Общие сведения о валентности меди
Медь представляет собой металл красного цвета с гранецентрированной кубической решеткой. Медь характеризуется исключительной пластичностью и превосходит другие металлы по теплопроводности и электрической проводимости. Плотность 8,94 г/см 3 . Температура плавления 1084,5 o С, кипения 2540 o С.
Валентность меди в соединениях
Медь – двадцать девятый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в четвертом периоде в IВ группе. В ядре атома меди содержится 29 протонов и 35 нейтронов (массовое число равно 64). В атоме меди есть четыре энергетических уровня, на которых находятся 29 электронов (рис. 1).
Рис. 1. Строение атома меди.
Электронная формула атома меди в основном состоянии имеет следующий вид:
А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):
Наличие одного неспаренного электрона свидетельствует о том, что медь проявляет в своих соединениях валентность I (Cu2O, CuOH).Известно, что для меди также характерна валентность II (CuO, Cu(OH)2, CuSO4).
Примеры решения задач
| Задание | Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие реакции: |
Медь из сульфата меди (II) можно получить гидрометаллургическим методом:
При температуре свыше 337 o С медь взаимодействует с кислородом с образованием оксида меди (II):
Оксид меди (II) растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и воды:
| Задание | В водный раствор хлорида меди (II) опустили медные электроды по 20 г каждый и подключили их к источнику постоянного тока. Через некоторое время катод вынули и растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте, а затем добавили в раствор избыток гидроксида натрия, в результате чего выпал осадок массой 49 г. Определите массу анода после электролиза. |
| Решение | Запишем уравнения реакций: |
катод: Cu 2+ +2e→ Cu o ; (1)
анод: Cu o — 2e→ Cu 2+ . (2)
Рассчитаем количество вещества гидроксида меди (II) (осадка) (молярная масса равна 98г/моль):
n (Cu(OH)2) = 49 / 98 = 0,5 моль.
Определим количество вещества и массу меди (катода) по окончании реакции (молярная масса – 64 г/моль):
mfinal(Cu)= 0,5 × 64 = 32г.
Найдем массу меди, осажденной на катоде:
m(Cu) = 32 – 20 = 12 г.
Вычислим массу анода по окончании реакции. Масса анода уменьшилась ровно настолько, насколько увеличилась масса катода:
Медь в таблице менделеева занимает 29 место, в 4 периоде.
| Символ | Cu |
| Номер | 29 |
| Атомный вес | 63.5460000 |
| Латинское название | Cuprum |
| Русское название | Медь |
Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь
Электронная схема меди
Cu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10
Короткая запись:
Cu: [Ar] 4s 1 3d 10
Порядок заполнения оболочек атома меди (Cu) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ – до 6, на ‘d’ – до 10 и на ‘f’ до 14
Медь имеет 29 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
6 электронов на 2p-подуровне
2 электрона на 3s-подуровне
6 электронов на 3p-подуровне
1 электрон на 4s-подуровне
10 электронов на 3d-подуровне
Степень окисления меди
Атомы меди в соединениях имеют степени окисления 4, 3, 2, 1, 0.
Степень окисления – это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.
Ионы меди
Валентность Cu
Атомы меди в соединениях проявляют валентность IV, III, II, I.
Валентность меди характеризует способность атома Cu к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа Cu
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Cu эти числа имеют значение N = 3, L = 2, Ml = -2, Ms = ½
Видео заполнения электронной конфигурации (gif):
Результат: 
Энергия ионизации
Чем ближе электрон к центру атома – тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo. Если не указано иное, то энергия ионизации – это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.
Перейти к другим элементам таблицы менделеева
Автор BoBaH Захаров задал вопрос в разделе Домашние задания
Почему у меди валентность 2 хотя он стоит в первой группе и у него на внешнем уровне только один не спаренный электрон ? и получил лучший ответ
Ответ от Михаил Ужов[гуру]
Медь: 1s2-2s2p6-3s2p6d10-4s1
На четвертый уровень легко "перебирается" электрон с 3d-подуровня, и в возбужденном состоянии атом может иметь такую конфигурацию
1s2-2s2p6-3s2p6d9-4s2
