Решение

Если данный элемент проявляет переменную степень окисления и образует несколько оксидов и гидроксидов, то с увеличением степени окисления свойства последних меняются от основных к амфотерным и кислотным. Это объясняется характером электролитической диссоциации гидроксидов ЭОН, которая в зависимости от сравнительной прочности и полярности связей Э-О и О-Н может протекать по двум типам:

ЭОН ⇄ Э⁺ + OH^– (I)

ЭОН ⇄ ЭО^– + Н⁺ (II)

Полярность связей, в свою очередь, определяется разностью электроотрицательностей компонентов, размерами и эффективными зарядами атомов. Диссоциация по кислотному типу (II) протекает, если E_он- < E_эо- (высокая степень окисления), а по основному типу, если Е_он- > Е_эо- (низкая степень окисления). Если прочности связей О-Н и Э-О близки или равны, диссоциация гидроксида может одновременно протекать и по (I), и по (II) типам. В этом случае речь идет об амфотерных электролитах (амфолитах):

Э ^{n +} + n ОН^– ⇄ Э(ОН) _n ⇄ Н _n ЭО _n ⇄ n Н⁺ + ЭО _n^{n -}

как основание как кислота

где Э – элемент, n – его положительная степень окисления. В кислой среде амфолит проявляет основной характер, а в щелочной среде – кислый характер:

Zn(OH)₂ + 2HCl ⇄ ZnCl₂ + 2H₂O

Zn(OH)₂ + 2NaOH ⇄ Na₂ZnO₂ + 2H₂O

Пример 5

Какую валентность, обусловленную неспаренными электронами, может проявлять фосфор в нормальном и возбужденном состоянии?

Решение

Распределение электронов внешнего энергетического уровня фосфора 3s²3р³ (учитывая правило Хунда) по квантовым ячейкам имеет вид

3s 3p 3d

₁₅Р ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓

Атомы фосфора имеют свободные d-орбитали, поэтому возможен переход одного 3s- электрона в 3d- состояние:

3s 3p 3d

₁₅Р ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓

Таким образом, валентность фосфора в основном состоянии равна трем, а в возбужденном – пяти.

Пример 6

Какое строение имеют молекулы типа АВ_n, если связь в них образуется за счет sp -, sp ²-, sp ³- гибридизации орбиталей атома А?

Решение

Пример 7

Определите вид гибридизации электронных облаков и пространственную структуру молекулы SiCl₄.

Решение

В возбужденном состоянии структура внешнего энергетического уровня атома кремния следующая (3s¹3р³):

3s 3p

↑ ↑ ↑ ↑ ↓

В образовании химических связей в атоме кремния участвуют электроны третьего внешнего энергетического уровня: один s - и три p -электрона. При образовании молекулы SiCl₄ возникают четыре гибридных электронных облака (sp ³ –гибридизация), расположенных в пространстве тетраэдрически.