Молибден (стр. 1 из 6)
Химический элемент № 42, Мо
ЗАДАНИЕ.
4.Электронное строение атома.
4.1. Составьте электронную формулу данного элемента.
4.2. Дайте объяснение физического смысла всех индексов у данного химического элемента в системеД.И. Менделеева (порядковый номер, номер периода, номер группы, принадлежность к группе «А» или «Б»). Определите возможность «Эффекта провала электрона».
4.3. Выделите валентные подуровни в электронной формуле атома химического элемента, определитепринадлежность химического элемента к типу s-, p-, d-, f-элементов.
4.4. Напишите наборы квантовых чисел для всех валентных электронов.
4.5. Определите принадлежность химического элемента к металлам или неметаллам, спрогнозируйтевеличины степени окисления.
4.6. Распределите валентные электроны атома химического элемента по энергетическим ячейкам в соответствии с принципом наименьшей энергии и правилом Гунда.
4.7. Прогнозируйте тип гибридизация валентных атомных орбиталей при образовании бинарных соединений (фторидов, хлоридов и др.).
5. Соединение данного химического элемента с неметаллами.
5.1. С водородом.
5.2. С галогенами.
5.3. С серой.
5.4. С азотом.
5.5. С углеродом.
5.6. С кислородом.
6. Оксиды и гидроксиды данного химического элемента.
6.1. Запишите ряд оксидов данного химического элемента (прогноз по электронной формуле иковалентности).
6.2. Прогнозируйте характер оксидов (основной, кислотный, амфотерный) по величине Э.О. и правилухимических свойств ряда оксидов.
6.3. Запишите соответствующие гидроксиды (основания и кислоты). Определите принадлежность к сильнымили слабым электролитам.
6.4. Составьте уравнения реакций, подтверждающих характер гидроксидов о молекулярном и ионном виде.
6.5. Напишите уравнения реакций электролитической диссоциации гидроксидов.
7. Может ли данный химический элемент образовывать комплексные соединения? Если да, то, какие(кислоты, основания, соли)? Приведите примеры.
8. Напишите уравнения реакций гидролиза соли 
по 1-ой стадии в молекулярном и ионном виде с учетомвсех равновесий. Рассчитайте рН среды при гидролизе этой соли (0,01моль/л). Как усилить гидролиз?
9. Окислительно-восстановительные реакции.
9.1. Дайте оценку восстановительных свойств Мо и окислительно-восстановительных свойств его ионов в зависимости от его рН среды (используйте справочные характеристики).
9.2. Составьте уравнения 3-х окислительно-восстановительных реакций ( с использованием вещества содержащего ионы данного металла) при рН>7, рН=7, рН<7.
Предварительно рассчитайте Е0 химической реакции, используя метод электронно-ионного баланса.
10. Электрохимические свойства металла.
10.1. прогнозируйте отношение данного металла в компактном виде к атмосфере сухого воздуха (при комнатной температуре и нагревании), к влаге (без аэрации и при аэрации), к неокислительным и окислительным кислотам (на холоду и при нагревании), к растворам и расплавам щелочей.
10.2. Опишите процесс измерения стандартного электродного потенциала данного металла Cu и дайте термодинамический расчет этой величины.
10.3. Составьте и опишите схему гальванического элемента из металлического электрода данного металла и электродной системы С,
10.4. Опишите процесс электрохимической коррозии при контакте металла и изделия из Mg во влажной среде (Без аэрации и при аэрации). PH=10
10.5. Опишите процесс электролиза с учетом перенапряжения.
Электролит – раствор PH= 4, 5
Электроды: катод – Сu,
анод – Zn.
11. Применение.
РЕШЕНИЕ
4.Электронное строение атома.
4.1. Составьте электронную формулу данного элемента.
Порядковый номер элемента в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева равен 42. Это значит, в молекуле молибдена будет 42 электрона.
Электронная формула молибдена будет такова:
Составим также его электронно – графическую формулу:
На рисунке выше приведена электронно – графическая формула молибдена.
4.2. Дайте объяснение физического смысла всех индексов у данного химического элемента в системеД.И. Менделеева (порядковый номер, номер периода, номер группы, принадлежность к группе «А» или «Б»). Определите возможность «Эффекта провала электрона».
Порядковый номер химического элемента в периодической системе химических элементов – 42. у молибдена на электронных уровнях находится 42 электрона, а в ядре должно находится также 42 протона.
Молибден расположен в периодической системе химических элементов в пятом периоде, это значит, что у него будет пять электронных слоев с расположенными на них электронами. Главное квантовое число внешнего электронного уровня равно 5.
Молибден расположен в шестой группе, побочной подгруппе. Молибден относят к элементам подгруппы хрома , в которую входят хром, молибден и вольфрам, которые обладают похожими свойствами. У него будет на электронных уровнях один s-электрон и 5 d-электронов на пред внешнем уровне.
В состав ядра атома изотопа молибдена-96 входят 42 протона (p) и 54 нейтрона (n):
, где массовое число и порядковый номер элемента (число протонов) обозначают числовыми индексами слева от символа химического элемента; верхний индекс означает массовое число, нижний – заряд ядра. Количество нейтронов ядра элементов определяют по массовому числу элемента за вычетом количества протонов.Таким образом, в состав атома молибдена входят ядро, состоящее из 42 протонов, 54 нейтронов и электронное облако, представленное 42 электронами.
Вследствие устойчивости d5-конфигурации энергетически оказывается более выгодным переход одного из ns-электронов в (n-1) d-состояние. Поэтому молибден, как и хром в s-состоянии внешнего уровня имеют по одному, а в предпоследнем слое по 13 электронов. Таким образом, имеет место «проскок» электрона:
Проскок электрона можно объяснить с точки зрения квантово-механических представлений повышенной энергетической стабильностью конфигурации: 4d5.
4.3. Выделите валентные подуровни в электронной формуле атома химического элемента, определитепринадлежность химического элемента к типу s-, p-, d-, f-элементов.
Покажем расположение валентных электронов в атоме молибдена. Как видно из электронной формулы моилбден относится к d-элементам, поскольку у него заполняется 4d-подуровень.
На приведенном рисунке эллипсом выделено расположение валентных электронов в атоме молибдена. Как видно в создании химической связи будут брать участие электроны как 5s- так и 4d-подуровня.
4.4. Напишите наборы квантовых чисел для всех валентных электронов.
У атома молибдена будет разное количество валентных электронов приразных степе5нях окисления, до шести включительно. Запишем наборы квантовых чисел для этих электронов.
Сначала рассмотрим электроны на 5s-подуровне. Главное квантовое число равно 5 и химический элемент находится в 5 периоде периодической системы химических элементов. Поскольку в молибдена валентный электрон расположен на s-подуровне то его орбитальное квантовое число имеет значение равное 0. Поскольку электрон будет только один, то его спин будет иметь значение ms = +1/2. Поскольку ml= 0 то у элемента не будет других подуровней кроме s-подуровня.
Набор квантовых чисел будут иметь вид:
n = 5; l = 0; ml= 0; ms = +1/2.
Рассмотрим электроны на 4d-подуровне. Их количество равно 5. главное квантовое число п равно 4,
. Орбитальное квантовое число равно 
и орбитальное квантовое число может принимать значения равные 0, 1, 2, 3. магнитное квантовое число может принимать значения в пределах от +lдо -l. Поскольку 
то ml= -2, -1, 0, +1, +2. Согласно правила Хунда суммарный спин должен быть максимальным, поэтому мы можем считать, что спин электронов будет равен +1/2.Запишем наборы квантовых чисел для электронов.
n = 5; l = 2; ml= -2 ; ms = +1/2.
n = 5; l = 2; ml= -1 ; ms = +1/2.
n = 5; l = 2; ml= 0 ; ms = +1/2.
n = 5; l = 2; ml= +1 ; ms = +1/2.
n = 5; l = 2; ml= +2 ; ms = +1/2.
4.5. Определите принадлежность химического элемента к металлам или неметаллам, спрогнозируйтевеличины степени окисления.
Поскольку молибден расположен в шестой группе периодической системы, и не в главной подгруппе, а в побочной, то он относится к металлам. В химических реакциях он будет проявлять металлические свойства. Для металлов более приемлема отдача электронов. Поэтому молибден может отдавать максимум шесть электронов с
- подуровня и с 4d-подуровня. Поэтому молибден будет проявлять степень окисления +2, +3, +4, +5, +6. соединения с этими степенями окисления обладают разной стойкостью, наиболее стойкими будут соединения с степенью окисления равной +6.