Строение атома pt: Строение атома платины (Pt), схема и примеры

Содержание

Строение атома платины (Pt), схема и примеры

Общие сведения о строении атома платины

Относится к элементам d-семейства. Металл. Обозначение – Pt. Порядковый номер – 78. Относительная атомная масса – 195,84 а.е.м.

Электронное строение атома платины

Атом платины состоит из положительно заряженного ядра (+78), внутри которого есть 78 протонов и 118 нейтронов, а вокруг, по шести орбитам движутся 78 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома платины.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

+78Pt)2)8)18)32)17)1;

1s22s22p63s23p63d104s24p64f145s25p65d96s1.

Валентными электронами платины являются расположенные на 5d— и 6s-подуровнях электроны. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Валентные электроны атома платины можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), ml (магнитное) и s (спиновое):

Подуровень

n

l

ml

s

s

6

0

0

+1/2

d

5

2

-2

+1/2

d

5

2

-1

+1/2

d

5

2

0

+1/2

d

5

2

+1

+1/2

d

5

2

+2

+1/2

d

5

2

-2

-1/2

d

5

2

-1

-1/2

d

5

2

0

-1/2

d

5

2

+1

-1/2

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ПЛАТИНА (лат.

Platinum) – Переходные металлы – Элементы – Каталог статей

 

Общие сведения

Химический элемент таблицы Менделеева, металл.
Символ элемента: Pt.
Атомный номер: 78.
Положение в таблице: 6-й период, группа – VIIIB(10).
Относительная атомная масса: 195,083.
Степени окисления: +2, +3, +4, +6 и редко +5.
валентности

: II, III, IV, V, VI.
Электроотрицательность: 2,2.
Электронная конфигурация: [Xe]5s 2p 6 d9 6 s1.
Платина состоит из четырех стабильных изотопов 194 Pt (32,9%), 195 Pt (33,8%), 196 Pt (25,2%), 198 Pt (7,2%) и двух слабо радиоактивных 190 Pt (0,013 %, период полураспадаТ 1/2= 6,9·10 11лет), 192 Pt (0,78 %,Т 1/2 = 1015 лет).

 

Строение атома

Число электронов: 78.

Радиус атома 0,138 нм, ионный радиус иона Pt2+ — 0,074 (координационное число 4), Pt2+— 0,094 (6), Pt4+ — 0,0765 (6), Pt5+— 0.071 нм (6). Энергии ионизации Pt0 — Pt+ — Pt2+ — Pt3+ равны 9,0, 18,56, 23,6 эВ.

 

История открытия

Платина известна человечеству с древнейших времен. Изделия, содержащие платину, найдены при раскопках древнеегипетских гробниц и древнеиндейских поселений в Колумбии. Первое описание платины в Европе сделал А. де Ульолоа, который участвовал во французской экспедиции в 1736 с целью определения длины экватора. В его записях упоминается благородный металл

platina, найденный в колумбийских золотых рудниках.
В 1741 южноамериканские образцы металла были доставлены в Европу, где сначала платину рассматривали как «белое золото». В середине 18 века была установлена элементарная природа платины. В настоящее время «белым золотом» называют сплавы золота и платины. Расплавить чистую платину удалось в 1783 А. Л. Лавуазье.

 

Получение

Производство платины в виде порошка началось в 1805 англичанином У. Х. Волластоном из южноамериканской руды.
В настоящее время платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO

3 . При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir3+и Pd2+ . Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH 4)2PtCl6 . Высушенный осадок прокаливают при 800–1000°C:
(NH4)2PtCl6 = N2 + 6HCl + Pt + H2.
Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH4)2PtCl6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.

 

Нахождение в природе

Платина — один из наиболее редких элементов, ее содержание в земной коре 5·10–7 % по массе. Она встречается в природе в сульфидных, медно-никелевых и медно-молибденовых рудах, в виде самородков и самородных сплавов с иридием или палладием. Минералы платины: PtAs2 (сперрилит), PtS (куперит), (Pt,Pd,Ni)S (брэггит).

 

Физические и химические свойства

Платина — тугоплавкий тяжелый (плотность при 20°C 21,45 г/см3) серебристо-белый металл. Имеет кубическую гранецентрированную решетку,

a = 0,392 нм. Температура плавления 1769°C, кипения 4170°C. Проявляет свойства парамагнетика. Металлическая платина хорошо поддается прокату и сварке. В ряду стандартных потенциалов платина расположена правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует.
По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой:
3Pt + 4HNO3+18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2 O
Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):
Pt + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[PtCl6].
При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.
При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO 2 , красновато-коричневый PtO3 , а также Pt2O3 и Pt3O4 .
Для платины известны гидроксиды Pt(OH)2 и Pt(OH)4 . Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатинатов, например:
Na2PtCl4 + 2NaOH = 4NaCl + Pt(OH)2 (осадок) ,
Na2PtCl6 + 4NaOH = 6NaCl + Pt(OH)4 (осадок) .
Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства:
Pt(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)4],
Pt(OH)2+4HCl = H2[PtCl4] + 2H2O,
Pt(OH)4 + 6HCl = H2[PtCl6] + 4H2O,
Pt(OH)4 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)6].
Гексафторид PtF 6— один из сильнейших окислителей, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO:
O2+ PtF6 = O2+[PtF6] .
C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF 6 , приводящего к образованию XePtF6 , началась химия инертных газов. PtF6 получают фторированием платины при 1000 °C под давлением.
Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350-400 °C дает фторид Pt(IV):
Pt + 2F2= PtF4
Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой.
Тетрахлорид платины (IV) с водой образует гидраты PtCl 4 ·nH 2 O, где n = 1, 4, 5 и 7. Растворением PtCl 4 в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl5] и H2 [PtCl6 ].
Синтезированы такие галогениды платины как PtBr 4 , PtCl 2 , PtCl 2 ·2PtCl 3 , PtBr 2 и PtI 2 .
Для платины характерно образование комплексных соединений состава [PtХ 4 ]2–и [PtX6]2– . Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

 

Применение

Основное применение платина, ее сплавы и соединения находят в автомобилестроении (30-65%), в качестве катализатора для дожигания выхлопных газов автомобилей. 7-12% платины используется в нефтеперерабатывающей промышленности и органическом синтезе (в процессах гидрирования углеводородов), 7-13% — в электротехнике и электронике, 3-17% — в стекольной и керамической промышленности, 2-35% — для изготовления зубных протезов и ювелирных изделий.

 

Физиологическая роль

Все соединения платины — сильные окислители. И требуют осторожного обращения.

 

Исследование взаимодействии солей платины (II) и палладия (II) с биологически активными лигандами

European Researcher, 2014, Vol.(82), № 9-1

1597

8. Schroer Н.Р. Wiss. Z. Pad. // Hochsch. Liselotte Hermanu Gustrov. Math. Naturwiss. Fak.

1987, V. 5, № 1, p. 41-50.

9. Амосов И.С. // Медицинская радиология, 1966, T.ll, №6, С. 44-49.

10. Арбузов С.Я. // Вестник АМН СССР, 1962, № 3, С. 58-73.

11. Кавукчян Т.В., Богатырев А.Б., Свердлов А.Г. // Радиобиология, 1974, Т. 14, № 2, С. 308–

310.

12. Мошковский М.Д. // М. Медицина, 1987, Т. 2, С. 187.

13. Podlaha J., Podiahova J. // Inorg. Chem. Acta., 1971, V. 5, № 3, p. 413–419.

14. Возный E.K. // Москва, Знание, 1982. 100 с.

15. Jain N., Paul A.K., Srivastova T.S. // J. Inorg. Biochem., 1992, V. 45, № 2, p. 123-127.

16. Тюкавкина H.A., Бауков Ю.И. // Биоорганическая химия. М., 1985. 480 с.

17. Podlaha J., Podiahova J., // Inorg. Chim. Acta. 1970, V. 4, №4, p. 521-525.

18. Perrett D., Sneddon W., Sterhens A.D. // Biochemikal Pharmacology, 1976, V. 25, № 3,

p. 259-264.

19. Walshe J.M. // Amerikan Journal Medicine., 1956, V. 21, № 4, p. 487-495.

20. Wanjek H., Steimann M., Beck W. //Chem. Ber., 1988, V.121, № 8, p. 1417-1420.

21. Marks D.B., Marks A.D., Smith C.M. // Basic Medical Biochemistry. USA. Philadelphia,

1996, 806 р.

22. Арбузов С.Я. // Вестник АМН СССР, 1962. № 3. С. 58-73.

23. Куна П.М. Л., 1989. 191 с.

24. Ярмоненко С.П. // М., Высшая школа, 1988, 424 с.

25. Генралов В.И. // Ж. фарм и токсикология, 1966, Т.29, № 5, С. 548-550.

26. Граевский Э.Я. // М., 1969. 58 с.

27. Динер Л.Д. Мозжухин А.С. // Радиобиология, 1970, Т.10, № 2, С. 289-292.

28. Ефименко И.А., Михайлов Ю. Н., Курбакова А.П., Гасанов Х.И., Мистрюков В.Э. //

Коорд. химия, 1990, Т. 16, № 11, с. 1574-1580.

29. Zakharova I.A., Kurbakova А.Р., Beiyakova Z.V., Gasanov Kh.I., Kurbanov T.Th.,

Ponticeilli G. // Poluhedron., 1987, V. 6, № 5, p. 1065-1070.

30. Гасанов Х.И. // Журнал химия и химическая технология, 2000, Т.43, № 6, С. 3-9.

31. Гасанов Х.И. // Журнал химия и химическая технология, 2000, Т. 43, № 4, С. 111-113.

32. Гасанов Х.И. // Ж. Медицина и здравоохранение, Баку, 1999, С. 95-97.

33. Гасанов Х.И. // Журнал химия и химическая технология, 2000, Т. 43, № 3, С. 123-

126.

34. Гасанов Х.И., Мирзаи Дж.И. // Азербайджанский химический журнал. 2000. № 1.

С. 56-59.

35. Ефименко И.А., Гасанов Х..И., Горбунова Е.Ю., Курбакова А.П., Михайлов Ю.Н.

//Доклады Академии Наук СССР. 1992. Т.326. №4. С. 654-657.

36. Гасанов Х.И., Атцыщкина А.С., Садиков Г.Г., Иванова Н.А. Мирзаи Дж.И.

//Кристаллография, 2002. №4. С. 660-666.

37. Гасанов Х.И., Ефименко И.А., Иванова Н.А., Локшин Б.В., Захаров А.А., Кузмина

Л.Г., Мирзаи Дж.И. //Координационная химия. 2000. т.26. №2, С. 117-124.

38. Гасанов Х.И. // Азерб. хим. журнал. 1999. №2. С. 20–23.

References:

1. Kovalenko S.V., Mal’chikov G.D. // Zh. neorgan. khimii. 1982. T.27. № 12. S. 3125-3129

2. Appleton T.G., Connar J.W., Hall J.R. // İnorg. chem., 1988, V.27. № 1. p. 130-137.

3. Ed. H. SigeL // Dakker, In 14 vols, 1975-1983.

4. Nepol J.R., Dubey S.N. // J.Indian chem. soc. 1988, V. 65, № 11, p. 795-799.

5. Danielyan D.G., Tsirul’nikova H.B., Temkina V.Ya. // Reaktivy i osobo chistye

veshchestva. Trudy IREA, Moskva, 1984. № 46. S. 3-6.

6. Gil’yano N.D., Malinovskii O.B., Stepanov S.I. // Radiobiologiya. 1985. T.25. № 2. S.

238-241.

7. Korneev S.V., Alekseev V.I., Gromilov S.A., Baidina I.A. // Zh. Neorgan. Khimii. 1999. T.

44. №9. S. 1504-1506.

8. Schroer N.R. Wiss. Z. Pad. // Hochsch. Liselotte Hermanu Gustrov. Math. Naturwiss.

Fak . 1987, V. 5, № I, p.41-50.

Подробно об ошибке IIS 7.0 – 404.11

Описание ошибки:

Ошибка HTTP 404.11 – Not Found

Модуль фильтрации запросов сконфигурирован для блокировки запросов, содержащих последовательности двойного преобразования символов.

Подробные сведения об ошибке
МодульRequestFilteringModule
УведомлениеBeginRequest
ОбработчикStaticFile
Код ошибки0x00000000
Запрашиваемый URL-адресhttps://butlerov.com:443/files/reports/2005/vol7/1/16_08_2017_10_%d0%90%d0%b7%d0%b8%d0%b7%d0%be%d0%b2%d0%b0%20%d0%90.%d0%9d.(%d0%91%d1%83%d1%82%d0%bb%d0%b5%d1%80%d0%be%d0%b2).docx
Физический путьD:\web\butlerov. com\www\files\reports\2005\vol7\1\16_08_2017_10_%d0%90%d0%b7%d0%b8%d0%b7%d0%be%d0%b2%d0%b0%20%d0%90.%d0%9d.(%d0%91%d1%83%d1%82%d0%bb%d0%b5%d1%80%d0%be%d0%b2).docx
Способ входаПока не определено
Вход пользователяПока не определено
Наиболее вероятные причины:
  • Этот запрос содержал последовательность двойного преобразования символов, тогда как средства фильтрации запросов сконфигурированы на веб-сервере для блокировки таких последовательностей.
Что можно предпринять:
  • Проверьте настройку configuration/system.webServer/security/[email protected] в файлах applicationhost.config или web.config
Ссылки и дополнительные сведения… Это средство безопасности. Изменять его параметры можно лишь в том случае, если вы до конца понимаете последствия своих действий. Перед тем как изменить это значение, вам следует провести трассировку в сети, дабы удостовериться в том, что данный запрос не является злонамеренным. Если сервер допускает последовательности двойного преобразования символов, измените настройку configuration/system.webServer/security/[email protected] Причиной этого может быть неверный URL-адрес, направленный на сервер злонамеренным пользователем.

Дополнительные сведения…»

Инженерный вестник Дона | Определение атомной структуры биметаллических наночастиц состава в металлуглеродных катализаторах по данным спектроскопии рентгеновского поглощения

Аннотация

В.В. Прядченко, В.В. Срабионян, А.Д. Галустов, Л.А. Авакян, Е.Б. Михейкина, Я.В. Зубавичус, В.Е. Гутерман, Л.А. Бугаев

Дата поступления статьи: 29.03.2014

С помощью предложенного метода диагностики атомного строения биметаллических наночастиц по EXAFS спектрам изучено атомное строение наночастиц Pt-Ag, входящих в состав металлуглеродных электрокатализаторов PtAg/C. Материалы синтезированны методами совместного и последовательного восстановления атомов платины и серебра из водно-этиленгликольных растворов их солей, с последующей кислотной обработкой. Определены значения структурных параметров ближнего окружения атомов платины. Установлен характер распределения компонентов в наночастицах, построены кластерные модели. Определена относительная доля атомов платины в рабочей оболочке наночастиц и ее зависимость от метода приготовления.

Ключевые слова: Металлуглеродные электрокатализаторы, Биметаллические наночастицы, Катализ, Платина, Спектроскопия рентгеновского поглощения, Атомное строение

01.04.07 – Физика конденсированного состояния


Введение

В последние годы неуклонно растет интерес к получению новых композиционных материалов, содержащих наночастицы благородных металлов, изучению их структурных и функциональных характеристик. Материалы на основе наночастиц платины являются весьма эффективными катализаторами в реакциях электровосстановления кислорода, электроокисления водорода и ряда органических соединений [1 – 4]. Основными причинами, затрудняющими коммерческое использование таких материалов, являются относительно высокая стоимость и недостаточная коррозионно-морфологическая стабильность наночастиц платины в процессе работы. Понизить стоимость производимой в топливном элементе электроэнергии можно путем создания катализаторов на основе биметаллических наночастиц со структурой «оболочка (из атомов платины) – ядро (из атомов металла М)» (где М – более дешевый переходной d-металл). Несмотря на достигнутые успехи, методы надежного и технологичного получения материалов, содержащих множество наночачастиц с архитектурой «ядро-оболочка» остаются в стадии разработки. При этом очевидно, что разработка методов получения металлуглеродных электрокатализаторов на основе биметаллических наночастиц невозможна без надежной диагностики их структуры на разных уровнях ее организации, включая атомную структуру наночастиц.
Одним из наиболее эффективных подходов к разработке методов диагностики строения биметаллических нанокатализаторов является спектроскопия рентгеновского поглощения в протяженной или EXAFS области спектров, позволяющая получать информацию о ближнем окружении атома в соединении в отсутствии дальнего порядка и применяемая, в том числе, к изучению наночастиц со структурой «ядро-оболочка» [5]. В настоящее время наиболее разработанной методикой структурного анализа с помощью EXAFS является получение структурной информации путем Фурье-преобразования EXAFS спектра из шкалы волновых чисел (k) возбуждённого электрона в шкалу межатомных расстояний (R), с последующей многопараметрической оптимизацией (фитингом) Фурье-образа F(R). В рамках такого подхода для структурного анализа биметаллических наночастиц приходится использовать достаточно большое число структурных и неструктурных параметров, как правило, сильно коррелирующих друг с другом. Такие корреляции приводят к неустойчивостям результатов фитинга и к неоднозначностям, как в определяемых значениях структурных параметров, так и в предлагаемых на их основе моделях строения наночастиц. В настоящей работе применяется методика анализа EXAFS спектров, не использующая процедуру Фурье-фильтрации и позволяющая уменьшить корреляции между значениями определяемых параметров [6]. С помощью такой методики устанавливается атомная структура биметаллических наночастиц Pt-Ag/C, полученных методами последовательного и совместного осаждения компонентов.
Получение наночастиц Pt-Ag/C и анализ их EXAFS спектров
Методика получения композитов Pt-Ag/C с различным характером распределения металлических компонентов основывалась на химическом восстановлении платины и серебра из водно-этиленгликольных растворов их солей [7]. Получение образца PtAg_sd (sd – от simultaneousdeposition) заключалось в совместном осаждении платины и серебра на углеродный носитель с предполагаемым формированием наночастиц на основе твердого раствора. Синтез наночастиц PtAg_cd (cd – от consistent deposition) с предполагаемой структурой «ядро-оболочка» подразумевает последовательное осаждение металлов из раствора: сперва образуются «ядра» путем восстановления катионов серебра на носитель, а затем формируется «оболочка» осаждением атомов платины на поверхность наночастиц серебра. Затем часть образцов подвергалась обработке в 1М хлорной кислоте при нагревании до 85-95 °C для удаления с поверхности наночастиц атомов серебра (формирование вторичной структуры «ядро-оболочка») и наночастиц серебра, не покрытых платиновой оболочкой – материалы PtAg_sd-at и PtAg_cd-at (at – от acidtreatment), соответственно.
Рентгеновские L3-спектры поглощения (L3-XAS) Pt были получены на станции структурного материаловедения источника синхротронного излучения НИЦ «Курчатовский институт». Измерения L3-XAS спектров платины проводились в режиме прохождения рентгеновского пучка с использованием кремниевого монохроматора Si(111). В околопороговой (XANES) области шаг по энергии был задан равным 1.0 эВ, в дальней (EXAFS) области спектра шаг по энергии изменялся так, чтобы обеспечить постоянное значение шага в шкале волновых чисел, равное 0.05 Å-1. Среднее значение тока накопительного кольца составляло 300 мА.
Определение параметров ближнего окружения атомов платины в изучаемых материалах было выполнено с помощью методики, основанной на решении системы линейных алгебраических уравнений, получаемой из условия минимальности среднеквадратичного отклонения между осциллирующей χ-функцией, выделяемой из экспериментального EXAFS спектра материала, и линеаризованным представлением теоретической функции, строящейся в виде разложения по базисному набору функций, каждая из которых соответствует тому или иному, предполагаемому типу локальной структуры в окрестности поглощающего атома [6]. Применение такого подхода позволило преодолеть некоторые трудности структурного анализа, возникающие в рамках применения стандартной процедуры Фурье-анализа EXAFS-спектров.
Теоретические функции, описывающие спектры поглощения платины в каждом из изучаемых материалов, строились в приближении однократного рассеяния фотоэлектронов [8] с использованием фаз и амплитуд рассеяния, полученных в рамках модели потенциала Хедина-Лундквиста, реализованного в программе Feff8 [9]:

где N – число атомов в 1-й коорд. сфере, R – радиус 1-й коорд. сферы,  – спектроскоп-фактор,  – амплитуда обратного рассеяния фотоэлектрона атомами 1-й коорд. сферы,  – d фаза рассеяния на поглощающем атоме Pt,  – параметр Дебая-Валлера,  – средняя длина свободного пробега фотоэлектрона.


Результаты и обсуждение
Для получения структурной информации из L3 EXAFS спектров платины в биметаллических наночастицах Pt-Ag/C было использовано следующее разложение для осциллирующей части  экспериментального спектра, в котором учитывается, что часть ближайших соседей поглощающего атома Pt – это атомы Pt, а другая часть – атомы Ag:

где  – вклад, обусловленный рассеянием фотоэлектрона на атомах платины первой координационной сферы;  – вклад, обусловленный рассеянием фотоэлектрона на атомах серебра первой координационной сферы;  и  – координационные числа,  и  – параметры Дебая-Валлера,  и  – радиусы первой координационной сферы для вкладов  и  соответственно. При этом все перечисленные параметры являются определяемыми.
Полученные значения параметров приведены в таблице 1. Для характеристики степени упорядоченности атомов в наночастицах было рассчитано значение параметра ближнего порядка по значениям координационных чисел [10], также приведенное в таблице 1:

где  – доля атомов серебра в материале.
Согласно полученному значению параметра ближнего порядка () можно заключить, что наночастицы PtAg_sd имеют с большой вероятностью структуру твердого раствора, для которого характерна существенная кластеризация атомов платины [11].
Таблица 1.
Значения структурных параметров, полученных для образцов PtAg_sd, Pt-Ag-at и PtAg_cd-at.


образец

, Å2

, Å

, Å2

, Å

PtAg_sd

5. 7

0.007

2.73

2.3

0.008

2.80

0.43

PtAg_sd-at

6.9

0.007

2.74

1.8

0.007

2.79

0.59

PtAg_cd-at

7.8

0. 006

2.74

0.9

0.006

2.76

0.79

Для наночастиц PtAg_sd-at, полученных в результате кислотной обработки наночастиц PtAg_sd, характерно увеличение доли атомов платины на поверхности за счет вымывания поверхностных атомов серебра, не покрытых атомами платины и, следовательно, не защищенных от коррозии. В ходе такого процесса формируются наночастицы со структурой «ядро-оболочка», в которых ядро представляет собой твердый раствор, аналогичный по структуре PtAg_sd, а оболочка – тонкий слой атомов платины.
По весьма высокому значению параметра ближнего порядка () можно заключить, что наночастицы PtAg_cd-at представляют собой наночастицы со структурой «ядро-оболочка» [11]. Наличие же в материале PtAg_cd-at/C разделения фаз платины и серебра, которым могло быть обусловлено столь высокое значение параметра ближнего порядка, крайне маловероятно, поскольку в результате кислотной обработки не имеющие сплошной платиновой оболочки наночастицы серебра неизбежно были бы удалены из материала.
По полученным значениям координационных чисел и параметрам порядка были построены кластерные модели наночастиц, входящих в состав образцов PtAg_sd/C, PtAg_sd-at/C и PtAg_cd-at/C (рис.1).



Рис. 1. Кластерные модели наночастиц. Слева направо: для PtAg_sd (твердый раствор), для PtAg_sd-at (твердый раствор после обработки в кислоте), для PtAg_cd-at (наночастицы «ядро-оболочка»).

В результате проведенных исследований установлена зависимость атомного строения биметаллических наночастиц состава Pt-Ag/C от условий их синтеза, построены кластерные модели.
Установлено, что биметаллические наночастицы состава Pt-Ag/C, полученные метом одновременного осаждения атомов Pt и Ag на подложку, имеют структуру твердого раствора с некоторой кластеризацией атомов Pt, и после кислотной обработки приобретают тонкую оболочку из атомов Pt, доля которых составляет ~ 15 ± 5 % от их общего числа в наночастице. Биметаллические наночастицы Pt-Ag/C, полученные методом последовательного осаждения атомов, также имеют оболочку из атомов Pt, однако, доля атомов Pt, входящих в оболочку составляет ~ 32 ± 5% от их общего числа в наночастице.

Литература:

1. Zhu J., Wang T., Xu X., Xiao P., Li J. Pt nanoparticles supported on SBA-15: Synthesis, characterization and applications in heterogeneous catalysis // Applied Catalysis B: Environmental. ‒ 2013. ‒ V. 130-131. ‒ pp. 197-217.
2. Leontyev I. N., Belenov S. V., Guterman V. E., Haghi-Ashtiani P., Shaganov A. P., Dkhil B. Catalytic Activity of Carbon-Supported Pt Nanoelectrocatalysts. Why Reducing the Size of Pt Nanoparticles is Not Always Beneficial // The Journal of Physical Chemistry C. ‒ 2011. ‒ V. 115, Issue 13. ‒ pp. 5429-5434.
3. Kon K., Hakim Siddiki S. M. A., Shimizu K.-i. Size- and support-dependent Pt nanocluster catalysis for oxidant-free dehydrogenation of alcohols // Journal of Catalysis. ‒ 2013. ‒ V. 304. ‒ pp. 63-71.
4. Смирнова Н. В., Куриганова А. Б. Электрохимическое разрушение платины – новый путь синтеза наноразмерных Pt/C катализаторов для низкотемпературных топливных элементов [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2011. №1. Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2011/360 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
5. Ластовина Т. А., Гутерман В. Е., Манохин С. С. Влияние постобработки на состав, микроструктуру и электрохимически активную площадь поверхности (CuPt0,1)2@Pt/C электрокатализаторов [Текст]// Альтернативная энергетика и экология. ‒ 2011. ‒ T. 9. ‒ C. 11.
6. Прядченко В. В., Галустов А. Д., Срабионян В. В., Бугаев Л. А. Определение локальной атомной структуры вещества по данным спектроскопии рентгеновского поглощения без Фурье-анализа экспериментальных спектров [Текст]// Оптика и спектроскопия. ‒ 2014. (принята к печати).
7. Беленов С. В., Гутерман В. Е. Сравнительное исследование каталитической активности Pt/C и PtхNi/C материалов в реакции электровосстановления кислорода [Электронный ресурс] //
«Инженерный вестник Дона», 2013. №4. Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2239 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
8. Koningsberger D. C., Mojet B. L., van Dorssen G. E., Ramaker D. E. XAFS spectroscopy; fundamental principles and data analysis // Topics in Catalysis. ‒ 2000. ‒ V. 10, Issue 3-4. ‒ pp. 143-155.
9. Ankudinov A. L., Ravel B., Rehr J. J., Conradson S. D. Real-space multiple-scattering calculation and interpretation of x-ray-absorption near-edge structure // Physical Review B. ‒ 1998. ‒ V. 58, Issue 12. ‒ pp. 7565-7576.
10. Cowley J. M. Short-Range Order and Long-Range Order Parameters // Physical Review. ‒ 1965. ‒ V. 138, Issue 5A. ‒ pp. A1384-A1389.
11. Hwang B.-J., Sarma L. S., Chen J.-M., Chen C.-H., Shih S.-C., Wang G.-R., Liu D.-G., Lee J.-F., Tang M.-T. Structural Models and Atomic Distribution of Bimetallic Nanoparticles as Investigated by X-ray Absorption Spectroscopy // Journal of the American Chemical Society. ‒ 2005. ‒ V. 127, Issue 31. ‒ pp. 11140-11145.

 

Тренажер ЕГЭ “Строение атома”

МКОУ «Кужникская СОШ»

 

 

 

 

ТРЕНАЖЕР ЕГЭ ПО ХИМИИ

ЗАДАНИЕ №1 «СТРОЕНИЕ АТОМА»

 

 

Автор: Махмудов А. М.,

учитель химии и биологии

 

 

 

 

 

 

 

2021 г.

Периодическая  система  химических  элементов  Д. И. Менделеева

ПЕРИОДЫ

Г  Р  У  П  П  Ы          Э  Л  Е  М  Е  Н  Т  О  В

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

I

1

H

водород

1,0079

 

 

 

 

 

 

2

He

гелий

4,0026

II

3

Li  

литий

6,941

4

Be

бериллий

9,01218

5

B

бор

10,811

6

C

углерод

12,011

7

N

азот

14,0067

8

O

кислород

15,9994

9

F

фтор

18,9984

10

Ne

неон

20,179

III

11

Na

натрий

22,98977

12

Mg

магний

24,305

13

Al

алюминий

26,98154

14

Si

кремний

28,0855

15

P

фосфор

30,97376

16

S

сера

32,066

17

Cl

хлор

35,453

18

Ar

аргон

39,948

IV

19

K

калий

39,0983

20

Ca

кальций

40,078

21

Sc

скандий

44,95591

22

Ti

титан

47,88

23

V

ванадий

50,9415

24

Cr

хром

51,9961

25

Mn

марганец

54,9380

26

Fe

железо

55,847

27

Co

кобальт

58,9332

28

Ni

никель

58,69

29

Cu

медь

63,546

30

Zn

цинк

65,39

31

Ga

галлий

69,723

32

Ge

германий

72,59

33

As

мышьяк

74,9216

34

Se

селен

78,96

35

Br

бром

79,904

36

Kr

криптон

83,80

 

V

37

Rb

рубидий

85,4678

38

Sr

стронций

87,62

39

Y

иттрий

88,9059

40

Zr

цирконий

91,224

41

Nb

ниобий

92,9064

42

Mo

молибден

95,94

43

Tc

технеций

98,9062

44

Ru

рутений

101,07

45

Rh

родий

102,9055

46

Pd

палладий

106,42

47

Ag

серебро

107,8682

48

Cd

кадмий

112,41

49

In

индий

114,82

50

Sn

олово

118,710

51

Sb

сурьма

121,75

52

Te

теллур

127,60

53

I

иод

126,9045

54

Xe

ксенон

131,29

 

VI

55

Cs

цезий

132,9054

56

Ba

барий

137,33

57*

La

лантан

138,9055

72

Hf

гафний

178,49

73

Ta

тантал

180,9479

74

W

вольфрам

183,85

75

Re

рений

186,207

76

Os

осмий

190,2

77

Ir

иридий

192,22

78

Pt

платина

195,08

79

Au

золото

196,9665

80

Hg

ртуть

200,59

81

Tl

таллий

204,383

82

Pb

свинец

207,2

83

Bi

висмут

208,9804

84

Po

полоний

208,9824

85

At

астат

210,9871

86

Rn

радон

222,0176

 

VII

87

Fr

франций

223,0197

88

Ra

радий

226,0254

89**

Ac

актиний

227,0278

104

Rf

резерфордий

[261]

105

Db

дубний

[262]

106

Sg

сиборгий

[263]

107

Bh

борий

[264]

108

Hs

хассий

[265]

109

Mt

мейтнерий

[268]

110

Ds

дармштадтий

[271]

 

*

58

Ce

церий

140,12

59

Pr

празеодим

140,9077

60

Nd

неодим

144,24

61

Pm

прометий

144,9128

62

Sm

самарий

150,36

63

Eu

европий

151,96

64

Gd

гадолиний

157,25

65

Tb

тербий

158,9254

66

Dy

диспрозий

162,50

67

Ho

гольмий

164,9304

68

Er

эрбий

167,26

69

Tm

тулий

168,9342

70

Yb

иттербий

173,04

71

Lu

лютеций

174,967

**

90

Th

торий

232,0381

91

Pa

протактиний

231,0359

92

U

уран

238,0289

93

Np

нептуний

237,0482

94

Pu

плутоний

244,0642

95

Am

америций

243,0614

96

Cm

кюрий

247,0703

97

Bk

берклий

247,0703

98

Cf

калифорний

251,0796

99

Es

эйнштейний

252,0828

100

Fm

фермий

257,0951

101

Md

менделевий

258,0986

102

No

нобелий

259,1009

103

Lr

лоуренсий

260,1054

 

 

 

 

 

1. 1.        Состав ядер атомов.

 

Название частицы

обозначение

масса

заряд

протон

р+

1

+1

нейтрон

n0

1

0

электрон

е

~0

-1

– число протонов (Z) = заряд ядра = порядковый номер элемента;

– массовое число: А = Z + N;

– число нейтронов: N = AZ.

 

 

 

 

 

 

1.      Определите состав ядра наиболее распространенного изотопа углерода.

Решение: Наиболее распространенным является изотоп углерода с относительной атомной массой 12 (по усредненной относительной атомной массе элемента).

                   

                  Z = 6

                  N = A – Z = 12 – 6 = 6

2.      Определите состав ядра наиболее распространенных изотопов натрия, азота, фосфора.

3.      Чем отличаются по составу ядра изотопов 35Cl и 37Сl?

4.      В чем сходство и отличие состава ядер атомов наиболее распространенных изотопов калия и кальция?

5.      У каких двух элементов из данного ряда, в атомах наиболее распространенных изотопов, имеют  число протонов равное числу нейтронов?

1)      Li;      2) F;         3) Se;        4) Si;       5) Ne.

 

1.2.      Распределение электронов по энергетическим уровням.

 

Максимально возможное число е (N) на уровне определяется по формуле:

N = 2n2, где n – номер энергетического уровня.

•  )       )       )        )

    2е  8е  18е–   32е

– число Е-уровней = № периода;

– число  ена последнем уровне (у элементов главных подгрупп) = № группы.

6.      Запишите распределение электронов по энергетическим уровням в атоме кремния.

Решение:       +14Si 2е, 8е, 4е

7.      Запишите распределение электронов по уровням в атомах азота и фосфора.

8.      Какие два элемента из данного ряда имеют одинаковое число электронов на внешнем уровне?

1)Li;      2) Br;         3) S;        4) Pb;       5) Rb.

 

9.      Какие два элемента из данного ряда имеют по семь электронов в наружном слое?

1)Sn;      2) Na;         3) I;        4) Сl;       5) Xe.

 

10.  Атомам, каких двух элементов из данного перечня не хватает два электрона до завершения внешнего уровня?

1)      Mo;    2) O;   3) B;    4) S;   5) Sr.

 

1.3.      Распределение электронов по орбиталям в атомах элементов (электронные конфигурации атомов элементов).

ü  Состояние электронов в атомах определяется квантовыми числами:

главное квантовое число n – определяет номер энергетического уровня;

орбитальное или побочное квантовое число l – определяет форму орбитали;

магнитное квантовое число m l  – ориентацию орбиталей в пространстве;

спиновое квантовое число m s – магнитный момент  (+1/2  и -1/2).

В атоме не может быть двух электронов со всеми четырьмя одинаковыми квантовыми числами (Принцип Паули), т. е. каждый электрон в атоме имеет свой уровень, форму орбитали, ориентацию в пространстве и магнитный момент.

 

Орбиталь пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона.

   s-орбиталь имеет форму шара, имеет одно направление в пространстве:

s

    р-орбиталь имеет форму гантели, имеет три направления в пространстве:

p

 

 

d-орбиталь имеет форму лепестков,  имеет пять направлений в пространстве:

d

 

 

 

 

f-орбиталь еще сложнее по форме, и имеет семь направлений в пространстве:

f

 

ü  Порядок расположения орбиталей:

1s   │  2s,2p   │    3s,3p,3d   │   4s,4p,4d,4f   │   5s,5p,5d,5f  и т. д.        

1 ур.   2 ур.               3 ур.                  4 ур.                  5 ур.

Число энергетических уровней в атоме = номеру периода.

 

 

По тому, какие орбитали заполняются в атомах, различают s-, p-, d-, f-элементы:

ПЕРИОДЫ

Г  Р  У  П  П  Ы          Э  Л  Е  М  Е  Н  Т  О  В

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

I

1

H

водород

1,0079

 

 

 

 

 

 

2

He

гелий

4,0026

-s-элементы

-p-элементы

-d-элементы

-f-элементы

II

3

Li  

литий

6,941

4

Be

бериллий

9,01218

5

B

бор

10,811

6

C

углерод

12,011

7

N

азот

14,0067

8

O

кислород

15,9994

9

F

фтор

18,9984

10

Ne

неон

20,179

III

11

Na

натрий

22,98977

12

Mg

магний

24,305

13

Al

алюминий

26,98154

14

Si

кремний

28,0855

15

P

фосфор

30,97376

16

S

сера

32,066

17

Cl

хлор

35,453

18

Ar

аргон

39,948

IV

19

K

калий

39,0983

20

Ca

кальций

40,078

21

Sc

скандий

44,95591

22

Ti

титан

47,88

23

V

ванадий

50,9415

24

Cr

хром

51,9961

25

Mn

марганец

54,9380

26

Fe

железо

55,847

27

Co

кобальт

58,9332

28

Ni

никель

58,69

29

Cu

медь

63,546

30

Zn

цинк

65,39

31

Ga

галлий

69,723

32

Ge

германий

72,59

33

As

мышьяк

74,9216

34

Se

селен

78,96

35

Br

бром

79,904

36

Kr

криптон

83,80

 

V

37

Rb

рубидий

85,4678

38

Sr

стронций

87,62

39

Y

иттрий

88,9059

40

Zr

цирконий

91,224

41

Nb

ниобий

92,9064

42

Mo

молибден

95,94

43

Tc

технеций

98,9062

44

Ru

рутений

101,07

45

Rh

родий

102,9055

46

Pd

палладий

106,42

47

Ag

серебро

107,8682

48

Cd

кадмий

112,41

49

In

индий

114,82

50

Sn

олово

118,710

51

Sb

сурьма

121,75

52

Te

теллур

127,60

53

I

иод

126,9045

54

Xe

ксенон

131,29

 

VI

55

Cs

цезий

132,9054

56

Ba

барий

137,33

57*

La

лантан

138,9055

72

Hf

гафний

178,49

73

Ta

тантал

180,9479

74

W

вольфрам

183,85

75

Re

рений

186,207

76

Os

осмий

190,2

77

Ir

иридий

192,22

78

Pt

платина

195,08

79

Au

золото

196,9665

80

Hg

ртуть

200,59

81

Tl

таллий

204,383

82

Pb

свинец

207,2

83

Bi

висмут

208,9804

84

Po

полоний

208,9824

85

At

астат

210,9871

86

Rn

радон

222,0176

 

VII

87

Fr

франций

223,0197

88

Ra

радий

226,0254

89**

Ac

актиний

227,0278

104

Rf

резерфордий

[261]

105

Db

дубний

[262]

106

Sg

сиборгий

[263]

107

Bh

борий

[264]

108

Hs

хассий

[265]

109

Mt

мейтнерий

[268]

110

Ds

дармштадтий

[271]

*

58

Ce

церий

140,12

59

Pr

празеодим

140,9077

60

Nd

неодим

144,24

61

Pm

прометий

144,9128

62

Sm

самарий

150,36

63

Eu

европий

151,96

64

Gd

гадолиний

157,25

65

Tb

тербий

158,9254

66

Dy

диспрозий

162,50

67

Ho

гольмий

164,9304

68

Er

эрбий

167,26

69

Tm

тулий

168,9342

70

Yb

иттербий

173,04

71

Lu

лютеций

174,967

**

90

Th

торий

232,0381

91

Pa

протактиний

231,0359

92

U

уран

238,0289

93

Np

нептуний

237,0482

94

Pu

плутоний

244,0642

95

Am

америций

243,0614

96

Cm

кюрий

247,0703

97

Bk

берклий

247,0703

98

Cf

калифорний

251,0796

99

Es

эйнштейний

252,0828

100

Fm

фермий

257,0951

101

Md

менделевий

258,0986

102

No

нобелий

259,1009

103

Lr

лоуренсий

260,1054

 

ü  Порядок заполнения орбиталей:

№ периода

Заполнение орбиталей

элементы

I

1s                

  

 

H и He

II

 2s          2p

  

 

Li, Be,        B, C, N, O, F, Ne

III

 3s          3p                                      

  

 

Na, Mg,     Al, Si, P, S, Cl, Ar

IV

                            3d

                

4s        ↗                                ↘          4p

                                                 

            d-элементы

             от Sc до Zn

        ↗            ↘

K, Ca               от Ga до Kr 

V

                            4d

                

5s        ↗                                ↘          5p

                                                 

            d-элементы

             от Y до Cd

        ↗            ↘

Rb, Sr               от In до Xe 

VI

                                          4f

                          

                    ↗    ↙  5d

                

6s        ↗                                ↘         6p

                                                 

             Лантаноиды

              ↗        ↙ 

             La          от Hf до Hg

        ↗                   ↘

Cs, Ba               от Tl  до  Rn 

VII

                                          5f

                          

                    ↗    ↙  6d

                

7s        ↗                                ↘          7p

                                                 

 

 

 

              

 

 

              

  Заполнение  орбиталей у элементов  малых периодов:

 

Первый период.

I

 H

1s1

 

 

 

 

 

 

 He

1s2

 

На каждой орбитали может находиться не более двух электронов. Если два электрона находятся на одной орбитали, то они обладают противоположными спинами (стрелки направлены в разные стороны):

 

Второй период.

II

 

Li  

2s1

 

Be

2 s2

 

B

2 s22p1

 

C

2 s22p2

 

N

2 s22p3

 

O

2 s22p4

 

F

2 s22p5

 

Ne

2 s22p6

 

       1s2      2s1   2p0

+3Li                 Для удобства рисуем орбитали только внешнего уровня:

           2s1     2p0

+3Li  …         

 

Заполнение энергетических уровней происходит таким образом, чтобы суммарный спин был максимальным (Правило Хунда).  Например, три р-электрона на орбиталях р-подуровня располагаются по одному на орбиталях:  , а затем спариваются:   ,   ,   . Заполняем сначала s-орбиталь, а затем    р-орбиталь.

                                                                           

 

 

 

                                                                            2s2     2p2

                                                +6C    …         – основное состояние

                                                                 ↗              ↖

                      спаренные электроны                        неспаренные электроны

В атоме углерода в основном состоянии 2 спаренных и 2 неспаренных электрона во внешнем слое.

 

Кроме основного, есть еще и возбужденное состояние атома, обусловленное распариванием электронов внешнего слоя с последующим занятием пустой орбитали (обозначается значком*):                                                     

                                                                                           2s1     2p3

                                                      +6C*    …        

В этом случае у углерода четыре неспаренных электрона на внешнем слое.

У атомов N, O, F  такого состояния нет, за отсутствием свободных орбиталей.

                                                   2s2     2p3

                                                      +7N    …         – основное состояние

 

Валентные электроны – электроны, которые находятся на внешнем электронном слое атома. В атоме углерода их 4.

В катионах и анионах, электронов может быть меньше или больше, соответственно. Катион С4+ теряет 4 электрона внешнего слоя и приобретает электронную конфигурацию гелия, а анион С4- приобретает дополнительно недостающие электроны, и приобретает конфигурацию неона.

 

Задание: потренируйтесь в составлении электронных формул атомов II периода.

 

Элементы третьего периода. Например, атом хлора. Подсчет электронов ведем по клеткам с начала периода, до самого элемента включительно.

III

 

Na

 

Mg

 

Al

 

Si

 

P

 

S

 

Cl

 

Ar

            ⸠→                    3s2      ⸠→                                                                         3p5   

На третьем уровне дополнительно появляется d-орбиталь, которая используется при переходе атома в возбужденное состояние.

 

Задание: потренируйтесь в составлении электронных формул атомов III периода.

Заполнение  орбиталей у элементов  больших периодов:


В больших периодах, после заполнения s-орбитали, начинается заполнение d-орбитали предвнешнего уровня, а после него – р-орбиталь:

 

IV

 

K

4s1

 

Ca

4s2

 

Sc

3d14s2

 

Ti

3d24s2

 

V

3d34s2

 

Cr

3d54s1

 

Mn

3d54s2

 

Fe

3d64s2

 

Co

3d74s2

 

Ni

3d84s2

 

Cu

3d104s1

 

Zn

3d104s2

 

Ga

4s24p1

 

Ge

4s24p2

 

As

4s24p3

 

Se

4s24p4

 

Br

4s24p5

 

Kr

4s24p6

 

 

Запишем электронную конфигурацию атомов титана и ванадия. Подсчет электронов ведем по клеткам данного периода. Первые две клетки (K и Ca), это 4s2. Далее, 10 клеток (элементы побочной подгруппы), это электроны 3d-орбитали. Подсчитываем клетки включительно самого элемента:

              ⸠→             4s2,      ⸠→               3d2                         

IV

 

K

 

Ca

 

Sc

 

Ti

 

V

 

Cr

 

Mn

 

Fe

 

Co

 

Ni

 

Cu

 

Zn

 

Ga

 

Ge

 

As

 

Se

 

Br

 

Kr

 

 

 

                            3d2         4s2

+22Ti    …        …

                        3d3         4s2

+23V   …        …

 

 У некоторых элементов происходит так называемый «провал электрона».

Провал электрона – переход электрона с внешнего, более высокого энергетического уровня, на предвнешний, энергетически более низкий. Это связано с большей устойчивостью получающихся при этом электронных конфигураций (необходимо запомнить Cr, Mo и Cu, Ag, Au).

 

 

              ⸠→             4s2      ⸠→                                       3d4                        

IV

 

K

 

Ca

 

Sc

 

Ti

 

V

 

Cr

 

Mn

 

Fe

 

Co

 

Ni

 

Cu

 

Zn

 

Ga

 

Ge

 

As

 

Se

 

Br

 

Kr

 

 

Например, для хрома и меди следовало бы записать так:

                           3d4         4s2

+24Cr    …        …

                        3d9        4s2

+29Сu   …        …

А на самом деле происходит провал электрона:

                           3d5         4s1

+24Cr    …        …

                        3d10        4s1

+29Сu   …        …

 

После цинка идут р-элементы (GaKr), у которых заполняется р-орбиталь:

 

Запишем электронную конфигурацию атома брома в основном и возбужденном состояниях:

               ⸠→             4s2,          эти клетки не считаем, т. к. здесь заполняется 3d-орбиталь

IV

19

K

20

Ca

21

Sc

22

Ti

23

V

24

Cr

25

Mn

26

Fe

27

Co

28

Ni

29

Cu

30

Zn

31

Ga

32

Ge

33

As

34

Se

35

Br

36

Kr

 

                                          ⸠→                                                           4р5

 

 

Задание: потренируйтесь в составлении электронных формул атомов IV периода.

 

11.  Запишите распределение электронов по орбиталям в атомах кислорода, серы, калия, кальция и германия в основном и возбужденном состоянии.

Ответьте на следующие вопросы, используя данные элементы:

 

1)      атомы, каких элементов имеют конфигурацию внешнего слоя ns2np4 в основном состоянии?

2)      атомам, какого элемента характерна конфигурация внешнего электронного слоя ns1np3 в возбужденном состоянии?

3)      у атомов, каких из этих элементов отсутствует возбужденное состояние?

4)      укажите элемент, имеющий два валентных электрона;

5)      какой из этих элементов не имеет неспаренных электронов в основном состоянии?

6)      выберите три элемента, атомы которых имеют одинаковое количество неспаренных электронов в основном состоянии;

7)      выберите элементы, имеющие одинаковое количество валентных электронов;

8)      катионы, каких элементов в солях имеют электронную конфигурацию аргона?

9)      анион, какого из этих элементов имеет электронную конфигурацию аргона?

10)  какой из этих элементов способен иметь шесть неспаренных электронов в возбужденном состоянии?

11)  выберите элементы, имеющие одинаковое число s-электронов во внешнем слое атома в основном состоянии;

12)  выберите элементы, имеющие одинаковое число s-электронов в атоме в основном состоянии.

Решение: составляем электронные конфигурации атомов в основном и возбужденном состоянии:

 

Основное состояние

Возбужденное состояние*

                   2s2     2p4

+8O    …      

У кислорода возбужденного состояния нет, т. к. отсутствует свободная орбиталь.

 

 

           4s1    4p0           4d0           4f0

+19К …       …

нет

 

 

 

Ответы на вопросы даем исходя из составленных схем:

1)O, S;   2)Ge;    3)O, K;    4)Ca;    5)Ca;    6)O, S, Ge;    7)O, S;    8)K, Ca; 

9)S;   10)S;     11)O, S, Ca, Ge;    12)Ca, Ge.

 

 

12.  Запишите распределение электронов по орбиталям в атомах азота, магния, алюминия и фосфора в основном и возбужденном состоянии.

 

Ответьте на следующие вопросы, используя эти четыре элемента:

 

1) у атома какого из этих элементов отсутствует возбужденное состояние?

2) в атомах каких элементов имеется одинаковое число электронных слоев?

3) какой элемент не имеет неспаренных электронов в основном состоянии?

4) укажите элемент имеющий три валентных электрона;

5) у какого элемента в возбужденном состоянии 5 неспаренных электронов?

6) атомам какого элемента в возбужденном состоянии характерна конфигурация внешнего электронного слоя ns1np1?

7) у атомов каких элементов имеется одинаковое число неспаренных электронов в основном состоянии?

8) выберите элементы имеющие одинаковое число неспаренных электронов в возбужденном состоянии?

9) у какого элемента электронная конфигурация аниона соответствует атому аргона?

10) катионы каких элементов имеют электронную конфигурацию неона?

11) атомы каких элементов имеют конфигурацию внешнего слоя ns2np3 в основном состоянии?

12) выберите элементы, имеющие одинаковое число s- электронов в атоме в основном состоянии.

 

 

13.  Запишите распределение электронов по орбиталям в атомах титана, хрома, меди и ртути.

Ответьте на следующие вопросы, используя эти четыре элемента:

 

1)      у какого из этих элементов больше всего валентных электронов?

2)      сколько электронов может содержаться во внешнем электронном слое атомов этих элементов?

3)      кроме электронов внешнего слоя, какие электроны еще участвуют в образовании химических связей у данных элементов?

Решение:

                         3d2         4s2

+22Ti    …        …

 

                            3d5         4s1

+24Сr    …        …

                Провал электрона

У хрома, молибдена, меди, серебра и золота (и некоторых других элементов) происходит «провал электрона».

                          3d10         4s1

+29Сu    …        …

                 Провал электрона

 

 

 

Для ртути:

              ⸠→             6s2,       ⸠→                                                                                                       .                                                                                                                                      

VI

55

Cs

цезий

132,9054

56

Ba

барий

137,33

57*

La

лантан

138,9055

72

Hf

гафний

178,49

73

Ta

тантал

180,9479

74

W

вольфрам

183,85

75

Re

рений

186,207

76

Os

осмий

190,2

77

Ir

иридий

192,22

78

Pt

платина

195,08

79

Au

золото

196,9665

80

Hg

ртуть

200,59

81

Tl

таллий

204,383

82

Pb

свинец

207,2

83

Bi

висмут

208,9804

84

Po

полоний

208,9824

85

At

астат

210,9871

86

Rn

радон

222,0176

 

                      .                     5d10

                          5d10            6s2

+80Hg    …     ….   …

Ответы на вопросы:

1)Cr; 2) 1 или 2;  3)электроны d-подуровня предвнешнего слоя.

 

 

14.  Составьте схемы распределения электронов по орбиталям в атомах скандия, марганца, цинка и серебра.

15.  Выберите два элемента, имеющие конфигурацию внешнего электронного слоя ns2np5 в основном состоянии.

 

1)As;    2) Sn;   3) I;    4) Te;   5) Br.

 

16.  Выберите два элемента, имеющие одинаковое количество электронов во внешнем слое.

1)Cu;    2) Zn;   3) Cl;    4) Pb;   5) K.

 

17. Какие два, из перечисленных элементов, имеют  в возбужденном состоянии конфигурацию внешнего электронного слоя ns1np3nd1?

 

1)Zn;    2) N;   3) P;    4) As;   5) Cr.

 

18.  Укажите два элемента, которым не хватает два электрона до завершения наружного энергетического уровня.

 

1)S;    2) O;   3) C;    4) Ge;   5) Ca.

 

19. У каких двух, из  перечисленных элементов, в атоме во внешнем слое один электрон?

 

1) Fe;    2) Ag;   3) Al;    4) He;   5) Rb.

 

 

20. Выберите два элемента, имеющие конфигурацию внешнего электронного слоя ns2np2 в основном состоянии.

1)As;    2) Sn;   3) Pb;    4) Te;   5) Br.

 

21. Среди приведенных элементов выберите два, атомы которых имеют по три неспаренных электрона в наружном слое в возбужденном состоянии.

 

1)Al;    2) O;   3)B;    4) S;   5) Sr.

 

22. Какие два, из перечисленных элементов, имеют  в возбужденном состоянии конфигурацию внешнего электронного слоя ns1np3?

 

1)Li;    2) С;   3) N;    4) Mn;   5) Si.

 

23. Назовите два элемента, атомы которых имеют три неспаренных электрона в атоме.

 

1)Rb;    2) Si;   3) Sc;    4) P;   5) Ti.

 

24. Определите два элемента в ряду, атомы которых содержат одинаковое количество валентных электронов.

 

1)Na;    2) Sn;   3) Cl;    4) P;   5) V.

25.  Катионы, каких двух элементов в ряду, имеют электронную конфигурацию атома аргона?

1)Zn;    2) Ca;   3) K;    4) Be;   5) Ne.

 

26.  Выберите два элемента, анионы которых имеют электронную конфигурацию атома неона.

1)Si;    2) N;   3) I;    4) F;   5) Te.

27. Какие два из элементов имеют валентные электроны, как на внешнем, так и на предыдущем уровне?

1)S;    2) O;   3)Cu ;    4) Br;   5) Ti.

28. Выберите два элемента, катионы которых имеют электронную конфигурацию 1s2.

 

1)H;    2) Be;   3) Li;    4) He;   5) Na.

29. Выберите два элемента, имеющие конфигурацию внешнего электронного слоя ns2np1 в основном состоянии.

1)Ba;    2) Al;   3) I;    4) Ga;   5) Br.

 

30. Укажите два элемента, которым не хватает шесть электронов до завершения наружного энергетического уровня.

 

1)S;    2) O;   3) Cs;    4) Sr;   5) Ca.

 

31. Назовите два элемента, атомы которых имеют четыре неспаренных электрона в атоме в возбужденном состоянии.

 

1)Al;    2) Ge;   3) Ga;    4) F;   5) C.

 

32. Какие два, из перечисленных элементов, имеют  в возбужденном состоянии конфигурацию внешнего электронного слоя ns1np1?

 

1)He;    2) Ca;   3)Be ;    4) Br;   5) Cl.

 

33. Выберите два элемента, анионы которых имеют электронную конфигурацию атома 4s24p6.

 

1)Se;    2) N;   3) I;    4) F;   5) Br.

34. Катионы, каких двух элементов в ряду, имеют электронную конфигурацию внешнего слоя атома 3s23p6?

1)K;    2) Mg;   3) Ga;    4) Be;   5) Al.

 

35. Определите два элемента в ряду, атомы которых содержат одинаковое количество p-электронов во внешнем слое в возбужденном состоянии.

 

1)In;    2) С;   3) P;    4) Ga;   5) K.

 

36. Выберите два элемента в ряду, атомы которых содержат одинаковое количество s-электронов во внешнем слое в возбужденном состоянии.

 

1)P;    2) N;   3) Pb;    4) O;   5) Kr.

 

37. У каких двух, из  перечисленных элементов, в атоме во внешнем слое два электрона?

 

1) Au;    2) Xe;   3) Cr;    4) Ni;   5) Cd.

 

 

 

 

 

ОТВЕТЫ:

2._, Z = 11, N = 12;

     , Z = 7, N = 7;

     , Z = 15, N = 16.

3._Количеством нейтронов.

4._Они отличаются количеством протонов,  сходны  количеством нейтронов.

5._45.    

7._+7N 2e5e;         +15P 2e8e5e.  

8._15.               9. _34.            10. _24.

12. Решение:      

                1s2         2s2     2p3

+7N            

                   

                           или

                       2s2     2p3

+7N    …      

 

 

                              3s2     3p0                    3d0

+12Mg    …        

 

                              3s1     3p1                    3d0

+12Mg*    …        

Ответы на вопросы:

1)N;    2) Mg, Al, P;     3) Mg;   4) Al;

                        3s2          3p1                   3d0

+13Al    …        

 

5) P;     6) Mg;     7) N, P;    8) нет;

                           3s1          3p2                   3d0

+13Al*    …        

 

9) P;     10) Mg, Al, P;       11) N, P;

 

                        3s2        3p3                    3d0

+15P    …        

12) Mg, Al, P.

 

 

 

                         3s2        3p3                    3d0

+15P*    …        

 

 

 

14.

                            3d1         4s2

+21Sc    …        …

                        3d5         4s2

+25Mn   …        …

                           3d10         4s2

+30Zn    …        …

                       4d10         5s1

+47Ag    …        …

 

15. _35;        16._15;      17._34;       18._12;       19._25;      20._23;      21._13;      22._25; 

23._34;        24._45;      25._23;       26._24;       27._35;      28._23;      29._24;      30._45;    

31._25;        32._23;       33._15;       34._13;      35._23;      36._13;      37._45.             

Информация об элементе платины

Pt: факты, свойства, тенденции, использование и сравнение – Периодическая таблица элементов

Платиновая История

Элемент платина был открыт Антонио де Ульоа в 1960 г. 1735 г. в Перу . Платина получил свое название от испанского platina, что означает «маленькое серебро».

Присутствие платины: изобилие в природе и вокруг нас

В таблице ниже показано содержание платины во Вселенной, на Солнце, в метеоритах, Земная кора, океаны и тело человека.

Кристаллическая структура платины

Твердотельная структура Platinum представляет собой Face Centered Cubic.

Кристаллическую структуру можно описать с точки зрения ее элементарной ячейки. Единичные клетки повторяются в три объемное пространство для формирования конструкции.

Параметры ячейки

Элементарная ячейка представлена ​​в терминах ее параметров решетки, которые являются длинами ячейки края Постоянные решетки ( a , b и c )

и б в
392. 42 392,42 392,42 вечера

и углы между ними Углы решетки (альфа, бета и гамма).

альфа бета гамма
π/2 №/2 №/2

Положения атомов внутри элементарной ячейки описываются набором положений атомов ( x i , y i , z i ), измеренные от опорной точки решетки.

Свойства симметрии кристалла описываются понятием пространственных групп. Все возможное симметричное расположение частиц в трехмерном пространстве описывается 230 пространственными группами (219 различных типов или 230, если хиральные копии считаются различными.

Атомные и орбитальные свойства платины

атома платины имеют 78 электронов и структура электронной оболочки [2, 8, 18, 32, 17, 1] с атомным символом (квантовыми числами) 3 D 3 .

Оболочечная структура платины – количество электронов на энергию уровень

нет с р д ф
1 К 2
2 л 2 6
3 М 2 6 10
4 Н 2 6 10 14
5 О 2 6 9
6 Р 1

Электронная конфигурация основного состояния платины – нейтральная Атом платины

Электронная конфигурация нейтрального атома платины в основном состоянии [Хе] 4f14 5d9 6s1. Часть конфигурации платины, которая эквивалентна благородному газу предшествующий период обозначается аббревиатурой [Xe]. Для атомов с большим количеством электронов это нотация может стать длинной, поэтому используется сокращенная нотация. Это важно, поскольку это валентные электроны 4f14 5d9 6s1, электроны в внешняя оболочка, определяющая химические свойства элемента.

Полная электронная конфигурация нейтральной платины

Полная электронная конфигурация в основном состоянии для атома платины, Полная электронная конфигурация

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 4f14 5d9 6s1

Атомная структура платины

Атомный радиус платины

составляет 177 пм, а ковалентный радиус — 128 пм.

Атомный спектр платины

Химические свойства платины

: Энергии ионизации платины и сродство к электрону

Сродство к электрону платины составляет 205,3 кДж/моль.

Энергия ионизации платины

Энергии ионизации платины

см. в таблице ниже.
Номер энергии ионизации Энтальпия – кДж/моль
1 870
2 1791

Физические свойства платины

Физические свойства платины см. в таблице ниже.

Плотность 21.09 г/см3
Молярный объем 9,24978662873 см3

Упругие свойства

Твердость платины. Испытания для измерения твердости элемента

Электрические свойства платины

Платина является проводником электричества. Ссылаться на стол ниже для электрических свойств платины

Свойства теплопроводности и теплопроводности платины

Платина Магнитные свойства

Оптические свойства платины

Акустические свойства платины

Тепловые свойства платины – энтальпии и термодинамика

Тепловые свойства платины

см. в таблице ниже.

Энтальпии платины

Изотопы платины – ядерные свойства платины

Изотопы родия.Встречающаяся в природе платина имеет 5 стабильный изотоп – 192Пт, 194Пт, 195Пт, 196Пт, 198Пт.

Изотоп Масса изотопов % Изобилие Т половина Режим затухания
166Пт  
167Пт  
168Пт  
169Пт  
170Пт  
171Пт  
172Пт  
173Пт  
174Пт  
175Пт  
176Пт  
177Пт  
178Пт  
179Пт  
180Пт  
181Пт  
182Пт  
183Пт  
184Пт  
185Пт  
186Пт  
187Пт  
188Пт  
189Пт  
190Пт   0. 014%
191Пт  
192Пт   0. 782% Стабильный Н/Д
193Пт  
194Пт   32. 967% Стабильный Н/Д
195Пт   33. 832% Стабильный Н/Д
196Пт   25. 242% Стабильный Н/Д
197Пт  
198Пт   7. 163% Стабильный Н/Д
199Пт  
200Пт  
201Пт  
202Пт  

Нормативно-правовое регулирование и здоровье – Параметры и рекомендации по охране здоровья и безопасности

Поиск по базе данных

Список уникальных идентификаторов для поиска элемента в различных базах данных химических реестров

Изучите нашу интерактивную периодическую таблицу

Сравнение элементов периодической таблицы

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Платина — Атомный номер — Атомная масса — Плотность платины

Атомный номер платины

Платина — химический элемент с атомным номером 78 , что означает, что в атомной структуре 78 протонов и 78 электронов.Химический символ для платины — это Pt .

Поскольку количество электронов отвечает за химическое поведение атомов, атомный номер идентифицирует различные химические элементы.

Как атомный номер определяет химическое поведение атомов?

Атомная масса платины

Атомная масса платины 195,078 ед.


Обратите внимание, что каждый элемент может содержать больше изотопов. Следовательно, эта результирующая атомная масса рассчитывается на основе встречающихся в природе изотопов и их распространенности.

Единицей измерения массы является атомная единица массы (а.е.м.) . Одна атомная единица массы равна 1,66 х 10 -24 граммов. Одна единая атомная единица массы составляет приблизительно  массы одного нуклона (либо отдельного протона, либо нейтрона) и численно эквивалентна 1 г/моль.

Для 12 C атомная масса точно равна 12u, так как по ней определяется единица атомной массы. Для других изотопов изотопная масса обычно отличается и обычно находится в пределах 0.1 ед массового числа. Например, 63 Cu (29 протонов и 34 нейтрона) имеет массовое число 63, а изотопная масса в основном ядерном состоянии составляет 62, ед.

Различие между массовым числом и изотопной массой, известное как дефект массы, объясняется двумя причинами:

  1. Это увеличивает массу ядер с большим количеством нейтронов, чем протонов, относительно шкалы единиц атомной массы, основанной на 12 C с равным количеством протонов и нейтронов.
  2. Энергия связи между ядрами различается. Ядро с большей энергией связи имеет меньшую общую энергию и, следовательно, меньшую массу в соответствии с соотношением эквивалентности массы и энергии Эйнштейна E  = mc 2 . Для 63 Cu, атомная масса меньше 63, поэтому этот фактор должен быть доминирующим.

Число атомной массы определяет прежде всего атомную массу атомов. Массовое число различно для каждого изотопа химического элемента.

Как атомная масса определяет плотность материалов?

Плотность платины

Плотность платины 21,09 г/см 3 .

Типичные плотности различных веществ при атмосферном давлении.

Плотность  определяется как  масса на единицу объема . Это  интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, деленная на объем:

ρ = m/V

вещества, деленное на общий объем (V), занимаемый этим веществом. Стандартная единица СИ составляет килограммов на кубический метр ( кг/м 3 ). Стандартная английская единица измерения – фунтов массы на кубический фут ( фунтов/фут 3 ).

см. Также: что такое плотность

см. Также: самые плотные материалы земли

Platinum – Свойства Summary

Element

4 Platinum

42 4 Термальные свойства
атомное число 78
Символ PT PT
Элемент категории Переходный металл
этап на STP Сплошное
атомная масса [AMU] 195.078
Плотность на STP [G / CM3] 21.09
Электронная конфигурация [XE] 4F14 5D9 6S1
Возможные окисленные состояния +2,4
Электронная аффинность [ KJ / MOL] 205. 3
2.28
1st Ионизация энергии [EV] 9
Год открытия 1735
Illoa Ulloa , Antonio de
Point [Celsius Scale] 1772
Точка кипения [Celsius Scale] 3827
теплопроводность [W / M K] 72
Удельная теплоемкость [Дж/г·К] 0.13
Тепловое тепло [KJ / MOL] 19.6
Тепловое тепло [KJ / MOL] 510

Platinum в периодической таблице



Платина – информация об элементе, свойства и использование

Стенограмма:

Химия в ее стихии: платина

(Промо)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет – светлые волосы, дорогие украшения, новое поколение катализаторов и противораковых препаратов плюс ошибка, которая очень дорого обошлась испанским конкистадорам. Вы уже заметили связь? Если нет, то вот Кэтрин Хэкстон.

Кэтрин Хэкстон

Платина как металл говорит о престиже, ценности и силе. Альбом стал платиновым, платиновыми годовщинами свадьбы и высоко ценимыми платиновыми украшениями, такими как кольца и часы Rolex.

Платина для химика совсем другое вещество. Металл платины имеет серебристо-белый цвет и не окисляется, что делает его очень привлекательным для ювелирных изделий. Он более ценен, чем серебро, но его цены более волатильны, чем золото. Платина обладает широкой химической стойкостью, хотя металл может растворяться в царской водке, сильнокислой смеси азотной и соляной кислот, образуя платинохлористоводородную кислоту, и имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, превышающую две тысячи градусов по Цельсию.

Испанские конкистадоры в 16 -м веке считали платину помехой, белым металлом, получаемым при промывке золота и трудно отделяемым от золота. Его назвали Platina, уменьшительное от Plata, испанского слова, обозначающего серебро. Платину считали незрелым золотом, и ее бросали обратно в реки в надежде, что она продолжит созревать в золото. Есть неофициальные свидетельства того, что золотые прииски закрывались из-за загрязнения платиной.

Свойства платины позволяли ей не поддаваться идентификации и классификации до 18 -го -го века.Его высокая температура плавления и широкая химическая стойкость означали, что получение чистого образца металла было затруднено. Место платины как драгоценного металла впервые было установлено в 18 -м веке Хенриком Шеффером, которому удалось расплавить или сплавить платину, добавив мышьяк. Три химика, Лавуазье, Сеген и Мюнье, начали совместную работу в конце 18 -го -го века, чтобы улучшить конструкцию своих печей, чтобы можно было плавить платину без использования флюсов, таких как мышьяк. Французский химик Лавуазье обратился за помощью к Джосайе Веджвуду, основателю гончарного дела Веджвуда, и попросил глину, которую можно было бы использовать для изготовления сосудов, способных выдерживать высокие температуры, необходимые для плавления платины. Позже Сеген запросил детали того, какое топливо может гореть достаточно горячим, а также дополнительные подробности о создании максимально горячего пламени. Лавуазье удалось расплавить платину, используя кислород для увеличения тепла в печи, но пройдет еще много лет, прежде чем можно будет найти процесс для производства коммерческих количеств.Конечно, это было до обезглавливания Лавуазье в разгар Французской революции в 1794 году. В 1792 году Французская академия наук получила партию платины от Марка-Этьена Жанети, мастера-ювелира из Парижа. Джанети удалось разработать способ производства пригодной для обработки платины с использованием мышьяка и способ последующего удаления мышьяка с ограниченным успехом. По иронии судьбы те самые свойства, которые делают платиновый металл таким желанным, вызвали столько трудностей у его первооткрывателей. Король Франции Людовик XVI считал, что платиновый металл подходит только для королей, отчасти из-за трудностей работы с чистыми образцами.

В 1859 году Девиль и Дебрэ описали метод плавки до 15 кг платины с использованием печи, футерованной известью, кислородом и угольным газом в качестве топлива. В 19 веке также был разработан первый топливный элемент с использованием платиновых электродов. Топливные элементы производят электричество посредством электрохимических реакций, часто с использованием платины в качестве нереактивных электродов, и сегодня представляют собой важную область исследований в области экологически чистых технологий и более чистых и экологичных источников энергии.Стали цениться те самые свойства платины, из-за которых с ней было так трудно работать, и платина использовалась для лабораторного оборудования и других применений, где требовалась ее широкая химическая стойкость. Джонсон Матти усовершенствовал методы разделения и очистки металлов платиновой группы, и в 1879 году Матти изготовил стандартный измерительный метр из сплава платины и иридия.

Соединения платины хорошо задокументированы, возможно, не более, чем цис-диамминдихлорплатина(II), цисплатин.В начале 1960-х годов Барнетт Розенберг проводил эксперименты на бактериях, измеряя влияние электрического тока на рост клеток. Было замечено, что бактерии E.coli были аномально длинными во время эксперимента, что нельзя было объяснить электрическим током. Дальнейшее исследование показало, что в результате реакции буфера и платинового электрода образовался ряд соединений платины, а последующая характеристика этих соединений выделила цисплатин.Было обнаружено, что цисплатин ингибирует деление клеток, вызывая удлинение бактерий, и был протестирован на мышах на противораковые свойства. Это было в разгар стремления к новым лекарствам от рака и программам скрининга новых химиотерапевтических агентов. Первоначальные эксперименты потерпели неудачу из-за слишком высокой дозы, но в конце концов были получены доказательства для цисплатина. Цисплатин сегодня широко используется для лечения эпителиальных злокачественных новообразований с выдающимися результатами в лечении рака яичка. Цисплатин — это замечательная история о счастливой случайности в научных исследованиях и прекрасный пример того, как нельзя управлять крупными прорывами.Успех цисплатина породил поиск новых противоопухолевых соединений платины, в результате которых на сегодняшний день были получены оксалиплатин и карбоплатин с несколькими другими соединениями, находящимися на разных стадиях разработки. Химическое наследие платины выходит далеко за рамки медицинской химии.

За последние 50 лет в промышленности широкое распространение получили платиновые катализаторы, которые используются для повышения октанового числа бензина и производства первичного сырья для пластмассовой промышленности. Платина играет важную роль во многих промышленных товарах, на которые мы сегодня опираемся.Нобелевская премия по химии была присуждена в 2007 году Герхарду Эртлю, работа которого включала исследование окисления монооксида углерода на платиновых поверхностях. Металлы платиновой группы также входят в состав многих автокатализаторов, преобразующих выхлопные газы автомобилей в менее вредные вещества.

И наше увлечение платиной как редким и прочным металлом продолжается. Термин «платиновая блондинка» появился в 1930-х годах, когда актрисы с платиновыми украшениями стали звездами вновь придуманных говорящих картинок.Гибель «Титаника» вызвала публичный траур, в том числе новую моду на черно-белые украшения. Платиновый металл стал популярным в таких изделиях из-за его бледного цвета. Совсем недавно этот металл был выбран для обручальных колец Элвиса и Присциллы Пресли, и сегодня он остается синонимом качества и богатства.

Крис Смит

Удивительно, что испанские колонисты выбрасывали эти вещи. Это была Кэтрин Хэкстон из Кильского университета с историей Platinum.На следующей неделе пришло время заново пережить школьные годы.

Брайан Клегг

Если бы существовала конкуренция за химический элемент, который чаще всего вызывает рев у школьников, то победителем был бы германий. Неизбежно, что вещество с атомным номером 32 довольно часто называют цветковым растением под общим названием герань. Всего одна буква отличает цветок герани от элемента германия — достаточно простая ошибка.

Вы можете сказать это цветами и подарить кому-то герань, но вы, скорее всего, будете общаться по современной оптоволоконной телефонной линии, и тогда на всем пути будет германий.

Крис Смит

В самом деле, и вы можете скачать рассказ Брайана Клегга о германии, вероятно, тоже по оптоволоконному кабелю, потому что он будет здесь на следующей неделе на Химию в ее элементах. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Акция)

(Конец акции)

Физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе составили карту атомной структуры сплава

В мире очень маленьких совершенство встречается редко: практически все материалы имеют дефекты на атомном уровне.Эти несовершенства — отсутствующие атомы, атомы одного типа заменены на другой и смещенные атомы — могут однозначно определять свойства и функции материала. Теперь физики и сотрудники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе нанесли на карту координаты более 23 000 отдельных атомов в крошечной железо-платиновой наночастице, чтобы выявить дефекты материала.

Результаты показывают, что положения десятков тысяч атомов могут быть точно идентифицированы, а затем использованы в расчетах квантовой механики для корреляции несовершенств и дефектов со свойствами материала на уровне одного атома.Это исследование будет опубликовано 2 февраля в журнале Nature.

Цзяньвэй «Джон» Мяо, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и член Калифорнийского института наносистем Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, возглавил международную группу по картированию деталей биметаллической наночастицы на атомном уровне, более триллиона которых может уместиться в одной крупице. песка.

«Никто раньше не видел такой сложной трехмерной структуры с такой детализацией», — сказал Мяо, который также является заместителем директора Научно-технического центра функциональной визуализации в реальном времени. Этот новый консорциум, финансируемый Национальным научным фондом, состоит из ученых Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и пяти других колледжей и университетов, которые используют изображения с высоким разрешением для решения вопросов в области физических наук, наук о жизни и инженерии.

► Связано: физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе впервые определили трехмерное положение отдельных атомов

Мяо и его команда сосредоточились на сплаве железа и платины, очень перспективном материале для магнитных носителей информации следующего поколения и приложений с постоянными магнитами.

Сделав несколько изображений железо-платиновой наночастицы с помощью передового электронного микроскопа в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и используя мощные алгоритмы реконструкции, разработанные в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, исследователи определили точное трехмерное расположение атомов в наночастице.

Рид Хатчинсон/UCLA

Цзяньвэй «Джон» Мяо

«Впервые мы можем видеть отдельные атомы и химический состав в трех измерениях. Все, на что мы смотрим, новое», — сказал Мяо.

Группа идентифицировала и локализовала более 6 500 атомов железа и 16 600 атомов платины и показала, как атомы расположены в девяти зернах, каждое из которых содержит различное соотношение атомов железа и платины. Мяо и его коллеги показали, что атомы ближе к внутренней части зерен расположены более правильно, чем атомы ближе к поверхности. Они также заметили, что границы между зернами, называемые границами зерен, более неупорядочены.

«Понимание трехмерных структур границ зерен является серьезной проблемой в материаловедении, поскольку они сильно влияют на свойства материалов», — сказал Мяо.«Теперь мы можем решить эту проблему, впервые точно определяя трехмерные положения атомов на границах зерен».

Затем исследователи использовали трехмерные координаты атомов в качестве входных данных для расчетов квантовой механики, чтобы определить магнитные свойства наночастицы железо-платина. Они наблюдали резкие изменения магнитных свойств на границах зерен.

«Эта работа существенно расширяет возможности характеризации и расширяет наше фундаментальное понимание взаимосвязей между структурой и свойствами, что, как ожидается, найдет широкое применение в физике, химии, материаловедении, нанонауке и нанотехнологии», — сказал Мяо.

В будущем, поскольку исследователи продолжат определять трехмерные атомные координаты большего количества материалов, они планируют создать онлайн-банк данных для физических наук, аналогичный банкам данных белков для биологических наук и наук о жизни. «Исследователи могут использовать этот банк данных для изучения свойств материалов на уровне отдельных атомов», — сказал Мяо.

Мяо и его команда также надеются применить свой метод под названием GENFIRE (Обобщенная итеративная реконструкция Фурье) в биологических и медицинских приложениях.«Наш алгоритм трехмерной реконструкции может быть полезен для визуализации, такой как компьютерная томография», — сказал Мяо. По сравнению с обычными методами реконструкции GENFIRE требует меньше изображений для составления точной трехмерной структуры.

Это означает, что радиационно-чувствительные объекты можно визуализировать с меньшими дозами радиации.

Соавторами исследования являются Yongsoo Yang, Rui Xu, AJ Pryor, Li Wu и Jihan Zhou, все из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе; Мэри Скотт, Колин Офус и Питер Эрциус из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли; Чиен-Чунь Чен из Национального университета имени Сунь Ятсена; Фань Сунь и Хао Цзэн из Университета Буффало; Маркус Эйзенбах и Пол Кент из Окриджской национальной лаборатории; Вольфганг Тайс из Бирмингемского университета; и Ренат Сабирьянов из Университета Небраски в Омахе.

Эта работа была поддержана Управлением фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики США (гранты DE-SC0010378, DE-AC02—05Ch21231 и DE-AC05-00OR22725), а также Отделом исследования материалов Национального научного фонда США (гранты DMR- 1548924 и DMR-1437263).

(a) Атомные структуры объемно-терминированной поверхности Pt 3 Ti (111)…

Контекст 1

. .. смоделировали объемно-терминированную 111 поверхность кристалла Pt 3 Ti с поверхностной плитой, имеющей две поверхности в периодической суперячейке, в которой было восемь атомных слоев и вакуум толщиной 12 Å в направлении 111, нормальном к поверхности.На каждом атомном слое было четыре атома, три атома Pt и один атом Ti в поверхностной элементарной ячейке, как показано на рис. 1а. Кроме того, мы смоделировали поверхности Pt 3 Ti 111 с сегрегацией Pt, заменив самый внешний слой Pt 3 Ti 111 с объемными выводами на слой чистой Pt, т.е. четыре атома Pt, но не атомы Ti. Затем мы полностью расслабили атомарные структуры всех смоделированных поверхностных плит с помощью метода DFT. Сравнение энергий этих оптимизированных поверхностей…

Контекст 2

…Таким образом, сегрегация атомов Pt к внешнему слою поверхности Pt 3 Ti 111 была достигнута за счет миграции Pt-антисайтов на поверхность. Антиузел представляет собой нестехиометрический структурный дефект, существующий в упорядоченных сплавах. 48 В этой работе антиузел Pt, обозначенный как Pt Ti, относится к атому Ti, замещенному атомом Pt в упорядоченном кристалле Pt 3 Ti (рис. 1b), а антиузел Ti, обозначенный как Ti Pt, относится к атому Pt, замещенному атом Рис. 1в. Для этого маршрута энергия поверхностной сегрегации оценивалась как разность энергий между моделью поверхностной пластины Pt 3 Ti 111, имеющей антиузельный дефект в области поверхности в первом, втором и третьем атомных слоях, и моделью, имеющей анти- …

Контекст 3

… был получен путем миграции антисайтов Pt на поверхность. Антиузел представляет собой нестехиометрический структурный дефект, существующий в упорядоченных сплавах. 48 В этой работе антиузел Pt, обозначенный как Pt Ti, относится к атому Ti, замещенному атомом Pt в упорядоченном кристалле Pt 3 Ti (рис. 1b), а антиузел Ti, обозначенный как Ti Pt, относится к атому Pt, замещенному атом Рис. 1в. Для этого маршрута энергия поверхностной сегрегации оценивалась как разность энергий между моделью поверхностной пластины Pt 3 Ti 111, имеющей антиузельный дефект в области поверхности в первом, втором и третьем атомных слоях, и моделью, имеющей антиузельный дефект. в объемной области на четвертом атомном слое.Мы перечислили в Таблице II …

Quia – Химия – Атомная структура, pt. 2 (10-4-07)

A B
Закон определенного состава Соединение всегда содержит одни и те же элементы в одних и тех же пропорциях по массе.
Закон сохранения массы В химической реакции масса образовавшегося соединения всегда равна массе элементов, объединенных для образования этого соединения массовое соотношение одних и тех же элементов в обоих соединениях всегда является целым числом.
Далтон сказал, что все элементы сделаны из _____ атомы
Dalton сказали, что атомы _____ неразрушимые
Далтон сказал, что атомы 1 элемента _____ идентичны
Далтон сказал атомы Различные элементы _____ Разные
Dalton Указанные атомы сочетаются в форме _____ Соединения в простом целом Соотношение
Dalton Указанная химическая реакция возникает, когда атомы _____ Refrange
Electrons имеют _____ заряд . отрицательный
Томпсон открыл электрон с помощью _____ электронно-лучевой трубки
Электрон очень _____. свет
Гольдштейн и Резерфорд поняли, что, поскольку атомы намного тяжелее, чем просто электроны, и что атомы нейтральны, в атоме должна быть _____ другая частица
Протоны имеют _____ заряд. положительный
Протоны _____ не только электроны. намного тяжелее
Атомы _____. нейтральный
Нейтроны имеют _____ нейтральный заряд
Все атомы после H имеют нейтроны, которые _____, чем просто протоны. Heaverier
Нейтрон имеет ту же массу, что и _____ Proton
атомный номер равен _____ Количество протонов
атомный номер определяет _____ элементы
нейтральный атом, количество _____ равно количеству _____ протонов, электронов
Придать атому заряд, добавить или отнять _____ электронов
положительный заряд
Анион означает атом _____ с отрицательным зарядом
массовое число равно _____ число протонов плюс число нейтронов
атом равно _____ протоны, но другое число нейтронов, чем другие атомы этого элемента. ISOTOPE
AMUS подставки для _____ атомные массовые агрегаты
AMU является относительным масштабом на основе _____ углерода
один AMU равен _____ 1/12 масса 1 Атом из углерода-12
Элементы в природе являются смесью _____ 2 или более изотопов 2 или более изотопов
атомная масса, представленные на периодической таблице _____ средневзвешенное средневзвешенное из всех естественных изотопов
Dalton думал, что атом неделим, потому что _____ люди тогда не знали о существовании протонов, нейтронов и электронов
Дальтон представлял атом как _____ твердый шар
Томпсон думал об электроне ____ встроены в рыхлую массу протонов.
Томпсон не знал о существовании _____ нейтронов, потому что они еще не были обнаружены
_____ выстреливали альфа-частицами через золотую фольгу. Резерфорд
Альфа-частицы _____ очень маленькие, плотные, (+) заряженные частицы золотая фольга
Что на самом деле произошло в эксперименте Резерфорда? Около 99% альфа-частиц прошло, но некоторые не прошли _____ ядро ​​
Ядро Резерфорда поместило _____ в центр атома. MASS и (+)
Ядро окружено _____ Свободное облако электронов
Большинство атома _____ пустое пространство
BOHR обнаружил, что электроны в _____ орбит
Бор обнаружил, что каждая орбита имеет определенную энергию
На орбитах электрона энергия _____ по мере удаления от ядра.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.