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

Строение атома ниобия (Nb), схема и примеры

Общие сведения о строении атома ниобия

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

Электронное строение атома ниобия

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

Рис.1. Схематическое строение атома ниобия.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

+41Nb)₂)₈)₁₈)₁₂)₁;

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁴5s¹.

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

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

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

Подуровень	n	l	ml	s
s	5	0	0	+1/2
d	4	2	-2	+1/2
d	4	2	-1	+1/2
d	4	2	0	+1/2
d	4	2	+1	+1/2

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

1. Строение атома

Задание.

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

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

Таблица 2

Номер варианта	А	Б	В	Г
1	40 Zr	71 Lu	С	Mg2+
2	31 Ga	69 Tm	P	О—
3	34 Se	68 Er	Cl	N2+
4	93 Np	33 As	B	S2+
5	25 Mn	96 Cm	O	Se2+
6	30 Zn	63 Eu	Na	P3+
7	27 Co	92 U	Be	Cl3+
8	42 Mo	90 Th	Mo	F—
9	35 Br	100 Fm	Li	S2+
10	38 Sr	85 At	N	Cl—
11	26 Fe	83 Bi	Pl	N+
12	59 Pr	49 In	F	C2+
13	28 Ni	84 Po	О	Na+
14	51 Sb	89 Ac	S	N3+
15	22 Ti	99 Es	Ne	Be2+
16	52 Те	88 Ra	К	Cl—
17	73 Та	37 Rb	С	Mg2+
18	24 Cr	97 Bk	S	B3+

Номер варианта	А	Б	В	Г
19	41 Nb	68 Er	С	O 2-
20	31Ga	93 Np	P	Mg2+
21	34 Se	95 Am	Cl	S2+
22	33 As	91 Pa	B	N2+
23	25 Mn	94 Pu	O	P3+
24	32 Ge	98 Cf	Na	Se2+
25	27 Co	66 Dy	Be	P–
26	42 Mo	63 Eu	Mg	Cl3+
27	36 Kr	85 At	Al	Cl–
28	23 V	101 Md	Si	Cl5+
29	21 Sc	59 Pr	F	N+
30	49 In _	82 Pb	P	Cl+

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

Решение. Структура электронной оболочки атома ₁₀₃Lr:

₁₀₃Lr 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁶d¹⁰f¹⁴5s²p⁶d¹⁰f¹⁴6s²p⁶d¹7s²

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

₁₄Si 1s²2s²p⁶3s²p²

K=2

К – ковалентность, определяется числом неспаренных электронов.

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

SiK=4

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

Si²⁺=Si⁰-2e

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

Si²⁺K=2

2. Химическая связь

Задание.

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

Таблица 3

Номер варианта	А	Б	Номер варианта	A	Б
1	AsCl3	MgI2	16	PBr3	HC1
2	НВг	AlBr3	17	SnF4	Pl3
3	BeCl2	I2	18	N2	MgI2
4	NI3	SnCl2	19	BaBr2	HI
5	H2Te	AlI3	20	InBr3	CO
6	SnCl4	BeI2	21	GeH4	SiO2
7	PCl3	SiO2	22	SiF4	SbCl3
8	NCl3	BCl3	23	GeI4	AsH3
9	РЬС12	CS2	24	InCl3	H2Se
10	MgCl2	CO2	25	SCl2	NH3
11	AsI3	SiCl4	26	SnH4	Br2
12	CCl4	SbBr2	27	AsBr3	SiH4
13	SnCl4	MgBr2	28	H2Te	AlBr3
14	H2O	SnI4	29	GeCl4	HBr
15	РНз	Br2	30	O2	CH4

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

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

В 1s²2s²p¹К=1

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

В К=3

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

Структура электронной оболочки атома йода

I 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁶d¹⁰5s²p⁵. K=1

В образовании связей участвуют орбитали р-электронов атомов йода.

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

ЭО=ЭО₁ – ЭО_в=2,5 – 2,0=0,5.

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

studfiles.net

Ниобий электронное строение – Справочник химика 21

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

www.chem21.info