Как определить общее число электронов в ионе?
В ионе общее число электронов определяется суммой общего числа электронов атомов этого иона, и зарядом иона.
При этом нужно учесть, что положительный заряд иона означает, что электронов в ионе не достаточно (т.е. их не хватает). И наоборот: отрицательный заряд иона означает, что в ионе избыток электронов. Это связано с тем, что электрон имеет отрицательный заряд, а ядра атомов – положительный заряд.
Поэтому формулу для определения общего числа электронов в ионе нужно записать в виде:
Ne(иона) = Ne(атома) – Z (иона)
Где: Ne(иона) – общее число электронов в ионе, Ne(атома) – общее число электронов в атоме, Z (иона) – заряд иона.
Для сложных ионов (ионов соединений) формула примет вид:
Ne(иона) = x * Ne(атома A) + y * Ne(атома B) + z * Ne(атома C) + … – Z (иона)
Где: Ne(иона) – общее число электронов в ионе, Ne(атома A) – общее число электронов в атоме A, x – число атомов A в ионе; Ne(атома B) – общее число электронов в атоме B, y – число атомов B; Ne(атома C) – общее число электронов в атоме C, z – число атомов C; Z (иона) – заряд иона.
Примеры
Чему равно общее число электронов в ионах железа Fe2+ и Fe3+?
В периодической системе железо имеет №26. Таким образом, заряд ядра атома железа +26 (в ядре атома 26 протонов).
Ne(Fe2+) = Ne(Fe) – Z (Fe2+) = 26 – 2 = 24
Ne(Fe3+) = Ne(Fe) – Z (Fe3+) = 26 – 3 = 23
Число электронов в ионе калия K+: Ne(K+) = Ne(K) – Z (K+) = 19 – 1 = 18
Число электронов в ионе натрия Na+: Ne(Na+) = Ne(Na) – Z (Na+) = 11 – 1 = 10
Число электронов в ионе кальция Ca2+: Ne(Ca2+) = Ne(Ca) – Z (Ca2+) = 20 – 2 = 18
Число электронов в ионе меди Cu2+: Ne(Cu2+) = Ne(Cu) – Z (Cu2+) = 29 – 2 = 27
Число электронов в ионе цинка Zn2+: Ne(Zn2+) = Ne(Zn) – Z (Zn2+) = 30 – 2 = 28
Число электронов в ионе алюминия Al3+: Ne(Al3+) = Ne(Al) – Z (Al3+) = 13 – 3 = 10
Число электронов в ионе хрома Cr3+: Ne(Cr3+) = Ne(Cr) – Z (Cr3+) = 24 – 3 = 21
Число электронов в ионе фтора F–: Ne(F–) = Ne(F) – Z (F–) = 9 – (-1) = 9 + 1 = 10
Число электронов в ионе хлора Cl–: Ne(Cl–) = Ne(Cl) – Z (Cl–) = 17 – (-1) = 17 + 1 = 18
Число электронов в ионе серы S2-: Ne(S2-) = Ne(S) – Z (S2-) = 16 – (-2) = 16 + 2 = 18
Число электронов в ионе SO42-: Ne(SO42-) = Ne(S) + 4 * Ne(O) – Z (SO42-) = 16 + 4 * 8 – (-2) = 16 + 32 + 2 = 50
Число электронов в ионе HCO3–: Ne(HCO3–) = Ne(H) + Ne(C) + 3 * Ne(O) – Z (HCO3–) = 1 + 6 + 3 * 8 – (-2) = 1 + 6+ 24 +2 = 33
Число электронов в ионе Fe(CN)64-: Ne(Fe(CN)64-) = Ne(Fe) + 6 * Ne(C) + 6 * Ne(N) – Z (Fe(CN)64-) = 26 + 6 * 6 + 6 * 7 – (-4) = 26 + 36 + 42 + 4 = 108
Похожие вопросы:
– Как определить число протонов и нейтронов в атоме?
– Как определить общее число электронов в атоме?
– Как определить общее число электронов в молекуле?
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Электрон является частицей с отрицательным зарядом и входит в состав атома. Все основные элементы состоят из электронов, протонов и нейтронов. В химии важно уметь определять, сколько электронов содержит атом. Это можно сделать с помощью периодической системы химических элементов (таблицы Менделеева). Также необходимо знать, как найти число нейтронов и валентных электронов (электронов на внешней оболочке атома).
-
1
Возьмите таблицу Менделеева. Это цветная таблица, в которой все известные элементы упорядочены согласно их атомной структуре. Каждый элемент обозначается символом в виде одной, двух или трех латинских букв, наряду с атомным весом и атомным номером элемента.[1]
- Таблицу Менделеева можно найти в учебниках по химии или в интернете.
-
2
Найдите нужный элемент в таблице Менделеева. Элементы упорядочены по атомному номеру и разделены на три основные группы: металлы, неметаллы и металлоиды (полуметаллы). Некоторые группы носят несистематические названия, такие как щелочные металлы, галогены и благородные газы.[2]
. Каждый столбец таблицы называется группой, а каждая строка — периодом.- Если вы знаете, в какой группе или периоде находится нужный элемент, вам будет легче найти его.
- Если вы знаете только символ элемента, просто просмотрите таблицу и найдите в ней этот символ.
-
3
Выясните атомный номер элемента. Атомный номер указывается в верхнем левом углу (над символом элемента). Атомный номер равен количеству протонов в атоме элемента.[3]
Протоны являются частицами с положительным зарядом. Так как электроны — это частицы с отрицательным зарядом, нейтральный атом включает равное количество протонов и электронов.- Например, атомный номер бора (B) равен 5, то есть в атоме бора 5 протонов и 5 электронов.
Реклама
-
1
Выясните атомный номер элемента. Атомный номер указывается в верхнем левом углу (над символом элемента). Атомный номер равен количеству протонов в атоме элемента.[4]
Протоны являются частицами с положительным зарядом. Так как электроны — это частицы с отрицательным зарядом, то нейтральный атом включает равное количество протонов и электронов.- Например, атомный номер бора (B) равен 5, то есть в атоме бора 5 протонов и 5 электронов.
-
2
Выясните заряд иона. Если добавить или удалить электрон из атома, элемент не поменяется на другой, но зато изменится его заряд. В этом случае получится ион, такой как K+, Ca2+ или N3-. Обычно заряд указывается сверху справа от символа элемента.
- Электрон — это частица с отрицательным зарядом, поэтому если в атом добавить электрон, получится ион с отрицательным зарядом.
- Если из атома удалить электрон, получится ион с положительным зарядом.
- Например, заряд N3- равен -3, а заряд Ca2+ равен +2.
-
3
Если дан ион с положительным зарядом, вычтите заряд из атомного номера. Если ион имеет положительный заряд, атом потерял электроны. Чтобы определить оставшееся количество электронов, вычтите заряд из атомного номера. У иона с положительным зарядом протонов больше, чем электронов.
- Например, заряд Ca2+ равен +2, то есть у этого иона на 2 электрона меньше, чем у нейтрального атома кальция. Атомный номер кальция равен 20, поэтому у этого иона 18 электронов.
-
4
Если дан ион с отрицательным зарядом, прибавьте заряд к атомному номеру. Если ион имеет отрицательный заряд, атом получил дополнительные электроны. Чтобы определить получившееся количество электронов, прибавьте заряд к атомному номеру. У иона с отрицательным зарядом протонов меньше, чем электронов.
- Например, заряд N3- равен -3, то есть у этого иона на 3 электрона больше, чем у нейтрального атома азота. Атомный номер азота равен 7, поэтому у этого иона 10 электронов.
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 46 912 раз.
Была ли эта статья полезной?
Перейти к содержанию
Как определить количество протонов и электронов в ионах
На чтение 2 мин. Просмотров 312 Опубликовано 18.06.2021
Количество протонов и электронов в атоме или молекуле определяет его заряд и то, является ли он нейтральной разновидностью или ионом. Эта решенная химическая задача демонстрирует, как определить количество протонов и электронов в ионе. Что касается атомных ионов, следует помнить о следующих ключевых моментах:
- A нейтральный атом имеет такое же количество протонов и электронов. Это число является атомным номером элемента.
- положительно заряженный ион или катион имеет больше протонов, чем электронов. Номер протона – это атомный номер элемента, а номер электрона – это атомный номер за вычетом заряда.
- отрицательно заряженный ион или анион имеет больше электроны, чем протоны. Опять же, число протонов – это атомный номер. Число электронов – это атомный номер, добавленный к заряду.
Содержание
- Проблема с протонами и электронами
- Решение
- Ответ
- Протоны и электроны в многоатомных ионах
Проблема с протонами и электронами
Определите число протонов и электронов в ионе Sc 3+ .
Решение
Используйте Таблица Менделеева для определения атомного номера Sc (скандия). Атомный номер 21, что означает, что в скандии 21 протон.
В то время как нейтральный атом для скандия будет иметь такое же количество электронов, что и протоны, ион Показано, что у него заряд +3. Это означает, что у него на 3 электрона меньше, чем у нейтрального атома, или 21 – 3 = 18 электронов.
Ответ
Sc 3+ содержит 21 протон и 18 электронов.
Протоны и электроны в многоатомных ионах
Когда вы работаете с многоатомными ионами (ионами, состоящими из групп атомов), количество электронов больше суммы атомных номеров атомов для аниона и меньше этого значения для катиона.
Ион
Ион — это заряженная частица, образованная из молекулы или атома путём потери или приобретения одного электрона.
Отсюда следует, что в ионе количество протонов не равно количеству электронов.
После изучения статьи Вы узнаете, какими бывают заряженные частицы, что такое ионы, катионы и анионы, также
Вы сможете по номеру элемента узнать, каким зарядом он может обладать.
Число электронов в ионе
Количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов в ядре, например, у хрома (24Cr)
24 протона, соответствено, вокруг ядра вращается 24 электрона. Как было рассказано в статье
«электронная конфигурация атома», каждый
электрон двигается по некой орбитали, то есть обладает заданным количеством энергии.
Если ион образован из-за потери электрона, то заряд иона становится положительным (электрон имеет отрицательный
заряд), схема для запоминания:
24Cr — e— = 24Cr + e+ = 24Cr+
24Cr — 3e— = 24Cr + 3e+ = 24Cr3+
Аналогично при присоединении электрона:
24Cr + e— = 24Cr — e+ = 24Cr—
24Cr + 3e— = 24Cr — 3e+ = 24Cr3-
Энергия ионизации
Если электрону сообщить достаточное количество энергии, то электрон «оторвётся» от атома. Чем ближе электрон
к ядру — тем сложнее его отрывать, а значит, больше энергии необходимо передать. Энергия, необходимая для отрыва
электрона, называется энергией ионизации или ионизационный потенциал (I). Значения I затабулированы и могут быть
найдены в различных справочниках.
# | Элемент | Название | кДж/моль |
---|---|---|---|
1 | H | Водород | 1312 |
2 | He | Гелий | 2373 |
3 | Li | Литий | 520 |
4 | Be | Бериллий | 899.5 |
5 | B | Бор | 801 |
6 | C | Углерод | 1086 |
7 | N | Азот | 1402 |
8 | O | Кислород | 1314 |
9 | F | Фтор | 1681 |
10 | Ne | Неон | 2080.7 |
11 | Na | Натрий | 495 |
12 | Mg | Магний | 738 |
13 | Al | Алюминий | 578 |
14 | Si | Кремний | 787 |
15 | P | Фосфор | 1012 |
16 | S | Сера | 1000 |
17 | Cl | Хлор | 1251 |
18 | Ar | Аргон | 1520.6 |
19 | K | Калий | 418.8 |
20 | Ca | Кальций | 590 |
21 | Sc | Скандий | 633.1 |
22 | Ti | Титан | 658.8 |
23 | V | Ванадий | 650.9 |
24 | Cr | Хром | 652.9 |
25 | Mn | Марганец | 717.3 |
26 | Fe | Железо | 762.5 |
27 | Co | Кобальт | 760.4 |
28 | Ni | Никель | 737.1 |
29 | Cu | Медь | 745.5 |
30 | Zn | Цинк | 906.4 |
31 | Ga | Галлий | 578.8 |
32 | Ge | Германий | 762 |
33 | As | Мышьяк | 947 |
34 | Se | Селен | 941 |
35 | Br | Бром | 1142 |
36 | Kr | Криптон | 1350.8 |
37 | Rb | Рубидий | 403 |
38 | Sr | Стронций | 549 |
39 | Y | Иттрий | 600 |
40 | Zr | Цирконий | 640.1 |
41 | Nb | Ниобий | 652.1 |
42 | Mo | Молибден | 684.3 |
43 | Tc | Технеций | 702 |
44 | Ru | Рутений | 710.2 |
45 | Rh | Родий | 719.7 |
46 | Pd | Палладий | 804.4 |
47 | Ag | Серебро | 731 |
48 | Cd | Кадмий | 867.8 |
49 | In | Индий | 558.3 |
50 | Sn | Олово | 709 |
51 | Sb | Сурьма | 834 |
52 | Te | Теллур | 869 |
53 | I | Иод | 1008 |
54 | Xe | Ксенон | 1170.4 |
55 | Cs | Цезий | 375.7 |
56 | Ba | Барий | 503 |
57 | La | Лантан | 538.1 |
58 | Ce | Церий | 534.4 |
59 | Pr | Празеодим | 527 |
60 | Nd | Неодим | 533.1 |
61 | Pm | Прометий | 540 |
62 | Sm | Самарий | 544.5 |
63 | Eu | Европий | 547.1 |
64 | Gd | Гадолиний | 593.4 |
65 | Tb | Тербий | 565.8 |
66 | Dy | Диспрозий | 573 |
67 | Ho | Гольмий | 581 |
68 | Er | Эрбий | 589.3 |
69 | Tm | Тулий | 596.7 |
70 | Yb | Иттербий | 603.4 |
71 | Lu | Лютеций | 523.5 |
72 | Hf | Гафний | 658.5 |
73 | Ta | Тантал | 761 |
74 | W | Вольфрам | 770 |
75 | Re | Рений | 760 |
76 | Os | Осмий | 840 |
77 | Ir | Иридий | 880 |
78 | Pt | Платина | 870 |
79 | Au | Золото | 890.1 |
80 | Hg | Ртуть | 1007.1 |
81 | Tl | Таллий | 589.4 |
82 | Pb | Свинец | 715.6 |
83 | Bi | Висмут | 703 |
84 | Po | Полоний | 812.1 |
85 | At | Астат | 890 |
86 | Rn | Радон | 1037 |
87 | Fr | Франций | 380 |
88 | Ra | Радий | 509.3 |
89 | Ac | Актиний | 499 |
90 | Th | Торий | 587 |
91 | Pa | Протактиний | 568 |
92 | U | Уран | 597.6 |
93 | Np | Нептуний | 604.5 |
94 | Pu | Плутоний | 584.7 |
95 | Am | Америций | 578 |
96 | Cm | Кюрий | 581 |
97 | Bk | Берклий | 601 |
98 | Cf | Калифорний | 608 |
99 | Es | Эйнштейний | 619 |
100 | Fm | Фермий | 627 |
101 | Md | Менделевий | 635 |
102 | No | Нобелий | 642 |
103 | Lr | Лоуренсий | 470 |
104 | Rf | Резерфордий | 580 |
Таблица 1. Энергия ионизации, справочные данные |
Энергия сродства электрону
Также электроны могут присоединяться к атому, в процессе присоединения электрон выделяет энергию, такая энергия
называется энергией сродства электрону, для каждого электрона конкретного атома энергия сродства численно равна
и противоположна по знаку энергии ионизации, например, 17Cl, что бы оторвать 17й электрон у атома
хлора, необходимо сообщить ему 13 эВ, любой другой электрон, который присоединится на место 17го электрона
также выделит 13 эВ.
Катионы и анионы
Атомы, в которых количество протонов не равно количеству электронов называются ионами, поскольку электрон имеет
отрицательный заряд, то если электронов больше протонов, то суммарный заряд отрицательный: S2-
означает, что в данном атоме серы количество электронов больше чем протонов на два электрона. Соответственно,
если электронов меньше чем протонов, то суммарный заряд положительный и обозначается H+.
Отрицательно заряженные атомы называются анионами, положительно заряженные атомы — катионами.
Какой заряд будет у атома?
Теоретически возможно отобрать все электроны у атома, но это возможно только в лабораторных условиях и за
пределами лаборатории атомы в таком состоянии находиться не будут, почему?
Вернёмся к устройству электронной оболочки. Вокруг атома электроны сгруппированы по энергетическим уровням,
каждый заполненный уровень экранирует ядро и является более стабильным, нежели не до конца заполненный
уровень. То есть электронная конфигурация стремиться к состоянию заполненного подуровня: если на p-оболочке
находится 5 электронов, то вероятнее атом примет один электрон, нежели отдаст пять. Так, например, у атома
хлора, пять электронов на 3p-подуровне, энергия сродства хлора — 3.61 эВ, энергия ионизации — 13 эВ. У натрия
на последнем подуровне один электрон, энергия сродства — 0,78 эВ, потенциал ионизации — 0,49 эВ, поэтому
вероятнее натрий отдаст один электрон, нежели примет его.
Зная потенциал ионизации и энергию сродства мы можем сделать предположение о взаимодействии веществ. Если
смешать натрий и хлор, и сообщить им энергию, то вероятнее всего Na будет отдавать один электрон Cl и
в результате получится смесь ионов Na+ и Cl—.
Пример
Так можно по номеру элемента предположить, какой заряд он будет иметь, например, 19й элемент, электронная
конфигурация — 1s 22s 22p 63s 23p64s 1,
вероятнее всего, такой элемент может либо отдать, либо принять один электрон.
У 27го элемента электронная конфигурация выглядит так:
1s 22s 22p 63s 23p64s 23d7,
у d-подуровня всего может быть 10 атомов, т.е. либо атом примет 1,2 или 3 электрона, либо отдаст
1,2,3…7 электронов, так, вероятнее, он примет 3, т.е. возможные состояния — это +1, +2 и +3,
Теперь Вы знаете, что такое ионы, осталось изучить химическую связи и Вы сможете составлять
окислительно-восстановительные реакции!
Вам понравилась статья?
/
Просмотров: 12 918
ЭЕ
Эдуард Евстигнеев
по таблице Менделеева сразу узнаешь число протонов…. если положительный ион, значит одного электрона не хватает, т. е. электронов на один меньше, чем протонов…. вобщем-то все из таблицы надо