В таблице Менделеева кислород находится во втором периоде шестой группы, порядковый номер 8. Это означает, что у него всего имеется 8 электронов и 2 энергетических уровня, на которых эти электроны располагаются.
На первом уровне (который ближе к ядру атома) два S-электрона, а на втором (внешнем) - два S и четыре Р-электрона.
Валентность элемента зависит от числа неспаренных электронов, которые находятся на внешнем уровне. У кислорода их будет всего два.
Рассмотрим строение внешнего уровня атома кислорода. На нем всего 6 электронов.
Два S-электрона находятся в паре на S-подуровне, на нем может поместиться всего два электрона, вот они его и заняли.
На Р-подуровне может поместиться максимум 6 электронов на трех орбиталях. У кислорода 4 электрона. Два из них заняли одну орбиталь, образуя пару. А два распределились каждый на своей орбитали, то есть остались неспаренными.
Так как валентность зависит от числа неспаренных электронов, а у кислорода их два, то и валентность кислорода будет равна 2.
Валентность кислорода не может равняться 6, так как у него отсутствует d-уровень, на который могли бы перейти электроны, разрушив пары и став неспаренными. В отличие от кислорода, все остальные элементы 6 группы, начиная с 3 периода, имеют d-уровни, на которые могут переходить электроны. Поэтому у всех остальных элементов высшая валентность может равняться 6.
Дано:
электролиз раствора Hg(NO₃)₂
M(Hg) =60,3г.
Vm=22,4л./моль
V(газа)-?
Вещество в растворе -?
1. Электролиз раствора ртути:
Hg(NO₃)₂ ⇄ Hg²⁺ + 2NO₃⁻
катод (–) : Hg²⁺ + 2е⁻ → Hg⁰
анод (+) : 2H₂O - 4e⁻ → O₂⁰↑ + 4H⁺
Суммарное уравнение:
2Hg(NO₃)₂ + 2H₂O + электролиз = 2Hg↓ + O₂↑ + 4HNO₃
2. Определим молярную массу ртути и ее количество вещества в 60,3г.:
M(Hg)=201г./моль
n[Hg) =m(Hg)÷ M(Hg)=60,3г.÷201г./моль=0,3моль
3. По уравнению реакции: n(Hg) =2моль n(O₂) = 1моль
по условию задачи:
n(Hg) =0,3моль n(O₂) = 0,3моль×1моль÷2моль=0,15моль
4. Определим объем кислорода количеством вещества 0,15моль:
V(O₂) =n(O₂) x Vm= 0,15моль x 22.4л./моль=3,36л.
5. Определим молярную массу азотной кислоты, количество вещества и массу азотной кислоты:
а) M(HNO₃)=1+14+16x3=63г./моль
б) по уравнению реакции:
n(Hg) =2моль n(HNO₃) = 4моль
в) по условию задачи:
n(Hg) =0,3моль n(HNO₃)=0,3мольх4моль÷2моль=0,6моль
г) m(HNO₃)= n(HNO₃)xM(HNO₃)=0.6мольх63г./моль=37,8г.
5. ответ: при электролизе нитрата ртути образуется 60,3г ртути, 3,36л. кислорода и 37,8г. азотной кислоты.
