и уровни энергии атомов элементов

Валентные электроны — это внешние электроны в атоме, которые участвуют в химических реакциях и определяют химические изменения атомов и молекул.Узнайте о валентных электронах, значении орбитального положения и о том, как представить количество валентных электронов на точечной диаграмме Льюиса.

Обзор химических связей

Узнайте о наиболее распространенных типах химических связей: ионных, ковалентных, полярных ковалентных и металлических.Узнайте, как они формируются и почему держатся вместе. Пройдите тест и посмотрите, сколько знаний вы сохранили.

Именование и запись формул для бинарных молекулярных соединений

В этом уроке вы узнаете, что значит быть бинарным молекулярным соединением и как правильно называть эти типы химических веществ.Вы попрактикуетесь в составлении имен, научитесь писать формулы и закончите тестированием себя с помощью короткой викторины.

Электроотрицательность: определение и тенденции

Притяжение электронов разное в зависимости от элемента.Эта степень притяжения измеряется электроотрицательностью элемента. В этом уроке мы обсудим электроотрицательность, ее тенденции в периодической таблице и связи.

Использование теории орбитальной гибридизации и валентной связи для предсказания формы молекулы

Гибридизация — это процесс смешения двух или более атомных орбиталей для создания новых ковалентно связанных орбиталей в молекулах.Однако гибридные орбитали и чистые атомные орбитали имеют разные молекулярные формы. Узнайте о теории орбитальной гибридизации, теории валентных связей, разнице между сигма- и пи-связями и о том, как предсказать молекулярную форму атомных орбиталей.

РЕШЕНИЕ: Рассмотрим элемент кремний Si. (а) Напишите его электронную конфигурацию. (б) Сколько валентных электронов имеет атом кремния? (c) Какие подоболочки удерживают валентные электроны?

Стенограмма видео

Хорошо.Итак, если мы хотели написать электронную конфигурацию кремния, вспомните, как устроена таблица Менделеева с учетом двух. Наши электронные конфигурации в том смысле, что у нас есть первые два столбца периодической таблицы. Или блок S., где переходные металлы обозначены буквой D на правой стороне, является P. За исключением гелия, который также является S. Итак, если мы хотим добраться до чего-то вроде кремния, который находится прямо там в периодической таблице. Мы должны сначала прочитать периодическую таблицу, как книгу, с точки зрения описания ее электронной конфигурации.Итак, мы можем посмотреть на строку, в которой мы находимся, и мы хотим добраться до 14-го числа в периодической таблице. Нам нужно что-то с 14 электронами. Итак, если мы читаем это как книгу, мы идем в первый ряд, и там есть S-электрон в s-электроне. Итак, у нас есть один S. Два, затем мы переходим ко второму ряду, и у нас есть один здесь и один здесь, это в области второго ряда. Так что, и это слишком поперечно. Итак, мы должны продолжить движение к блоку P вот здесь, а это шесть в поперечнике. И мы должны пройти через это, чтобы добраться до кремния.Итак, мы скажем P шесть, когда вернемся к 3-му ряду, и мы должны s. с. три с. 2. Теперь нет D. Блок за 3 руб. Итак, мы переходим к гороху и собираемся перейти к То, чтобы добраться до кремния. Итак, это будет два p 2. Если мы посчитаем наши экспоненты, два плюс два четыре плюс шесть будет 10 плюс два 12 плюс два 14. Это количество электронов, которое нам нужно. Это должно быть 3, 3 п. два. Хорошо, теперь вопрос в том, сколько здесь валентных электронов? Итак, валентные электроны находятся во внешней оболочке.Итак, в электронной конфигурации, большое число, от одного к трем к трем. Это оболочка. Итак, у нас есть три валентных оболочки. И есть два электрона из S. Два электрона в p, что составляет всего четыре валентных электрона. Вы складываете суперскрипты в валентную оболочку, которая содержит эти валентные электроны. Итак, валентные электроны сидят прямо здесь. Итак, 3S держит их, а 3P держит

SiO2 Структура Льюиса | Пошаговое построение

В структуре Льюиса SiO2 есть один атом кремния (Si) и два атома кислорода (O).Число валентных электронов в Si равно 4, а число валентных электронов в O равно 6. Общее количество валентных электронов равно 16.

Структура Льюиса SiO2 (пошаговое построение)

В структуре Льюиса SiO ₂ , общее отношение кремния к атому кислорода составляет 1: 2. Кислородные связи кремния прочные и надежно удерживают атомы на месте. Ниже приведены шаги для построения структуры Льюиса SiO ₂ .

Шаг-1:

Подсчитайте валентные электроны атомов

Для структуры Льюиса SiO ₂ нам нужно вычислить количество валентных электронов в отдельных атомах, как показано в таблице.

Атом	Электронная конфигурация	Валентные электроны (VEs)
8 O	1S 2 2S 2 2P 4
14 Si	1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2	4

VEs в SiO 1 Атом кремния + VE в 2 атома кислорода
Валентные электроны в SiO ₂ = 1 (4) +2 (6) = 10

Шаг 2:

Определите центральный атом

Согласно Как правило, Si помещается посередине, потому что он наименее электроотрицателен.
Если мы проверим правильное расположение Si и кислорода в периодической таблице, мы обнаружим, что Si менее электроотрицателен, чем атом кислорода.
Поместите Si в центр, а затем кислород с обеих сторон.

Шаг-3:

Поместите электронные пары между атомами

Нам нужно распределить 16 оставшихся валентных электронов.
На рисунке одна электронная пара между двумя атомами эквивалентна одной линии. Из 16 электронов 4 будут использоваться парами между атомами.Теперь у нас есть 12 валентных электронов, которые нужно распределить.

Шаг 4: Поместите оставшиеся электроны вокруг других атомов

Оба атома кислорода имеют восемь оставшихся валентных электронов (по четыре каждого), но Si имеет четыре валентных электрона.
Итак, нам нужно переместить два электрона между Si и O, чтобы создать двойную связь.
Теперь распределите оставшиеся 8 электронов так, чтобы у каждого атома был октет.

Что такое диоксид кремния (SiO

₂ )

Диоксид кремния (SiO ₂ ), также называемый диоксидом кремния, является наиболее распространенным и наиболее важным соединением кремния.В кремнеземе каждый атом кремния тетраэдрически связан с четырьмя атомами кислорода, и каждый атом кислорода имеет двух близких соседей кремния. Это основная составляющая более 95 процентов известных горных пород. Масса земной коры на 59 процентов состоит из кремнезема.
Кремнезем состоит из трех основных кристаллических разновидностей: кварца (наиболее распространенного), тридимита и кристобалита. Другие разновидности включают коэсит, кеатит и лешательерит.

Свойства диоксида кремния

• Диоксид кремния прозрачен для света
• SiO2 огнеупорный означает, что он не размягчается при температурах ниже 1500 ° C до 1600 ° C
• Кремнезем имеет очень низкое тепловое расширение
• отличный изолятор
• Твердый, хрупкий и эластичный
• Нерастворим в воде и инертен по отношению ко многим реагентам
• Низкое тепловое расширение и отличный изолятор
• Твердый, хрупкий и эластичный
• Плотность = 2.648 г / см ³
• Стойкость ко всем кислотам, кроме HF

SiO ₂ Структура Льюиса (ключевые моменты)

• Самая простая формула кремнезема — SiO ₂
• Ковалентное соединение и прозрачное для светлый
• Очень тугоплавкий, не размягчается при температурах ниже 1500 ° C до 1600 ° C
• Нерастворим в воде и инертен по отношению ко многим реагентам
• SiO ₂ имеет два места концентрации электронов и не имеет неподеленных пар, он линейный
• SiO ₂ молекула неполярна.Поскольку по обе стороны от Si находятся атомы кислорода, дипольные моменты сокращаются (дипольные моменты образуются, когда существует разница в электроотрицательности между двумя атомами).
• В полимерной форме SiO ₂ является тетраэдрическим.

Важные особенности структуры Льюиса SiO2

• Общее отношение серы к атомам кислорода составляет 1: 2
• Простая формула кремнезема — SiO2
• В каждой из различных кристаллических форм кремнезема есть особый узор. который повторяется по всему кристаллу в правильной определенной кристаллической решетке
• Регулярное тетраэдрическое расположение четырех атомов кислорода вокруг каждого кремния сохраняется в каждой кристаллической форме.
• Валентные углы Si-O-Si и вращение вокруг каждой связи Si-O различны для разных полиморфных частиц.
• Кристаллический диоксид кремния плавится при высокой температуре с образованием вязкой жидкости, имеющей случайную структуру, предположительно с атомами кремния, близкими к четырем атомам кислорода, и атомами кислорода, близкими к двум атомам кремния.
• Когда жидкий кремнезем остывает, он не кристаллизуется. Обычно он сильно переохлаждается и в конечном итоге становится жестким, не подвергаясь ориентации в регулярный кристаллический узор.

Молярная масса SiO ₂ )

Молярная масса Si = 28,08 г / моль.
O ₂ молярная масса = 16,00 x 2 = 32,00 г / моль.
Молярная масса SiO ₂ = 60,08 г / моль

Использование диоксида кремния ( SiO ₂ )

• Промышленный диоксид кремния используется в таких отраслях, как стекольная, литейная, строительная, керамическая и химическая промышленность. . Его лучшая форма также используется в качестве функционального наполнителя для красок, пластмасс и резины.
• Кремнеземный песок используется для фильтрации воды и сельского хозяйства.
• SiO ₂ также используется в зданиях и дорогах в виде портландцемента, бетона и строительного раствора, а также песчаника.
• Кремнезем также используется для шлифования и полировки стекла и камня; в литейных формах.
• Силикагель часто используется в качестве осушителя для удаления влаги.
• SiO ₂ используется в качестве осветлителя в соках, пиве и вине.
• Кремнезем используется в фармацевтических таблетках.
  

Ссылки по теме

Часто задаваемые вопросы

Какова структура SiO2?

Кремнезем — кристаллический полимер с тетраэдрической структурой. Атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, образуя одинарную связь с каждым атомом кислорода под тетраэдрическими углами.

Является SiO2 кислотным или основным?

SiO2 — кислый оксид. Он будет реагировать с сильными основаниями с образованием силикатных солей.

Для чего используется кремнезем?

Кремнезем используется в стекольной, литейной, строительной, керамической и химической промышленности.Его лучшая форма также используется в качестве функционального наполнителя для красок, пластмасс и резины.

SiO2 Структура Льюиса простыми словами

В точечной структуре SiO2 Льюиса атом кремния является более крупным атомом и соединяется с четырьмя атомами кислорода, образуя одинарную связь под тетраэдрическими углами.

Автор
Умайр Джавед
Умайр работает в Whatsinsight с 2020 года в качестве автора контента.
Имеет степень магистра материаловедения.

Кремниевая электронная конфигурация (Si) с орбитальной диаграммой

Кремний Электронная конфигурация : Кремний — это химический элемент с атомным номером 14.Это хрупкое и твердое кристаллическое вещество с металлическим блеском синего и серого цветов. Это полупроводник и четырехвалентный металлоид. Символ кремния — «Si», он принадлежит к группе 14 ^-й периодической таблицы и находится над углеродом. Электронная конфигурация — это распределение электронов по оболочкам или орбитам атомов и молекул.

Кремниевая электронная конфигурация

Электронов кремния на оболочку 2, 8, 4. Электронная конфигурация кремния:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ² .

Электронная конфигурация для иона кремния

Электронную конфигурацию иона кремния также можно записать с помощью Ne (Neon). поскольку Neon завершает все свои оболочки или орбиты, электронная конфигурация также может быть записана как: [Ne] 3s ² 3p ² .

Кремний Число валентных электронов

Валентный электрон определяется как количество электронов во внешней оболочке.Здесь количество электронов во внешней оболочке равно 4, так как во внешней оболочке или 3 ^rd она имеет 4 элемента.

Электронная конфигурация основного состояния для кремния

На основе парного распределения определяется конфигурация основного состояния электрона. И это можно хорошо определить с помощью орбитальной диаграммы, в которой единый ящик состоит из пары электронов. Электронная конфигурация Si: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ² .

Какова электронная конфигурация кремния

Электронная конфигурация — это количество электронов, присутствующих на каждой орбите атома или молекул. В случае кремния электроны находятся в 3-х оболочках: 2, 8, 4. И его электронная конфигурация: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ²

Сколько валентных электронов в кремнии

На внешней оболочке кремния 4 электрона, поэтому количество валентных электронов в кремнии равно 4.

Кремниевая орбитальная диаграмма

Схема орбиты состоит из пары электронов атома в коробке, т.е.

Орбитальная диаграмма помогает определить конфигурацию электронов в основном состоянии в простой форме. То есть в одном ящике 2 электрона. А для кремния будет 7 прямоугольных представлений для 14 электронов в паре.

2.6: Расположение электронов — Chemistry LibreTexts

Навыки для развития

• Для описания группировки электронов внутри атомов.

Хотя мы обсудили общее расположение субатомных частиц в атомах, мы мало сказали о том, как электроны занимают пространство вокруг ядра. Они перемещаются вокруг ядра случайным образом или существуют в некотором упорядоченном порядке?

Современная теория поведения электронов называется квантовой механикой. Он делает следующие утверждения об электронах в атомах:

• Электроны в атомах могут иметь только определенные удельные энергии. Мы говорим, что энергии электронов квантованы.
• Электроны организованы в соответствии с их энергиями в наборы, называемые оболочками (обозначены главным квантовым числом n ). Как правило, чем выше энергия оболочки, тем дальше она (в среднем) от ядра. Оболочки не имеют определенных фиксированных расстояний от ядра, но электрон в оболочке с более высокой энергией будет проводить больше времени дальше от ядра, чем электрон в оболочке с более низкой энергией.
Оболочки
• далее делятся на подмножества электронов, называемые подоболочками .Первая оболочка имеет только одну подоболочку, вторая оболочка имеет две подоболочки, третья оболочка имеет три подоболочки и так далее. Подоболочки каждой оболочки помечены по порядку буквами s , p , d и f . Таким образом, первая оболочка имеет только одну подоболочку s (называется 1 s ), вторая оболочка имеет 2 s и 2 p подоболочки, третья оболочка имеет 3 s , 3 и 3 d и т. Д.

Таблица 2.6.1 : Оболочки и подоболочки

Корпус	Количество корпусов	Имена подоболочек
1	1	1с
2	2	2s и 2p
3	3	3s , 3p и 3d
4	4	4s , 4p , 4d и 4f

• Различные подоболочки содержат разное максимальное количество электронов. Любая s подоболочка может содержать до 2 электронов; п. , 6; д , 10; и f , 14.

Таблица 2.6.2 Число электронов

Корпус	Максимальное количество электронов
с	2
п.	6
д	10
f	14

Здесь нас больше всего беспокоит расположение электронов в оболочках и подоболочках, поэтому мы сосредоточимся на этом.

Мы используем числа, чтобы указать, в какой оболочке находится электрон. Как показано в Таблице 2.6.1 , первой оболочкой, ближайшей к ядру и с электронами с наименьшей энергией, является оболочка 1. Эта первая оболочка имеет только одну подоболочку. , который имеет маркировку 1 s и может содержать максимум 2 электрона. Мы объединяем метки оболочки и подоболочки, когда говорим об организации электронов вокруг ядра, и используем верхний индекс, чтобы указать, сколько электронов находится в подоболочке.Таким образом, поскольку один электрон атома водорода находится в подоболочке s первой оболочки, мы используем 1 s ¹ для описания электронной структуры водорода. Эта структура называется электронной конфигурацией. Электронные конфигурации — это краткие описания расположения электронов в атомах. Электронная конфигурация атома водорода вслух называется «один-один-один».

Атомы гелия имеют 2 электрона.Оба электрона помещаются в подоболочку 1 s , потому что подоболочка s может содержать до 2 электронов; следовательно, электронная конфигурация для атомов гелия: 1 s ² (произносится как «один-два-два»).

Подоболочка 1 s не может содержать 3 электрона (поскольку подоболочка s может содержать максимум 2 электрона), поэтому электронная конфигурация для атома лития не может быть 1 s ³ .Два электрона лития могут поместиться в подоболочку 1 s , но третий электрон должен войти во вторую оболочку. Вторая оболочка имеет две подоболочки, s и p , которые заполняются электронами в указанном порядке. Подоболочка 2 s содержит максимум 2 электрона, а подоболочка 2 p содержит максимум 6 электронов. Поскольку последний электрон лития попадает в подоболочку 2 s , мы записываем электронную конфигурацию атома лития как 1 s ² 2 s ¹ . Оболочечная диаграмма атома лития показана ниже. Оболочка, ближайшая к ядру (первая оболочка), имеет 2 точки, представляющие 2 электрона в 1 s , в то время как самая внешняя оболочка ( 2 s ) имеет 1 электрон.

Рисунок 2. 6,1 Оболочечная диаграмма атома лития (Li).

Следующий по величине атом, бериллий, имеет 4 электрона, поэтому его электронная конфигурация 1 s ² 2 s ² . Теперь, когда подоболочка 2 s заполнена, электроны в более крупных атомах начинают заполнять подоболочку 2 p . Таким образом, электронные конфигурации следующих шести атомов следующие:

• B: 1 с ² 2 с ² 2 p ¹
• C: 1 с ² 2 с ² 2 с ²
• N: 1 с ² 2 с ² 2 с ³
• O: 1 с ² 2 с ² 2 с ⁴
• Ф: 1 с ² 2 с ² 2 п ⁵
• Ne: 1 с ² 2 с ² 2 p ⁶

Неоном полностью заполнена подоболочка 2 p .Поскольку вторая оболочка имеет только две подоболочки, атомы с большим количеством электронов теперь должны начинать третью оболочку. Третья оболочка имеет три подоболочки, обозначенные s , p и d . Подоболочка d может содержать максимум 10 электронов. Первые две подоболочки третьей оболочки заполняются по порядку — например, электронная конфигурация алюминия с 13 электронами: 1 s ² 2 s ² 2 p ⁶ 3 с ² 3 п ¹ .Однако после заполнения подоболочки 3 p происходит любопытная вещь: подоболочка 4 s начинает заполнять , прежде чем делает подоболочку 3 d . Фактически, точное упорядочение подоболочек становится более сложным на этом этапе (после аргона с его 18 электронами), поэтому мы не будем рассматривать электронные конфигурации более крупных атомов. Четвертая подоболочка, подоболочка f , необходима для завершения электронных конфигураций для всех элементов.Подоболочка f может содержать до 14 электронов.

Электронное заполнение всегда начинается с 1 s , подоболочки, ближайшей к ядру. Далее идет 2 s , 2 p , 3 s , 3 p , 4 s , 3 d 82 4 p , 5s, 4d, 5p, 6s, и т. Д., показанный на диаграмме порядка заполнения электронной оболочки на Рисунке 2.6.2 . Следуйте за каждой стрелкой сверху вниз. Подоболочки, которых вы достигаете вдоль каждой стрелки, задают порядок заполнения подоболочек в более крупных атомах.

Рисунок 2.6 .2 Порядок заполнения электроном атома.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): электронная конфигурация атомов фосфора

Какова электронная конфигурация нейтрального атома фосфора?

РЕШЕНИЕ

У нейтрального атома фосфора 15 электронов.Два электрона могут войти в подоболочку 1 s , 2 могут войти в подоболочку 2 s и 6 могут войти в подоболочку 2 p . Остается 5 электронов. Из этих 5 электронов 2 могут перейти в подоболочку 3 s , а оставшиеся 3 электрона могут перейти в подоболочку 3 p . Таким образом, электронная конфигурация нейтральных атомов фосфора составляет 1 с ² 2 с ² 2 p ⁶ 3 с ² 3 p ³ .

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \): электронная конфигурация атомов хлора

Какова электронная конфигурация нейтрального атома хлора?

Ответ:

У нейтрального атома хлора 17 электронов. Два электрона могут войти в подоболочку 1 s , 2 могут войти в подоболочку 2 s и 6 могут войти в подоболочку 2 p . Остается 7 электронов. Из этих 7 электронов 2 могут перейти в подоболочку 3 s , а оставшиеся 5 электронов могут перейти в подоболочку 3 p .Таким образом, электронная конфигурация нейтральных атомов хлора составляет 1 с ² 2 с ² 2 p ⁶ 3 с ² 3 p ⁵ .

Поскольку структура таблицы Менделеева основана на электронных конфигурациях, на рисунке 2.6.3 представлен альтернативный метод определения электронной конфигурации. Порядок заполнения просто начинается с водорода и включает каждую подоболочку по мере увеличения порядка Z .

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Эта периодическая таблица показывает электронную конфигурацию каждой подоболочки. Эта таблица, «построенная» из водорода, может использоваться для определения электронной конфигурации любого атома периодической таблицы.

Например, первая строка (период 1) содержит только H и He, потому что для заполнения подоболочки 1s требуется только два электрона. S-блок второй строки содержит только два элемента, Li и Be, для заполнения подоболочки 2s. За ним следует p-блок второй строки, содержащий 6 элементов (от B до Ne), поскольку для заполнения подоболочки 2p требуется шесть электронов.Третий ряд аналогичен элементам второго ряда. Два электрона (Na и Mg) необходимы для заполнения подоболочки 3s, а шесть электронов (от Al до Ar) необходимы для завершения подоболочки 3p. После заполнения блока 3 p до Ar, мы видим, что следующей подоболочкой будет 4s (K, Ca), за которой следует подоболочка 3 d , заполненная десятью электронами (от Sc до Zn). Подоболочка 4p заполнена шестью электронами (от Ga до Kr). Как видите, периодическая таблица Менделеева показана на Рисунке 2.6.3 дает простой способ запомнить порядок заполнения подоболочек при определении электронной конфигурации. Порядок заполнения подоболочек тот же: 1с, 2 с , 2 п , 3 3 p , 4 s , 3 d

, 4 4 5s, 4d, 5p, 6s, и т. Д.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): алюминий

Используя рисунок \ (\ PageIndex {3} \) в качестве руководства, напишите электронную конфигурацию нейтрального атома алюминия. Атомный номер Al 13.

.

Решение

Алюминий имеет 13 электронов.

Начало периода 1 периодической таблицы, рисунок \ (\ PageIndex {3} \) . Поместите два электрона в подоболочку 1s ( 1s ² ).

Перейти к периоду 2 (направление слева направо) .Поместите следующие два электрона в подоболочку 2s ( 2s ² ), а следующие шесть электронов — в подоболочку 2p ( 2p ⁶ ).

Перейти к периоду 3 (направление слева направо) . Поместите следующие два электрона в подоболочку 3s ( 3s ² ) и последний электрон в подоболочку 3p ( 3p ¹ ).

Электронная конфигурация алюминия: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ¹

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

Используя рисунок \ (\ PageIndex {3} \) в качестве руководства, напишите электронную конфигурацию атома, который имеет 20 электронов

Ответ

Начать с периода 1 на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) .Поместите два электрона в подоболочку 1s ( 1s ² ).

Перейти к периоду 2 (направление слева направо) . Поместите следующие два электрона в подоболочку 2s ( 2s ² ), а следующие шесть электронов — в подоболочку 2p ( 2p ⁶ ).

Перейти к периоду 3 (направление слева направо) . Поместите следующие два электрона в подоболочку 3s ( 3s ² ) и следующие шесть электронов в подоболочку 3p ( 3p ⁶ ).

Перейти к периоду 4. Поместите оставшиеся два электрона в подоболочку 4s ( 4s ² ).

Электронная конфигурация: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ²

Валентные электроны

При изучении химической реакционной способности мы обнаружим, что электроны на внешнем основном энергетическом уровне очень важны, и поэтому им дано особое название. Валентные электроны — это электроны на самом высоком занятом основном энергетическом уровне атома.

В элементах второго периода два электрона на подуровне \ (1s \) называются электронами внутренней оболочки и не участвуют напрямую в реакционной способности элемента или в образовании соединений. Литий имеет один электрон на втором основном энергетическом уровне, поэтому мы говорим, что литий имеет один валентный электрон. Бериллий имеет два валентных электрона. Сколько валентных электронов у бора? Вы должны понимать, что второй главный энергетический уровень состоит из подуровней \ (2s \) и \ (2p \), поэтому ответ — три.6 \), имеет восемь валентных электронов.

У щелочного металла натрия (атомный номер 11) на один электрон больше, чем у атома неона. Этот электрон должен попасть в самую низкоэнергетическую подоболочку, 3 с по орбите, что дает 1 с ² 2 с ² 2 p ^{6 3 s 1 конфигурация. Электроны, занимающие орбитали внешней оболочки (максимальное значение n ), называются валентными электронами, а те, которые занимают орбитали внутренней оболочки, называются электронами ядра (рисунок \ PageIndex4).Поскольку основные электронные оболочки соответствуют электронным конфигурациям благородных газов, мы можем сокращать электронные конфигурации, записывая благородный газ, который соответствует основной электронной конфигурации, вместе с валентными электронами в сжатом формате. В нашем примере натрия символ [Ne] представляет электроны ядра, (1 s 2 2 s 2 2 p 6 ), а наша сокращенная или конденсированная конфигурация [Ne] 3 с 1 .}

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): электронная конфигурация с сокращенным названием ядра (справа) заменяет остовные электроны символом благородного газа, конфигурация которого совпадает с остовной электронной конфигурацией другого элемента.

Аналогично, сокращенная конфигурация лития может быть представлена ​​как [He] 2 s ¹ , где [He] представляет конфигурацию атома гелия, которая идентична конфигурации заполненной внутренней оболочки лития. Написание конфигураций таким образом подчеркивает сходство конфигураций лития и натрия.1 \]

Химическая реакция возникает в результате удаления электронов, добавления электронов или разделения электронов валентных электронов разных атомов. Путь, по которому пойдет конкретный элемент, зависит от того, где находятся электроны в атоме и сколько их. Таким образом, удобно разделить электроны на две группы. Электроны валентной оболочки (или, проще говоря, валентных электронов ) — это электроны в оболочке с наивысшим номером или валентной оболочке, в то время как основные электроны — это электроны в оболочках с меньшим номером.Из электронной конфигурации атома углерода видно, что он имеет 4 валентных электрона (2 с ² 2 p ² ) и 2 остовных электрона (1 s ² ). В следующих главах вы увидите, что химические свойства элементов определяются числом валентных электронов.

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Изучите электронную конфигурацию нейтральных атомов фосфора в примере \ (\ PageIndex {1} \), 1 с ² 2 с ² 2 с ⁶ 3 с ² 3 p ³ и напишите сокращенное обозначение.

Решение

Фосфор имеет электронную конфигурацию, 1 с ² 2 с ² 2 p ⁶ 3 с ² 3 p ³ .

Оболочка с самым большим номером — это третья оболочка (3 s ² 3 p ³ ): 2 электрона в 3 s подоболочке и 3 электрона в 3 p подоболочке . Это дает в общей сложности 5 валентных электронов .

10 электронов внутренней оболочки (ядра), 1 с ² 2 с ² 2 p ⁶ могут быть заменены на [Ne] (см. Рисунок \ (\ PageIndex {3} \) ). Сокращенное обозначение: [Ne] 3 s ² 3 p ³

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

Изучите электронную конфигурацию нейтрального атома кальция (Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)), 1 с ² 2 с ² 2 с ⁶ 3 с ² 3 p ⁶ 4s ² , и напишите сокращенное обозначение.

Ответ

Оболочка с самым большим номером — это четвертая оболочка 4s ² , которая имеет 2 электронов в подоболочке 4 s . Следовательно, кальций имеет 2 валентных электрона .

18 электронов внутренней оболочки (ядра), 1 с ² 2 с ² 2 p ⁶ 3 с ² 3 p ⁶ , можно заменить автор [Ar], см. рисунок \ (\ PageIndex {3} \).Сокращенное обозначение: [Ar] 4s ²

Пример \ (\ PageIndex {4} \)

Основываясь на их соответствующих положениях в периодической таблице (используйте рисунок \ (\ PageIndex {3} \)), определите количество валентных электронов и конфигурацию валентной оболочки элементов A, B и C.

Решение

Элемент A расположен в Периоде 2, 5-я позиция в 2p -блоке. Прежде чем электроны будут помещены в подоболочку 2p , сначала необходимо заполнить подоболочку 2s .Это означает, что A имеет два валентных электрона в 2s ( 2s ² ) и пять валентных электронов в 2p ( 2p ⁵ ). Ответ: 2с ² 2п ⁵ . Он имеет 2 + 5 = 7 валентных электронов.

Элемент B расположен в Периоде 3, 2-я позиция в 3s -блоке. Это означает, что B имеет два валентных электрона в 3s ( 3s ² ).Ответ: 3с ² .

Элемент C расположен в Периоде 5, 1-я позиция в 5s -блоке). Это означает, что существует только один валентный электрон в 5s ( 5s ¹ ). Ответ: 5с ¹ .

Упражнение \ (\ PageIndex {4} \)

Используя расположение Na в периодической таблице (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)), нарисуйте диаграмму оболочки атома натрия.

Ответ

Натрий (Na) — это первый элемент в 3-й строке (период 3) в периодической таблице.Это означает, что первая и вторая оболочки атома Na заполнены до максимального количества электронов.

Первая оболочка (1s) заполнена 2 электронами . Вторая оболочка (2s и 2p) имеет всего 8 электронов . И третья (последняя) оболочка имеет 1 электрон .

Оболочечная диаграмма атома Na показана ниже. Оболочка, ближайшая к ядру (первая оболочка), имеет 2 электрона (2 точки), вторая оболочка содержит 8 электронов, а последняя (самая внешняя) оболочка имеет 1 электрон.( 2.8.1 )

Упражнения по обзору концепции

1. Как электроны организованы в атомы?
2. Какую информацию передает электронная конфигурация?
3. В чем разница между остовными электронами и валентными электронами?

Ответы

1. Электроны организованы в оболочки и подоболочки вокруг ядер.
2. Электронная конфигурация определяет расположение электронов в оболочках и подоболочках.
3. Валентные электроны находятся в оболочке с самым высоким номером; все остальные электроны являются остовными электронами.

Ключевые вынос

• Электроны организованы в оболочки и подоболочки вокруг ядра атома.
• Валентные электроны определяют реакционную способность атома.

Упражнения

1. Какое максимальное количество электронов может поместиться в подоболочке s ? Имеет ли значение, в какой оболочке находится подоболочка s ?

2. Какое максимальное количество электронов может поместиться в подоболочке p ? Имеет ли значение, в какой оболочке находится подоболочка p ?

3. Какое максимальное количество электронов может поместиться в подоболочке d ? Имеет ли значение, в какой оболочке находится подоболочка d ?

4. Какое максимальное количество электронов может поместиться в подоболочке f ? Имеет ли значение, в какой оболочке находится подоболочка f ?

5. Какова электронная конфигурация атома углерода?

6. Какова электронная конфигурация атома серы?

7. Какова электронная конфигурация валентной оболочки атома кальция?

8. Какова электронная конфигурация валентной оболочки атома селена?

9. Какой атом имеет электронную конфигурацию 1 с ² 2 с ² 2 p ⁵ ?

10. Какой атом имеет электронную конфигурацию 1 с ² 2 с ² 2 p ⁶ 3 с ² 3 p ³ ?

11. Изобразите электронную структуру атома кислорода.

12. Изобразите электронную структуру атома фосфора.

13. Атом калия имеет ____ остовных электронов и ____ валентных электронов.

14. Атом кремния имеет ____ остовных электронов и ____ валентных электронов.

Ответы

2. 6; нет

4.14; нет

6. 1 с ² 2 с ² 2 с ⁶ 3 с ² 3 с ⁴

8. 4 с ² 4 пол ⁴

10. фосфор

11.
12.

13,18; 1

Какая из этих пар элементов имеет одинаковое количество валентных электронов на 1 балл? — Реабилитационная робототехника.нетто

Какая из этих пар элементов имеет одинаковое количество валентных электронов на 1 балл?

Валентные электроны: Валентные электроны — это те электроны, которые присутствуют во внешней оболочке элемента. Из этого мы заключаем, что элементы натрия и калия имеют одинаковое количество валентных электронов.

Какой элемент в Периоде 2 имеет 3 валентных электрона?

бор

Какой элемент в периоде 4 имеет 4 валентных электрона?

Скандий

Какой элемент имеет 3 валентных электрона и находится в 3 периоде?

алюминий

Какой элемент находится в периоде 3 с 7 валентными электронами?

Элементами этого семейства являются фтор, хлор, бром, йод и астат.Галогены имеют 7 валентных электронов, что объясняет, почему они являются наиболее активными неметаллами.

Какой из этих элементов имеет 3 валентных электрона?

Какой элемент имеет 2 орбитали и 5 валентных электронов?

мышьяк

Есть ли у алюминия 4 валентных электрона?

Алюминий имеет 3 валентных электрона. Валентные электроны расположены во внешней оболочке элемента.

Есть ли у алюминия атомы с двумя валентными электронами?

Оболочка 3P1 имеет в себе один электрон (в нейтральном атоме Al), что дает алюминию один неподеленный валентный электрон и два «полувалентных» электрона, которые могут быть одолжены.

Сколько валентных электронов у нейтрального атома алюминия?

три валентных электрона

Сколько валентных электронов в нейтральном атоме германия?

4 валентных электрона

Сколько валентных электронов в атоме металлического алюминия?

Сколько валентных электронов в нейтральном атоме кремния?

четыре валентных электрона

Является ли SI нейтральным атомом?

Элемент Кремний (Si) находится в группе 14 / IVA периодической таблицы Менделеева.Нейтральный атом кремния имеет равное количество протонов и электронов. Число протонов — это его атомный номер, равный 14. Таким образом, число электронов равно 14.

Как найти количество электронов?

Число протонов в ядре атома равно атомному номеру (Z). Число электронов в нейтральном атоме равно числу протонов. Массовое число атома (M) равно сумме количества протонов и нейтронов в ядре.

валентных электронов | Химия для неосновных

Задачи обучения

• Определить валентный электрон.
• Уметь указывать валентные электроны, если задана электронная конфигурация атома.

Что делает один элемент очень реактивным, а другой — неактивным?

Химическая реакция включает удаление электронов, их присоединение или обмен электронами. Путь, по которому пойдет конкретный элемент, зависит от того, где находятся электроны в атоме и сколько их.

Электронные конфигурации элементов второго периода

Имя элемента	Символ	Атомный номер	Электронная конфигурация
Литий	Li	3	1 с 2 2 с 1
Бериллий	Be	4	1 с 2 2 с 2
Бор	B	5	1 с 2 2 с 2 2 с 1
Углерод	С	6	1 с 2 2 с 2 2 с 2
Азот	N	7	1 с 2 2 с 2 2 с 3
Кислород	O	8	1 с 2 2 с 2 2 с 4
Фтор	F	9	1 с 2 2 с 2 2 с 5
Неон	Ne	10	1 с 2 2 с 2 2 с 6

При изучении химической реакционной способности мы обнаружим, что электроны на внешнем основном энергетическом уровне очень важны, и поэтому им дано особое название. Валентные электроны — это электроны на самом высоком занятом основном энергетическом уровне атома. В элементах второго периода, перечисленных выше, два электрона на подуровне 1 s называются электронами внутренней оболочки и не участвуют непосредственно в реакционной способности элемента или в образовании соединений. Литий имеет один электрон на втором основном энергетическом уровне, поэтому мы говорим, что литий имеет один валентный электрон. Бериллий имеет два валентных электрона.Сколько валентных электронов у бора? Вы должны понимать, что второй главный энергетический уровень состоит как из 2 подуровней s , так и из 2 подуровней p , поэтому ответ — три. Фактически, количество валентных электронов увеличивается на единицу для каждого шага в течение периода, пока не будет достигнут последний элемент. Неон, конфигурация которого заканчивается на s ² p ⁶ , имеет восемь валентных электронов.

Сводка

• Валентные электроны — это электроны внешней оболочки атома.
• Валентные электроны определяют реакционную способность атома.

Практика

Используйте ссылку ниже, чтобы ответить на вопросы о валентных электронах:

http://www.sciencegeek.net/Chemistry/taters/Unit3ValenceElectrons.htm

Обзор

1. Определить валентный электрон.
2. Определить электрон внутренней оболочки.
3. Сколько валентных электронов во фторе?
4. Что такое 2 s электронов в азоте?
5. Сколько электронов на внутренней оболочке бериллия?

Глоссарий

• электроны внутренней оболочки: Те электроны, которые не находятся во внешней оболочке и не участвуют в реакционной способности элемента.
• валентные электроны: Электроны на самом высоком занятом основном энергетическом уровне атома.

.