Почему атом кислорода не может проявлять высшую валентность равную номеру группы (6)?дайте пояснение на основе строения атома.

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Невозможность кислорода проявлять валентность VI, соответствующую номеру его группы, объясняется особенностями строения его электронной оболочки, а именно — отсутствием свободных орбиталей на внешнем энергетическом уровне. 1. Электронная конфигурация Кислород находится во втором периоде периодической таблицы. Его порядковый номер — 8. Распределение электронов по уровням выглядит следующим образом:

  • 1-й уровень: 1s21 s squared 2-й уровень (внешний): 2s22p42 s squared 2 p to the fourth power

Графически это можно представить так: на 2s2 s-подуровне находится одна пара электронов, а на 2p2 p-подуровне — одна пара и два неспаренных электрона. 2. Отсутствие d-подуровня Валентность элемента определяется количеством неспаренных электронов, которые атом может использовать для образования общих электронных пар. У элементов третьего периода и ниже (например, у серы, которая находится в той же группе) после ss- и pp-подуровней идет свободный dd-подуровень. При переходе атома в возбужденное состояние электроны с ss- и pp-орбиталей могут «распариваться» и переходить на свободные dd-орбитали. Это позволяет сере ( 3s23p43d03 s squared 3 p to the fourth power 3 d to the 0 power) увеличивать число неспаренных электронов до 6. У кислорода второй энергетический уровень состоит только из ss и pp подуровней. На втором уровне теоретически не существует dd-орбиталей. Энергетический разрыв между вторым и третьим уровнем слишком велик, поэтому перебросить электроны на 3s3 s- или 3p3 p-орбитали в обычных химических реакциях невозможно. 3. Валентные возможности Поскольку у кислорода нет возможности «распарить» свои электронные пары:

  • В обычном состоянии у него 2 неспаренных электрона, что соответствует валентности II.
  • В некоторых случаях (например, в ионе гидроксония H3O+cap H sub 3 cap O raised to the positive power или угарном газе COcap C cap O) кислород может проявлять валентность III за счет донорно-акцепторного механизма, предоставляя свою неподеленную электронную пару.

Резюме: Высшая валентность кислорода ограничена числом орбиталей на втором уровне (одна ss и три pp). Из-за отсутствия свободных dd-орбиталей атом кислорода не может увеличить число неспаренных электронов до шести, в отличие от своего аналога по группе — серы. Могу составить сравнительную таблицу электронных переходов для кислорода и серы, чтобы наглядно показать разницу в их валентных возможностях.

Форма ответа

Ваш аватар