Technetium (lat. Technetium), Tc, nguyên tố hóa học phóng xạ nhóm VII của hệ tuần hoàn Mendeleev, số nguyên tử 43, khối lượng nguyên tử 98, 9062; kim loại, dẻo và dẻo.

Technetium không có đồng vị ổn định. Trong số các đồng vị phóng xạ (khoảng 20), có hai đồng vị có tầm quan trọng thực tế: 99 Tc và 99m Tc với chu kỳ bán rã tương ứng. T 1/2= 2,12 ×10 5 năm và T 1/2 = 6,04 h. Trong tự nhiên, nguyên tố này được tìm thấy với số lượng nhỏ - 10 -10 G trong 1 T hắc ín uranium.

Các tính chất vật lý và hóa học.

Kim loại Technetium ở dạng bột có màu xám (gợi nhớ đến Re, Mo, Pt); kim loại nhỏ gọn (thỏi kim loại nung chảy, lá, dây) màu xám bạc. Technetium ở trạng thái tinh thể có mạng lục giác xếp chặt ( MỘT = 2,735

, с = 4,391); trong các lớp mỏng (nhỏ hơn 150) - một mạng tinh thể lập phương tâm mặt ( một = 3,68? 0,0005); Mật độ T (có mạng lục giác) 11,487 g/cm3, làm ơn 2200? 50C; tiền xu 4700?C; điện trở suất 69 * 10 -6 ồ×cm(100?C); nhiệt độ chuyển sang trạng thái siêu dẫn Tc 8,24 K. Technetium có tính thuận từ; độ nhạy từ của nó ở 25 0 C là 2,7 * 10 -4 . Cấu hình lớp vỏ electron ngoài cùng của nguyên tử Tc 4 d 5 5S 2 ; bán kính nguyên tử 1,358; bán kính ion Tc 7+ 0,56.

Theo tính chất hoá học Tc gần với Mn và đặc biệt là Re; trong các hợp chất nó thể hiện trạng thái oxy hóa từ -1 đến +7. Các hợp chất Tc ở trạng thái oxy hóa +7 là ổn định nhất và được nghiên cứu kỹ lưỡng. Khi Technetium hoặc các hợp chất của nó tương tác với oxy, các oxit Tc 2 O 7 và TcO 2 được hình thành, với clo và flo - halogenua TcX 6, TcX 5, TcX 4, có thể tạo thành oxyhalua, ví dụ TcO 3 X (trong đó X là halogen), có lưu huỳnh - sunfua Tc 2 S 7 và TcS 2. Technetium cũng tạo thành axit technetium HTcO 4 và muối pertechnate của nó MeTcO 4 (trong đó Me là kim loại), carbonyl, các hợp chất phức tạp và hữu cơ kim loại. Trong dãy điện áp, Technetium ở bên phải hydro; nó không phản ứng với axit clohydric ở bất kỳ nồng độ nào, nhưng dễ dàng hòa tan trong axit nitric và sulfuric, nước cường toan, hydro peroxide và nước brom.

Biên lai.

Nguồn Technetium chính là chất thải từ ngành công nghiệp hạt nhân. Hiệu suất thu được 99 Tc từ sự phân hạch 235 U là khoảng 6%. Technetium ở dạng pertechnate, oxit và sunfua được chiết xuất từ ​​​​hỗn hợp các sản phẩm phân hạch bằng cách chiết bằng dung môi hữu cơ, phương pháp trao đổi ion và kết tủa các dẫn xuất hòa tan kém. Kim loại thu được bằng cách khử NH 4 TcO 4, TcO 2, Tc 2 S 7 bằng hydro ở nhiệt độ 600-1000 0 C hoặc bằng phương pháp điện phân.

Ứng dụng.

Technetium là kim loại có triển vọng trong công nghệ; nó có thể tìm thấy các ứng dụng làm chất xúc tác, nhiệt độ cao và vật liệu siêu dẫn. Hợp chất Techneti. - Chất ức chế ăn mòn hiệu quả. 99m Tc được sử dụng trong y học như một nguồn bức xạ g . Technetium là chất phóng xạ nguy hiểm; làm việc với nó cần có thiết bị kín đặc biệt.

Lịch sử khám phá.

Trở lại năm 1846, nhà hóa học và nhà khoáng vật học R. Herman, người làm việc ở Nga, đã tìm thấy một loại khoáng chất trước đây chưa được biết đến ở Dãy núi Ilmen ở Urals, mà ông gọi là yttroilmenite. Nhà khoa học đã không ngủ quên trên chiến thắng của mình và cố gắng tách ra khỏi nó một nguyên tố hóa học mới mà ông tin rằng có trong khoáng chất. Nhưng trước khi có thời gian mở ilmenium của mình, nhà hóa học nổi tiếng người Đức G. Rose đã “đóng” nó lại, chứng tỏ công trình của Herman là sai lầm.

Một phần tư thế kỷ sau, ilmenium một lần nữa xuất hiện ở vị trí hàng đầu trong hóa học - nó được nhớ đến như một đối thủ cho vai trò “eka-mangan”, chất được cho là chiếm vị trí trống trong bảng tuần hoàn ở số 43. Nhưng Danh tiếng của ilmenium đã bị “làm hoen ố” rất nhiều bởi các công trình của G. Rose, và mặc dù thực tế là nhiều tính chất của nó, bao gồm cả trọng lượng nguyên tử, khá phù hợp với nguyên tố số 43, D.I. Mendeleev đã không ghi nó vào bảng của mình. Nghiên cứu sâu hơn cuối cùng đã thuyết phục được thế giới khoa học rằng , ilmenium đó chỉ có thể đi vào lịch sử hóa học với vinh quang đáng buồn của một trong nhiều nguyên tố sai lầm.

Vì thánh địa không bao giờ trống rỗng nên các yêu sách giành quyền chiếm giữ nơi đó lần lượt xuất hiện. Davy, Lucium, Nipponium - tất cả đều vỡ tung như bong bóng xà phòng, hầu như không kịp sinh ra.

Nhưng vào năm 1925, cặp vợ chồng khoa học người Đức Ida và Walter Noddack đã công bố một thông báo rằng họ đã phát hiện ra hai nguyên tố mới - masurium (số 43) và rhenium (số 75). Số phận hóa ra lại thuận lợi với Renius: anh ta ngay lập tức được hợp pháp hóa và ngay lập tức chiếm giữ nơi ở đã chuẩn bị cho mình. Nhưng vận may đã quay lưng lại với masurium: cả những người phát hiện ra nó và các nhà khoa học khác đều không thể xác nhận một cách khoa học việc phát hiện ra nguyên tố này. Đúng, Ida Noddak đã nói rằng “masurium, giống như rhenium, sẽ sớm có thể được mua ở các cửa hàng,” nhưng các nhà hóa học, như bạn biết, không tin vào lời nói đó, và vợ chồng Noddak không thể đưa ra bằng chứng khác thuyết phục hơn - a danh sách “bốn mươi ba sai” đã thêm một kẻ thua cuộc.

Trong thời kỳ này, một số nhà khoa học bắt đầu có xu hướng tin rằng không phải tất cả các nguyên tố được Mendeleev dự đoán, đặc biệt là nguyên tố số 43, đều tồn tại trong tự nhiên. Có lẽ đơn giản là chúng không tồn tại và không cần phải lãng phí thời gian và bẻ giáo? Ngay cả nhà hóa học nổi tiếng người Đức Wilhelm Prandtl, người phủ quyết việc phát hiện ra masurium, cũng đi đến kết luận này.

Em gái của ngành hóa học, vật lý hạt nhân, vào thời điểm đó đã có được uy tín mạnh mẽ, đã có thể làm sáng tỏ vấn đề này. Một trong những định luật của khoa học này (được nhà hóa học Liên Xô S.A. Shchukarev ghi nhận vào những năm 20 và cuối cùng được nhà vật lý người Đức G. Mattauch đưa ra vào năm 1934) được gọi là quy tắc Mattauch-Shchukarev, hay quy tắc cấm.

Ý nghĩa của nó là trong tự nhiên không thể tồn tại hai đồng vị ổn định, điện tích hạt nhân của chúng khác nhau một. Nói cách khác, nếu bất kỳ nguyên tố hóa học nào có đồng vị ổn định, thì những nguyên tố lân cận gần nhất của nó trong bảng “bị nghiêm cấm” có đồng vị ổn định có cùng số khối. Theo nghĩa này, nguyên tố số 43 rõ ràng là không may mắn: những người hàng xóm của nó ở bên trái và bên phải - molypden và ruthenium - đã đảm bảo rằng tất cả các vị trí tuyển dụng ổn định trong các “lãnh thổ” lân cận đều thuộc về đồng vị của chúng. Và điều này có nghĩa là nguyên tố số 43 có một số phận khó khăn: cho dù nó có bao nhiêu đồng vị, chúng đều phải chịu sự bất ổn định, và do đó chúng phải phân hủy liên tục - cả ngày lẫn đêm, dù muốn hay không.

Thật hợp lý khi cho rằng nguyên tố số 43 từng tồn tại trên Trái đất với số lượng đáng chú ý, nhưng dần dần biến mất, giống như sương mù buổi sáng. Vậy tại sao trong trường hợp này uranium và thorium lại tồn tại cho đến ngày nay? Rốt cuộc, chúng cũng có tính phóng xạ và do đó, ngay từ những ngày đầu tiên của cuộc đời, chúng đã phân rã, như người ta nói, chậm mà chắc? Nhưng đây chính xác là nơi mà câu trả lời cho câu hỏi của chúng ta: uranium và thorium chỉ được bảo tồn vì chúng phân hủy chậm, chậm hơn nhiều so với các nguyên tố khác có tính phóng xạ tự nhiên (và tuy nhiên, trong suốt sự tồn tại của Trái đất, uranium dự trữ trong kho tự nhiên của nó). đã giảm khoảng một trăm lần). Tính toán của các nhà hóa học phóng xạ người Mỹ đã chỉ ra rằng một đồng vị không ổn định của nguyên tố này hoặc nguyên tố khác có cơ hội sống sót trong lớp vỏ trái đất từ ​​khi “tạo ra thế giới” cho đến ngày nay chỉ khi chu kỳ bán rã của nó vượt quá 150 triệu năm. Nhìn về phía trước, chúng ta sẽ nói rằng khi thu được nhiều đồng vị khác nhau của nguyên tố số 43, hóa ra chu kỳ bán rã của chất sống lâu nhất trong số chúng chỉ hơn hai triệu rưỡi năm một chút, và do đó, các nguyên tử cuối cùng của nó đã không còn tồn tại, thậm chí còn rất lâu trước khi chúng xuất hiện trên Trái đất của loài khủng long đầu tiên: xét cho cùng, hành tinh của chúng ta đã “hoạt động” trong Vũ trụ được khoảng 4,5 tỷ năm.

Vì vậy, nếu các nhà khoa học muốn “chạm” vào nguyên tố số 43 bằng chính đôi tay của mình thì họ phải tạo ra nó bằng chính đôi tay của mình, vì thiên nhiên từ lâu đã đưa nó vào danh sách những nguyên tố còn thiếu. Nhưng khoa học có thực hiện được nhiệm vụ như vậy không?

Vâng, trên vai. Điều này lần đầu tiên được chứng minh bằng thực nghiệm vào năm 1919 bởi nhà vật lý người Anh Ernest Rutherford. Ông đã cho hạt nhân của các nguyên tử nitơ chịu một cuộc bắn phá dữ dội, trong đó các nguyên tử radium phân hủy liên tục được dùng làm vũ khí và các hạt alpha thu được dùng làm đạn. Do bị bắn phá kéo dài, hạt nhân của các nguyên tử nitơ được bổ sung proton và nó biến thành oxy.

Các thí nghiệm của Rutherford đã trang bị cho các nhà khoa học những loại pháo phi thường: với sự trợ giúp của nó, không thể phá hủy mà có thể tạo ra - biến đổi một số chất này thành chất khác, thu được các nguyên tố mới.

Vậy tại sao bạn không thử lấy nguyên tố số 43 theo cách này? Nhà vật lý trẻ người Ý Emilio Segre đã đưa ra giải pháp cho vấn đề này. Vào đầu những năm 30, ông làm việc tại Đại học Rome dưới sự lãnh đạo của Enrico Fermi nổi tiếng lúc bấy giờ. Cùng với những “cậu bé” khác (như Fermi gọi đùa là những học trò tài năng của mình), Segre đã tham gia các thí nghiệm về chiếu xạ neutron lên uranium và giải được nhiều bài toán vật lý hạt nhân khác. Nhưng nhà khoa học trẻ đã nhận được một lời đề nghị hấp dẫn - đứng đầu khoa vật lý tại Đại học Palermo. Khi đến cố đô Sicily, ông thất vọng: phòng thí nghiệm mà ông lãnh đạo quá khiêm tốn và vẻ ngoài của nó không hề có lợi cho những thành tựu khoa học.

Nhưng mong muốn thâm nhập sâu hơn vào bí mật của nguyên tử của Segre là rất lớn. Mùa hè năm 1936, ông vượt đại dương đến thăm thành phố Berkeley của Mỹ. Tại đây, trong phòng thí nghiệm bức xạ của Đại học California, cyclotron, một máy gia tốc hạt nguyên tử do Ernest Lawrence phát minh, đã hoạt động được vài năm. Ngày nay, đối với các nhà vật lý, thiết bị nhỏ này có vẻ giống như một món đồ chơi trẻ em, nhưng vào thời điểm đó, máy cyclotron đầu tiên trên thế giới đã khơi dậy sự ngưỡng mộ và ghen tị của các nhà khoa học từ các phòng thí nghiệm khác (năm 1939, E. Lawrence đã được trao giải Nobel cho sự sáng tạo của nó).

Ở đây chúng ta phải thực hiện một sự lạc đề nhỏ, thuần túy về mặt vật lý, nếu không sẽ không rõ tại sao Segre lại cần mảnh molypden này đến vậy. “Răng” của tấm lệch của cyclotron đầu tiên trên thế giới, công suất thấp theo tiêu chuẩn ngày nay, được làm từ molypden. Cyclotron là cỗ máy tăng tốc chuyển động của các hạt tích điện, ví dụ như deuteron - hạt nhân của hydro nặng, deuterium. Các hạt được gia tốc bởi một điện trường tần số cao theo hình xoắn ốc và trở nên mạnh hơn sau mỗi vòng quay. Bất kỳ ai đã từng làm việc tại máy gia tốc đều biết rõ việc tiến hành một thí nghiệm sẽ khó khăn như thế nào nếu mục tiêu được lắp đặt trực tiếp trong chân không. buồng cyclotron. Sẽ thuận tiện hơn nhiều khi làm việc trên chùm tia được chiết xuất, trong một buồng đặc biệt, nơi có thể đặt tất cả các thiết bị cần thiết. Nhưng việc đưa chùm tia ra khỏi cyclotron không hề dễ dàng. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một tấm lệch đặc biệt được đặt vào điện áp cao. Tấm được lắp đặt trên đường đi của chùm hạt đã được gia tốc và làm lệch nó theo hướng mong muốn. Tính toán cấu hình tấm tốt nhất là một khoa học. Nhưng mặc dù thực tế là các tấm cyclotron được sản xuất và lắp đặt với độ chính xác tối đa, phần phía trước hay “răng” của nó vẫn hấp thụ khoảng một nửa số hạt được gia tốc. Đương nhiên, “chiếc răng” nóng lên khi va chạm, đó là lý do tại sao ngày nay nó được làm từ molypden chịu lửa.

Nhưng điều tự nhiên là các hạt được vật liệu răng hấp thụ sẽ gây ra phản ứng hạt nhân trong đó, điều này ít nhiều gây hứng thú cho các nhà vật lý. Segre tin rằng một phản ứng hạt nhân cực kỳ thú vị có thể xảy ra với molypden, do đó nguyên tố số 43 (technetium), vốn đã được phát hiện nhiều lần và luôn luôn “đóng” trước đó, cuối cùng có thể được phát hiện thực sự.

Từ Ilmenia đến Masuria

Yếu tố số 43 đã được tìm kiếm từ lâu. Và trong một thời gian dài. Họ tìm kiếm nó trong quặng và khoáng chất, chủ yếu là mangan. Mendeleev, để lại một ô trống cho nguyên tố này trong bảng, gọi nó là ekamanganese. Tuy nhiên, những ứng cử viên đầu tiên cho tế bào này đã xuất hiện ngay cả trước khi phát hiện ra định luật tuần hoàn. Năm 1846, một chất tương tự mangan, ilmenium, được cho là đã tách ra từ khoáng vật ilmenit. Sau khi Ilmenium “đóng cửa”, những ứng cử viên mới xuất hiện: Davy, Lucium, Nipponium. Nhưng hóa ra chúng cũng là “những yếu tố giả”. Ô thứ 43 của bảng tuần hoàn tiếp tục trống.

Vào những năm 20 của thế kỷ chúng ta, vấn đề về ekamanganese và dwimanganese (eka có nghĩa là “một”, dvi - “hai”), tức là các nguyên tố số 43 và 75, đã được giải quyết bởi cặp vợ chồng nhà thí nghiệm xuất sắc Ida và Walter Noddak. Sau khi truy tìm mô hình thay đổi tính chất của các nguyên tố qua các nhóm và thời kỳ, họ đã đi đến một ý tưởng có vẻ nổi loạn nhưng về cơ bản là đúng rằng sự giống nhau của mangan và các chất tương tự eka và di-analog của nó ít hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây, và rằng nó Sẽ hợp lý hơn nếu tìm kiếm những nguyên tố này không phải trong quặng mangan mà trong quặng bạch kim thô và molypden.

Các thí nghiệm của cặp vợ chồng Noddack tiếp tục trong nhiều tháng. Năm 1925, họ công bố phát hiện ra các nguyên tố mới - masurium (nguyên tố số 43) và rhenium (nguyên tố số 75). Ký hiệu của các nguyên tố mới chiếm các ô trống của bảng tuần hoàn, nhưng sau đó hóa ra chỉ có một trong hai khám phá thực sự được thực hiện. Ida và Walter Noddak đã nhầm lẫn các tạp chất với masurium không có gì chung với nguyên tố technetium số 43.

Ký hiệu Ma đã đứng trong bảng các nguyên tố trong hơn 10 năm, mặc dù vào năm 1934, hai công trình lý thuyết đã xuất hiện khẳng định rằng nguyên tố số 43 không thể tìm thấy trong mangan, bạch kim hoặc bất kỳ loại quặng nào khác. Chúng ta đang nói về quy tắc cấm, được xây dựng gần như đồng thời bởi nhà vật lý người Đức G. Matthauch và nhà hóa học Liên Xô S. A. Shchukarev.

Technetium - nguyên tố “bị cấm” và các phản ứng hạt nhân

Ngay sau khi phát hiện ra các đồng vị, sự tồn tại của các đồng vị đã được xác lập. Lưu ý rằng isobar và isobar là những khái niệm xa xôi như bình gạn và nữ bá tước. Isobar là các nguyên tử có cùng số khối thuộc các nguyên tố khác nhau. Ví dụ về một số isobar: 93 Zr, 93 Nb, 93 Mo.

Ý nghĩa của quy tắc Mattauch-Shchukarev là các đồng vị ổn định có số lẻ không thể có các đồng vị ổn định. Vì vậy, nếu đồng vị của nguyên tố số 41, niobium-93, ổn định, thì đồng vị của các nguyên tố lân cận - zirconium-93 và molypden-93 - nhất thiết phải có tính phóng xạ. Quy tắc áp dụng cho tất cả các phần tử, bao gồm cả phần tử số 43.

Nguyên tố này nằm giữa molypden (trọng lượng nguyên tử 95,92) và ruthenium (trọng lượng nguyên tử 101,07). Do đó, số khối của các đồng vị của nguyên tố này không được vượt quá phạm vi 96-102. Nhưng tất cả các “khoảng trống” ổn định trong phạm vi này đều được lấp đầy. Molypden có các đồng vị ổn định với số khối 96, 97, 98 và 100, và ruthenium có các đồng vị ổn định với số khối 99, 101, 102 và một số loại khác. Điều này có nghĩa là nguyên tố số 43 không thể có một đồng vị không phóng xạ. Tuy nhiên, điều đó hoàn toàn không có nghĩa là nó không thể được tìm thấy trong lớp vỏ trái đất: radium, uranium và thorium tồn tại.

Uranium và thorium đã được bảo tồn trên toàn cầu nhờ thời gian tồn tại rất lớn của một số đồng vị của chúng. Các nguyên tố phóng xạ khác là sản phẩm phân rã phóng xạ của chúng. Nguyên tố số 43 chỉ có thể được phát hiện trong hai trường hợp: hoặc nếu nó có các đồng vị có chu kỳ bán rã tính bằng hàng triệu năm, hoặc nếu các đồng vị tồn tại lâu dài của nó được hình thành (và khá thường xuyên) từ sự phân rã của nguyên tố số 90 và 92.

Segre không tính đến điều đầu tiên: nếu các đồng vị tồn tại lâu dài của nguyên tố số 43 tồn tại, chúng đã được tìm thấy sớm hơn. Trường hợp thứ hai cũng khó xảy ra: hầu hết các nguyên tử thori và urani phân rã bằng cách phát ra các hạt alpha, và chuỗi phân rã như vậy kết thúc bằng các đồng vị ổn định của chì, một nguyên tố có số nguyên tử 82. Các nguyên tố nhẹ hơn không thể được hình thành bằng phân rã alpha của urani và thori.

Đúng, có một loại phân rã khác - phân hạch tự phát, trong đó các hạt nhân nặng tự động phân chia thành hai mảnh có khối lượng xấp xỉ nhau. Trong quá trình phân hạch tự phát của uranium, hạt nhân của nguyên tố số 43 có thể được hình thành, nhưng sẽ có rất ít hạt nhân như vậy: trung bình có một hạt nhân uranium trong số hai triệu lần phân hạch một cách tự phát và trong số một trăm lần phân hạch tự phát của hạt nhân uranium. , phần tử số 43 chỉ được hình thành trong hai. Tuy nhiên, Emilio Segre lúc đó không biết điều này. Sự phân hạch tự phát được phát hiện chỉ hai năm sau khi phát hiện ra nguyên tố số 43.

Segre đang mang một mảnh molypden được chiếu xạ qua đại dương. Nhưng không có gì chắc chắn rằng một nguyên tố mới sẽ được phát hiện trong đó và không thể có được. Có “ủng hộ” và “chống lại”.

Rơi xuống tấm molypden, một deuteron nhanh sẽ xuyên khá sâu vào độ dày của nó. Trong một số trường hợp, một trong các deuteron có thể hợp nhất với hạt nhân của nguyên tử molypden. Để làm được điều này, trước hết, năng lượng của deuteron phải đủ để thắng được lực đẩy điện. Điều này có nghĩa là cyclotron phải tăng tốc deuteron lên tốc độ khoảng 15 nghìn km/giây. Hạt nhân hợp chất được hình thành do sự hợp nhất của hạt nhân deuteron và hạt nhân molypden không ổn định. Nó phải loại bỏ năng lượng dư thừa. Do đó, ngay khi sự hợp nhất xảy ra, một neutron bay ra khỏi hạt nhân đó và hạt nhân trước đây của nguyên tử molypden biến thành hạt nhân của nguyên tử của nguyên tố số 43.

Molypden tự nhiên bao gồm sáu đồng vị, có nghĩa là, về nguyên tắc, một mảnh molypden được chiếu xạ có thể chứa các nguyên tử gồm sáu đồng vị của nguyên tố mới. Điều này rất quan trọng vì một số đồng vị có thể tồn tại trong thời gian ngắn và do đó khó nắm bắt về mặt hóa học, đặc biệt khi đã hơn một tháng trôi qua kể từ khi chiếu xạ. Nhưng các đồng vị khác của nguyên tố mới có thể “tồn tại”. Đây là những gì Segre hy vọng tìm thấy. Thực ra đó là nơi tất cả những ưu điểm đã kết thúc. Có nhiều cái “chống lại” hơn.

Sự thiếu hiểu biết về chu kỳ bán rã của các đồng vị của nguyên tố số 43 đã gây bất lợi cho các nhà nghiên cứu. Cũng có thể xảy ra trường hợp không một đồng vị nào của nguyên tố số 43 tồn tại trong hơn một tháng. Các phản ứng hạt nhân “đi kèm”, trong đó các đồng vị phóng xạ của molypden, niobi và một số nguyên tố khác được hình thành, cũng có tác dụng chống lại các nhà nghiên cứu.

Rất khó để tách lượng tối thiểu của một nguyên tố chưa biết khỏi hỗn hợp nhiều thành phần phóng xạ. Nhưng đây chính xác là những gì Segre và vài trợ lý của ông phải làm.

Công việc bắt đầu vào ngày 30 tháng 1 năm 1937. Trước hết, họ tìm ra những hạt được phát ra bởi molypden đã có trong cyclotron và vượt qua đại dương. Nó phát ra hạt beta - electron hạt nhân nhanh. Khi hòa tan khoảng 200 mg molypden đã chiếu xạ trong nước cường toan, hoạt tính beta của dung dịch xấp xỉ bằng hoạt tính của vài chục gam urani.

Hoạt động chưa được biết đến trước đây đã được phát hiện; vẫn còn phải xác định “thủ phạm” là ai. Đầu tiên, phốt pho-32 phóng xạ, được hình thành từ các tạp chất có trong molypden, được phân lập về mặt hóa học khỏi dung dịch. Giải pháp tương tự sau đó được “kiểm tra chéo” theo hàng và cột của bảng tuần hoàn. Các chất mang hoạt tính chưa biết có thể là các đồng vị của niobium, zirconium, rhenium, ruthenium, và cuối cùng là molypden. Chỉ bằng cách chứng minh rằng không có nguyên tố nào trong số này liên quan đến các electron phát ra, chúng ta mới có thể nói về việc phát hiện ra nguyên tố số 43.

Hai phương pháp đã được sử dụng làm cơ sở cho công việc: một là phương pháp loại trừ hợp lý, phương pháp còn lại là phương pháp “chất mang”, được các nhà hóa học sử dụng rộng rãi để tách hỗn hợp, khi hợp chất của nguyên tố này hay nguyên tố khác, tương tự như nó trong hóa học. của cải. Và nếu một chất mang bị loại bỏ khỏi hỗn hợp, nó sẽ mang theo các nguyên tử “có liên quan” ra khỏi đó.

Trước hết, niobi đã bị loại trừ. Làm bay hơi dung dịch và hòa tan kết tủa thu được lần nữa, lần này trong kali hydroxit. Một số nguyên tố vẫn còn ở phần chưa hòa tan, nhưng hoạt động chưa biết đã đi vào dung dịch. Và sau đó kali niobate được thêm vào để niobi ổn định sẽ “lấy đi” chất phóng xạ. Tất nhiên, nếu nó có mặt trong dung dịch. Niobi đã biến mất nhưng hoạt tính vẫn còn. Zirconium đã được thử nghiệm tương tự. Nhưng phần zirconium cũng không hoạt động. Molybdenum sulfide sau đó được kết tủa nhưng hoạt tính vẫn duy trì ở dạng dung dịch.

Sau đó, phần khó khăn nhất bắt đầu: cần phải tách hoạt tính chưa biết và rheni. Rốt cuộc, các tạp chất có trong vật liệu "răng" không chỉ có thể biến thành phốt pho-32 mà còn thành đồng vị phóng xạ của rhenium. Điều này dường như có nhiều khả năng xảy ra hơn vì chính hợp chất rheni đã mang hoạt tính chưa biết ra khỏi dung dịch. Và như Noddacks đã phát hiện ra, nguyên tố số 43 có lẽ giống với rheni hơn là mangan hoặc bất kỳ nguyên tố nào khác. Việc tách hoạt động chưa biết khỏi rheni có nghĩa là tìm ra một nguyên tố mới, bởi vì tất cả các "ứng cử viên" khác đều đã bị từ chối.

Emilio Segre và trợ lý thân cận nhất của ông là Carlo Perier đã làm được điều này. Họ phát hiện ra rằng trong dung dịch axit clohydric (0,4-5 bình thường), một chất mang có hoạt tính chưa xác định sẽ kết tủa khi hydro sunfua đi qua dung dịch. Nhưng rheni cũng rơi ra cùng lúc đó. Nếu việc kết tủa được thực hiện từ dung dịch đậm đặc hơn (10-bình thường), thì rheni sẽ kết tủa hoàn toàn và nguyên tố đó chỉ mang hoạt tính chưa biết một phần.

Cuối cùng, với mục đích kiểm soát, Perrier đã tiến hành các thí nghiệm để tách chất mang hoạt tính chưa biết khỏi ruthenium và mangan. Và sau đó, rõ ràng là các hạt beta chỉ có thể được phát ra từ hạt nhân của một nguyên tố mới, được gọi là technetium (từ tiếng Hy Lạp “nhân tạo”).

Những thí nghiệm này được hoàn thành vào tháng 6 năm 1937. Do đó, "khủng long" hóa học đầu tiên đã được tái tạo - những nguyên tố từng tồn tại trong tự nhiên, nhưng đã hoàn toàn "tuyệt chủng" do phân rã phóng xạ.

Sau đó, một lượng cực nhỏ technetium, được hình thành do sự phân hạch tự phát của uranium, đã được phát hiện trong lòng đất. Nhân tiện, điều tương tự cũng xảy ra với neptunium và plutonium: đầu tiên nguyên tố này được thu được một cách nhân tạo, và chỉ sau khi nghiên cứu nó, họ mới có thể tìm thấy nó trong tự nhiên.

Ngày nay, technetium thu được từ các mảnh phân hạch của uranium-35 trong các lò phản ứng hạt nhân. Đúng vậy, không dễ để tách nó ra khỏi khối mảnh vỡ. Mỗi kg mảnh có khoảng 10 g nguyên tố số 43. Đây chủ yếu là đồng vị technetium-99, chu kỳ bán rã của nó là 212 nghìn năm. Nhờ sự tích tụ của technetium trong các lò phản ứng, người ta có thể xác định được tính chất của nguyên tố này, thu được nó ở dạng nguyên chất và nghiên cứu khá nhiều hợp chất của nó. Trong đó, Technetium thể hiện hóa trị 2+, 3+ và 7+. Cũng giống như rheni, technetium là kim loại nặng (mật độ 11,5 g/cm3), chịu lửa (nhiệt độ nóng chảy 2140°C) và kháng hóa chất.

Mặc dù tecneti- một trong những kim loại quý hiếm nhất và đắt nhất (đắt hơn vàng rất nhiều), nó đã mang lại những lợi ích thiết thực.

Thiệt hại do ăn mòn gây ra cho nhân loại là rất lớn. Trung bình, cứ 10 lò cao hoạt động để “trang trải chi phí” ăn mòn. Có những chất ức chế làm chậm quá trình ăn mòn kim loại. Chất ức chế tốt nhất hóa ra là pertechnate - muối của axit kỹ thuật HTcO 4. Bổ sung một phần mười nghìn mol TcO 4 -

ngăn ngừa sự ăn mòn của sắt và thép có hàm lượng carbon thấp - vật liệu kết cấu quan trọng nhất.

Việc sử dụng rộng rãi pertechnate bị cản trở bởi hai trường hợp: tính phóng xạ của technetium và giá thành cao. Điều này đặc biệt đáng tiếc vì các hợp chất tương tự của rheni và mangan không ngăn ngừa được sự ăn mòn.

Yếu tố số 43 có một đặc tính độc đáo khác. Nhiệt độ mà kim loại này trở thành chất siêu dẫn (11,2 K) cao hơn bất kỳ kim loại nguyên chất nào khác. Đúng, con số này thu được trên các mẫu có độ tinh khiết không cao lắm - chỉ 99,9%. Tuy nhiên, có lý do để tin rằng hợp kim của technetium với các kim loại khác sẽ chứng tỏ là chất siêu dẫn lý tưởng. (Theo quy luật, nhiệt độ chuyển sang trạng thái siêu dẫn trong hợp kim cao hơn nhiệt độ trong kim loại nguyên chất thương mại.)

Mặc dù không thực dụng lắm nhưng technetium đã phục vụ những mục đích hữu ích cho các nhà thiên văn học. Technetium được phát hiện bằng phương pháp quang phổ trên một số ngôi sao, ví dụ như trên ngôi sao và chòm sao Andromeda. Đánh giá bằng quang phổ, nguyên tố số 43 phổ biến ở đó không kém gì zirconium, niobium, molypden và ruthenium. Điều này có nghĩa là sự tổng hợp các nguyên tố trong Vũ trụ vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

Bộ chuyển đổi độ dài và khoảng cách Bộ chuyển đổi khối lượng Bộ chuyển đổi thước đo thể tích của các sản phẩm số lượng lớn và sản phẩm thực phẩm Bộ chuyển đổi diện tích Bộ chuyển đổi khối lượng và đơn vị đo lường trong công thức nấu ăn Bộ chuyển đổi nhiệt độ Bộ chuyển đổi áp suất, ứng suất cơ học, mô đun Young Bộ chuyển đổi năng lượng và công việc Bộ chuyển đổi năng lượng Bộ chuyển đổi lực Bộ chuyển đổi thời gian Bộ chuyển đổi tốc độ tuyến tính Bộ chuyển đổi góc phẳng Bộ chuyển đổi hiệu suất nhiệt và hiệu suất nhiên liệu Bộ chuyển đổi số trong các hệ thống số khác nhau Bộ chuyển đổi đơn vị đo lượng thông tin Tỷ giá tiền tệ Cỡ quần áo và giày của phụ nữ Cỡ quần áo và giày nam Bộ chuyển đổi tốc độ góc và tần số quay Bộ chuyển đổi gia tốc Bộ chuyển đổi gia tốc góc Bộ chuyển đổi mật độ Bộ chuyển đổi thể tích riêng Bộ chuyển đổi mômen quán tính Bộ chuyển đổi mômen lực Bộ chuyển đổi mômen Bộ chuyển đổi nhiệt dung cụ thể của quá trình đốt cháy (theo khối lượng) Mật độ năng lượng và nhiệt dung riêng của bộ biến đổi quá trình đốt cháy (theo thể tích) Bộ chuyển đổi chênh lệch nhiệt độ Hệ số của bộ biến đổi giãn nở nhiệt Bộ biến đổi điện trở nhiệt Bộ chuyển đổi độ dẫn nhiệt Bộ chuyển đổi công suất nhiệt cụ thể Bộ chuyển đổi năng lượng tiếp xúc và bức xạ nhiệt Bộ chuyển đổi mật độ thông lượng nhiệt Bộ chuyển đổi hệ số truyền nhiệt Bộ chuyển đổi tốc độ dòng chảy Bộ chuyển đổi tốc độ dòng chảy Bộ chuyển đổi tốc độ dòng mol Bộ chuyển đổi mật độ dòng chảy Bộ chuyển đổi nồng độ mol Bộ chuyển đổi nồng độ khối lượng trong dung dịch Động (tuyệt đối) bộ chuyển đổi độ nhớt Bộ chuyển đổi độ nhớt động học Bộ chuyển đổi sức căng bề mặt Bộ chuyển đổi độ thấm hơi Bộ chuyển đổi mật độ dòng hơi nước Bộ chuyển đổi mức âm thanh Bộ chuyển đổi độ nhạy micro Bộ chuyển đổi Mức áp suất âm thanh (SPL) Bộ chuyển đổi mức áp suất âm thanh với Áp suất tham chiếu có thể lựa chọn Bộ chuyển đổi độ sáng Bộ chuyển đổi cường độ sáng Bộ chuyển đổi độ sáng Bộ chuyển đổi độ phân giải đồ họa máy tính Tần số và Bộ chuyển đổi bước sóng Công suất Diop và Tiêu cự Bộ chuyển đổi Công suất và Độ phóng đại Thấu kính (×) Điện tích Bộ chuyển đổi mật độ điện tích tuyến tính Bộ chuyển đổi mật độ điện tích bề mặt Bộ chuyển đổi mật độ điện tích Bộ chuyển đổi dòng điện Bộ chuyển đổi mật độ dòng điện tuyến tính Bộ chuyển đổi mật độ dòng điện bề mặt Bộ chuyển đổi cường độ điện trường Bộ chuyển đổi điện thế và điện áp Bộ chuyển đổi điện trở Bộ chuyển đổi điện trở suất Bộ chuyển đổi độ dẫn điện Bộ chuyển đổi độ dẫn điện Bộ chuyển đổi điện dung Bộ chuyển đổi máy đo dây của Mỹ Mức tính bằng dBm (dBm hoặc dBm), dBV (dBV), watt, v.v. đơn vị Bộ chuyển đổi lực từ Bộ chuyển đổi cường độ từ trường Bộ chuyển đổi từ thông Bộ chuyển đổi cảm ứng từ Bức xạ. Bộ chuyển đổi suất liều hấp thụ bức xạ ion hóa Bộ chuyển đổi phân rã phóng xạ Bức xạ. Bộ chuyển đổi liều tiếp xúc Bức xạ. Bộ chuyển đổi liều hấp thụ Bộ chuyển đổi tiền tố thập phân Truyền dữ liệu Bộ chuyển đổi đơn vị xử lý hình ảnh và kiểu chữ Bộ chuyển đổi đơn vị khối lượng gỗ Tính khối lượng mol D. I. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev

Công thức hóa học

Khối lượng mol của TcCl 4, Tcneti(IV) clorua 239.812 g/mol

Khối lượng các nguyên tố trong hợp chất

Sử dụng Máy tính khối lượng mol

• Công thức hóa học phải được nhập có phân biệt chữ hoa chữ thường
• Chỉ số được nhập dưới dạng số thông thường
• Dấu chấm ở đường giữa (dấu nhân), ví dụ, được sử dụng trong các công thức của tinh thể hydrat, được thay thế bằng dấu chấm thông thường.
• Ví dụ: thay vì CuSO₄·5H₂O trong bộ chuyển đổi, để dễ nhập, người ta sử dụng cách viết CuSO4.5H2O.

Máy tính khối lượng mol

nốt ruồi

Tất cả các chất được tạo thành từ các nguyên tử và phân tử. Trong hóa học, điều quan trọng là phải đo chính xác khối lượng của các chất phản ứng và được tạo ra. Theo định nghĩa, mol là đơn vị SI của lượng chất. Một mol chứa chính xác 6,02214076×102³ hạt cơ bản. Giá trị này bằng số với hằng số Avogadro N A khi được biểu thị bằng đơn vị mol⁻¹ và được gọi là số Avogadro. Lượng chất (ký hiệu N) của một hệ thống là thước đo số lượng phần tử cấu trúc. Một phần tử cấu trúc có thể là nguyên tử, phân tử, ion, electron hoặc bất kỳ hạt hoặc nhóm hạt nào.

Hằng số Avogadro N A = 6,02214076×10²³ mol⁻¹. Số Avogadro là 6,02214076×102³.

Nói cách khác, mol là một lượng chất có khối lượng bằng tổng khối lượng nguyên tử của các nguyên tử và phân tử của chất đó nhân với số Avogadro. Đơn vị đại lượng của một chất, mol, là một trong bảy đơn vị SI cơ bản và được ký hiệu là mol. Vì tên của đơn vị và ký hiệu của nó giống nhau nên cần lưu ý rằng ký hiệu không bị từ chối, không giống như tên của đơn vị, có thể bị từ chối theo các quy tắc thông thường của tiếng Nga. Một mol carbon-12 nguyên chất bằng chính xác 12 g.

Khối lượng phân tử

Khối lượng mol là một tính chất vật lý của một chất, được định nghĩa là tỷ lệ giữa khối lượng của chất này với lượng chất tính bằng mol. Nói cách khác, đây là khối lượng của một mol chất. Đơn vị SI của khối lượng mol là kilogam/mol (kg/mol). Tuy nhiên, các nhà hóa học đã quen với việc sử dụng đơn vị g/mol thuận tiện hơn.

khối lượng mol = g/mol

Khối lượng mol của các nguyên tố và hợp chất

Hợp chất là những chất bao gồm các nguyên tử khác nhau có liên kết hóa học với nhau. Ví dụ, các chất sau đây có thể tìm thấy trong căn bếp của bất kỳ bà nội trợ nào đều là các hợp chất hóa học:

• muối (natri clorua) NaCl
• đường (sucrose) C₁₂H₂₂O₁₁
• giấm (dung dịch axit axetic) CH₃COOH

Khối lượng mol của một nguyên tố hóa học tính bằng gam trên mol về mặt số lượng tương đương với khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó được biểu thị bằng đơn vị khối lượng nguyên tử (hoặc dalton). Khối lượng mol của các hợp chất bằng tổng khối lượng mol của các nguyên tố tạo nên hợp chất, có tính đến số lượng nguyên tử trong hợp chất. Ví dụ, khối lượng mol của nước (H₂O) xấp xỉ 1 × 2 + 16 = 18 g/mol.

Khối lượng phân tử

Khối lượng phân tử (tên cũ là trọng lượng phân tử) là khối lượng của một phân tử, được tính bằng tổng khối lượng của mỗi nguyên tử tạo nên phân tử đó nhân với số nguyên tử có trong phân tử này. Trọng lượng phân tử là không thứ nguyên một đại lượng vật lý về số lượng bằng khối lượng mol Nghĩa là, khối lượng phân tử khác với khối lượng mol về kích thước. Mặc dù khối lượng phân tử là không thứ nguyên nhưng nó vẫn có giá trị gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử (amu) hoặc dalton (Da), gần bằng khối lượng của một proton hoặc neutron. Đơn vị khối lượng nguyên tử cũng có giá trị bằng 1 g/mol.

Tính khối lượng mol

Khối lượng mol được tính như sau:

• xác định khối lượng nguyên tử của các nguyên tố theo bảng tuần hoàn;
• xác định số nguyên tử của từng nguyên tố trong công thức hợp chất;
• xác định khối lượng mol bằng cách cộng khối lượng nguyên tử của các nguyên tố có trong hợp chất, nhân với số lượng của chúng.

Ví dụ: hãy tính khối lượng mol của axit axetic

Nó bao gồm:

• hai nguyên tử cacbon
• bốn nguyên tử hydro
• hai nguyên tử oxy

• cacbon C = 2 × 12,0107 g/mol = 24,0214 g/mol
• hydro H = 4 × 1,00794 g/mol = 4,03176 g/mol
• oxy O = 2 × 15,9994 g/mol = 31,9988 g/mol
• khối lượng mol = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol

Máy tính của chúng tôi thực hiện chính xác phép tính này. Bạn có thể nhập công thức axit axetic vào đó và kiểm tra xem điều gì sẽ xảy ra.

Bạn có thấy khó khăn khi dịch các đơn vị đo lường từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác không? Đồng nghiệp sẵn sàng giúp đỡ bạn. Đăng câu hỏi trong TCTerms và trong vòng vài phút bạn sẽ nhận được câu trả lời.

Technetium (tiếng Latin Technetium, Tc; đọc là “technetium”) là nguyên tố hóa học phóng xạ nhân tạo đầu tiên, số nguyên tử 43. Thuật ngữ này bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “technetos” - nhân tạo. Technetium không có đồng vị ổn định. Các đồng vị phóng xạ tồn tại lâu nhất: 97 Tc (T 1/2 là 2,6 10 6 năm, bắt electron), 98 Tc (T 1/2 là 1,5 10 6 năm), 99 Tc (T 1/2 là 2 , 12·10 5 năm). Đồng phân hạt nhân tồn tại trong thời gian ngắn 99m Tc (T 1/2 bằng 6,02 giờ) có tầm quan trọng thực tế.

Cấu hình của hai lớp điện tử bên ngoài là 4s 2 p 6 d 5 5s 2. Trạng thái oxy hóa từ -1 đến +7 (hóa trị I-VII); ổn định nhất +7. Nằm trong nhóm VIIB ở chu kỳ 5 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Bán kính nguyên tử là 0,136 nm, ion Tc 2+ là 0,095 nm, ion Tc 4+ là 0,070 nm, ion Tc 7+ là 0,056 nm. Năng lượng ion hóa liên tiếp là 7, 28, 15, 26, 29, 54 eV. Độ âm điện theo Pauling 1.9.

Khi tạo bảng tuần hoàn, D.I. Mendeleev đã để lại một ô trống trong bảng dành cho technetium, một chất tương tự nặng của mangan (“ecamanganese”). Technetium được C. Perrier và E. Segre thu được vào năm 1937 bằng cách bắn phá một tấm molypden bằng deuteron. Trong tự nhiên, tecneti được tìm thấy với số lượng không đáng kể trong quặng urani, 5·10 -10 g trên 1 kg urani. Các vạch quang phổ của tecneti đã được tìm thấy trong quang phổ của Mặt trời và các ngôi sao khác.

Technetium được phân lập từ hỗn hợp các sản phẩm phân hạch 235 U - chất thải từ ngành công nghiệp hạt nhân. Khi tái xử lý nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, tecneti được chiết xuất bằng phương pháp trao đổi ion, chiết và kết tủa phân đoạn. Kim loại Technetium thu được bằng cách khử các oxit của nó bằng hydro ở 500°C. Sản lượng tecneti trên thế giới đạt vài tấn mỗi năm. Đối với mục đích nghiên cứu, các hạt nhân phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn của tecneti được sử dụng: 95m Tc( T 1/2 =61 ngày), 97m Tc (T 1/2 =90 ngày), 99m Tc.

Technetium là một kim loại màu xám bạc, có mạng lục giác, MỘT= 0,2737nm, c= 0,4391nm. Điểm nóng chảy 2200°C, điểm sôi 4600°C, mật độ 11,487 kg/dm3. Các tính chất hóa học của technetium tương tự như rheni. Giá trị thế điện cực chuẩn: Cặp Tc(VI)/Tc(IV) 0,83 V, cặp Tc(VII)/Tc(VI) 0,65 V, cặp Tc(VII)/Tc(IV) 0,738 V.

Khi Tc cháy trong oxi sẽ tạo thành oxit có tính axit cao hơn màu vàng Tc 2 O 7. Dung dịch của nó trong nước là axit technetic HTcO 4. Khi nó bay hơi, hình thành các tinh thể màu nâu sẫm. Muối của axit kỹ thuật - pertechnate (natri pertechnate NaTcO 4, kali pertechnate KTcO 4, bạc pertechnate AgTcO 4). Trong quá trình điện phân dung dịch axit kỹ thuật, TcO 2 dioxide được giải phóng, khi đun nóng trong oxy sẽ biến thành Tc 2 O 7.

Tương tác với flo, Tc tạo thành các tinh thể technetium hexafluoride TcF 6 màu vàng vàng trộn với TcF 5 pentafluoride. Thu được Technetium oxyfluorides TcOF 4 và TcO 3 F. Clo hóa technetium thu được hỗn hợp TcCl 6 hexachloride và TcCl 4 tetrachloride. Technetium oxychloride TcO 3 Cl và TcOCl 3 đã được tổng hợp. Đã biết

Nhiệm vụ 1.Viết công thức điện tử của nguyên tử Tecneti. Có bao nhiêu electron ở lớp d của lớp electron áp chót? Nguyên tố đó thuộc họ electron nào?

Giải pháp: Nguyên tử Tc trong bảng tuần hoàn có số sê-ri 43. Do đó, lớp vỏ của nó chứa 43 electron. Trong công thức điện tử, chúng tôi phân chia chúng thành các cấp con theo thứ tự điền (theo quy tắc của Klechkovsky) và có tính đến dung lượng của các cấp con: Tc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 5 5s 2. Trong trường hợp này, thứ tự điền các cấp con như sau: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d. Electron cuối cùng nằm ở phân lớp 4d, có nghĩa là technetium thuộc họ nguyên tố d. Có 5 electron ở lớp d của lớp áp chót (thứ 4).

Đáp án: 5, D.

Nhiệm vụ 2.Nguyên tử của nguyên tố nào có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 1?

Giải pháp:

Số electron trong lớp vỏ của một nguyên tử trung tính là 49. Do đó, điện tích hạt nhân của nó và do đó, số sê-ri cũng là 49. Trong bảng tuần hoàn của D.I Mendeleev, chúng ta thấy rằng nguyên tố này là indium.

Nhiệm vụ 3.Hợp chất nào sau đây có tính axit yếu nhất? a) HNO 3, b) H 3 PO 4, c) H 3 AsO 4, d) H 3 SbO 4.

Giải pháp:

Các hợp chất chứa oxy đã cho là hydroxit của các nguyên tố thuộc phân nhóm chính của nhóm V trong bảng tuần hoàn. Được biết, tính chất axit của hydroxit suy yếu từ trên xuống dưới trong phân nhóm. Do đó, trong loạt bài này, H 3 SbO 4 có tính axit ít rõ rệt nhất.

Đáp án: H3SbO4.

Nhiệm vụ 4.Cho biết kiểu lai hóa của các obitan bo trong phân tử BBr 3.

Giải pháp:

Sự hình thành ba liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử boron và brom liên quan đến một quỹ đạo s và hai quỹ đạo p của nguyên tử boron, các tính chất của chúng khác nhau. Vì tất cả các liên kết hóa học trong phân tử BBr 3 đều tương đương nhau nên nguyên tử boron trải qua quá trình lai hóa. Ba quỹ đạo trên của lớp electron bên ngoài tham gia vào nó. Do đó, kiểu lai là sp 2.

Đáp án: sp2.

Nhiệm vụ 5.Sử dụng dữ liệu bảng tuần hoàn, hãy tạo công thức thực nghiệm cho oxit chì cao hơn. Khối lượng mol của nó là bao nhiêu?

Giải pháp:

Chì nằm trong nhóm 4 của bảng tuần hoàn nên trạng thái oxi hóa cao nhất của nó là +4. Nguyên tử oxy trong oxit có trạng thái oxy hóa -2, do đó trong phân tử oxit có hai nguyên tử oxy cho mỗi nguyên tử chì. Công thức của oxit cao nhất là PbO 2. Hãy tính khối lượng mol của nó: 207+2·16=239.

Đáp số: 239 g/mol.

Nhiệm vụ 6.Phân tử NH4I có những loại liên kết hóa học nào?

Giải pháp:

Phân tử NH 4 I bao gồm các ion NH 4+ và I –, giữa chúng có liên kết ion. Trong ion NH 4+, bốn liên kết là cộng hóa trị có cực và một trong số chúng được hình thành theo loại chất cho-chấp (xem phần 3.2.3).

Trả lời: ion, cộng hóa trị phân cực, chất cho-chấp.

Nhiệm vụ 7.Tính toán năng lượng liên kết.

Tính năng lượng liên kết H-S trong phân tử H 2 S theo số liệu sau: 2H 2 (g) + S 2 (g) = 2 H 2 S (g) – 40,30 kJ; năng lượng của liên kết D(H-H) và D(S-S) lần lượt bằng –435,9 kJ/mol và –417,6 kJ/mol.

Giải pháp: Sự hình thành hai phân tử H 2 S có thể được biểu diễn dưới dạng một quá trình phá vỡ liên kết tuần tự H-H trong một phân tử H2 và kết nối S-S trong một phân tử S 2:

2 H-H 4 H – 2D(H-H)

SS 2 S – D(S-S)

4 H + 2 S 2 H 2 S+ 4D(S-H),

Ở đâu D(H-H), D(S-S) Và D(S-H) – năng lượng hình thành liên kết H-H, S-S Và S-H tương ứng. Cộng vế trái và vế phải của các phương trình trên, ta thu được phương trình nhiệt hóa

2H 2 (g) + S 2 (g) = 2 H 2 S (g) –2D(H-H) – D(S-S) + 4D(S-H).

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng này là

Q =–2D(H-H) – D(S-S) + 4D(S-H),Ở đâu D(S-H)= .

Nhiệm vụ 8.Tính toán độ dài liên kết.

Tính độ dài liên kết trong phân tử HBr nếu khoảng cách giữa các hạt nhân trong phân tử H 2 và Br 2 là 0,74∙10 -10 và 2 ,28 ∙10 -10m tương ứng.

Giải pháp:Độ dài liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử khác nhau bằng tổng bán kính cộng hóa trị của chúng

l(H-Br) = r(H) + r(Br).

Đổi lại, bán kính cộng hóa trị của một nguyên tử được xác định bằng một nửa khoảng cách giữa các hạt nhân trong phân tử H2 Và BR 2:

Như vậy,

Đáp án: 1,51·10 -10m.

Nhiệm vụ 9.Xác định kiểu lai của quỹ đạo và cấu trúc không gian của phân tử.

Kiểu lai hóa nào của đám mây điện tử diễn ra trong nguyên tử silicon trong quá trình hình thành phân tử SiF 4? Cấu trúc không gian của phân tử này là gì?

Giải pháp:Ở trạng thái kích thích, cấu trúc mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử silicon như sau:

3 giây		3p
3 giây	3px	3p năm	3p z

Các electron ở mức năng lượng thứ ba tham gia vào quá trình hình thành liên kết hóa học trong nguyên tử silicon: một electron ở trạng thái s và ba electron ở trạng thái p. Khi một phân tử SiF 4 được hình thành, bốn đám mây điện tử lai (lai hóa sp 3) xuất hiện. Phân tử SiF 4 có cấu hình tứ diện không gian.

Vấn đề 10.Xác định hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất hóa học dựa trên phân tích công thức đồ thị điện tử của nền và trạng thái kích thích của nguyên tử các nguyên tố này.

Hóa trị nào, do các electron chưa ghép cặp, lưu huỳnh có thể biểu hiện ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích?

Giải pháp: Sự phân bố electron ở mức năng lượng bên ngoài của lưu huỳnh …3s 2 3p 4 xét theo định luật Hund có dạng:

	S		P				d
16 giây

Từ phân tích mặt đất và hai trạng thái kích thích, hóa trị (độ quay) của lưu huỳnh ở trạng thái bình thường là hai, ở trạng thái kích thích đầu tiên - bốn, ở trạng thái kích thích thứ hai - sáu.

Tùy chọn cho nhiệm vụ kiểm tra

lựa chọn 1

1. Thông tin nào về một phần tử có thể được tìm hiểu dựa trên vị trí của nó trong PSE?

2. Viết công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 9 và 28. Hãy chỉ ra sự phân bố electron của các nguyên tử này trong tế bào lượng tử. Mỗi nguyên tố này thuộc họ electron nào?

Lựa chọn 2

1. Định nghĩa: năng lượng ion hóa, ái lực electron và độ âm điện của nguyên tử? Chúng thay đổi như thế nào qua các thời kỳ và các nhóm?

2. Viết công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 16 và 26. Phân bố electron của các nguyên tử này vào các tế bào lượng tử. Mỗi nguyên tố này thuộc họ electron nào?

Tùy chọn 3

1. Liên kết cộng hóa trị nào được gọi là có cực và liên kết nào không phân cực? Một thước đo định lượng về độ phân cực của liên kết cộng hóa trị là gì?

2. Số electron tối đa có thể chiếm được là bao nhiêu? S-, P-, d- Và f-quỹ đạo của một mức năng lượng nhất định? Tại sao? Viết công thức điện tử của nguyên tử của một nguyên tố có số nguyên tử 31.

Tùy chọn 4

1. Phương pháp liên kết hóa trị (BC) giải thích cấu trúc tuyến tính của phân tử BeCI 2 như thế nào?

4 giây hoặc 3d; 5 giây hoặc 4p? Tại sao? Viết công thức điện tử của nguyên tử của một nguyên tố có số nguyên tử 21.

Tùy chọn 5

1. Liên kết nào được gọi là liên kết σ và liên kết nào được gọi là liên kết π?

2. Quỹ đạo nào của nguyên tử chứa đầy electron trước: 4ngày hoặc 5 giây; 6 giây hoặc 5p? Tại sao? Viết công thức điện tử của nguyên tử của một nguyên tố có số nguyên tử 43.

Tùy chọn 6

1. Thế nào được gọi là mômen lưỡng cực?

2. Viết công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 14 và 40. Có bao nhiêu tự do 3d-quỹ đạo của nguyên tử nguyên tố cuối cùng?

Tùy chọn 7

1. Liên kết hóa học nào được gọi là ion? Cơ chế hình thành của nó là gì?

2. Viết công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 21 và 23. Có bao nhiêu tự do? 3d-orbital trong nguyên tử của các nguyên tố này?

Tùy chọn 8

1. Phiên bản nào của bảng tuần hoàn được sử dụng rộng rãi nhất và tại sao?

2. Có bao nhiêu cái miễn phí? d- quỹ đạo được tìm thấy trong nguyên tử Sc, Ti, V? Viết công thức điện tử của nguyên tử các nguyên tố đó.

Tùy chọn 9

1. Đặc điểm nào của liên kết ion giúp phân biệt nó với liên kết cộng hóa trị?

2. Sử dụng quy tắc Hund, phân bố electron giữa các tế bào lượng tử tương ứng với trạng thái năng lượng thấp nhất của các nguyên tử: crom, photpho, lưu huỳnh, germani, niken.

2. Một nguyên tử boron có thể có hai trạng thái điện tử khác nhau Và . Những trạng thái này được gọi là gì? Làm thế nào để chuyển từ trạng thái thứ nhất sang trạng thái thứ hai?

Tùy chọn 11

1. Loại nào trong 4 loại quỹ đạo nguyên tử có công thức phức tạp nhất?

2. Nguyên tử nào của nguyên tố đó ứng với từng công thức điện tử đã cho:

MỘT) ;b) ;

Tùy chọn 12

2. Sử dụng quy tắc Hund, phân bố electron giữa các tế bào lượng tử tương ứng với trạng thái năng lượng cao nhất của nguyên tử: mangan, nitơ, oxy, silicon, coban.

Tùy chọn 13

1. Nếu có 4 electron trong quỹ đạo p của bất kỳ lớp nào thì có bao nhiêu electron trong số chúng có spin không ghép cặp và tổng số spin 7 của chúng là bao nhiêu?

2. Nguyên tử nào của các nguyên tố và trạng thái nào của các nguyên tố này tương ứng với các công thức điện tử sau đây Và ; Và ?

Tùy chọn 14

1. Có thể gọi tên những đặc điểm nào của nguyên tử khi biết: a) số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn; b) số kỳ; c) số lượng và loại nhóm chứa phần tử đó?

2. Viết cấu hình electron của nguyên tử bằng công thức điện tử của các nguyên tố có số nguyên tử 12, 25, 31, 34, 45.

Tùy chọn 15

1. Làm thế nào để xác định số lượng hạt cơ bản trong thành phần của nó, dựa trên vị trí của một nguyên tử trong bảng tuần hoàn? Xác định số lượng hạt cơ bản trong thành phần nguyên tử lưu huỳnh và kẽm.

2. Áp dụng quy tắc Hund, phân bố các electron vào các ô năng lượng tương ứng với trạng thái năng lượng thấp nhất đối với nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 26, 39, 49, 74, 52.

Tùy chọn 16

1. Số lượng tử là gì? Chúng phản ánh những tính chất nào của quỹ đạo và electron? Họ lấy những giá trị gì? Xác định số electron tối đa có thể có ở mỗi mức năng lượng của nguyên tử nhôm và đồng.

2. Công thức điện tử nào phản ánh cấu trúc nguyên tử không bị kích thích của một nguyên tố nào đó là sai: a) 1s 2 2s 2 2p 5 3s 1 ; b) 1s 2 2s 2 2p 6; V) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 ; G) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2; d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3d 2 ? Tại sao? Những nguyên tử của nguyên tố nào tương ứng với công thức điện tử được soạn thảo chính xác?

Phương án 17

1. Những nguyên tắc nào là nền tảng của mọi lý thuyết hiện đại về liên kết hóa học? Liên kết ion là gì? Nó có những đặc tính gì? Cho ví dụ về các hợp chất có liên kết ion.

2. Viết công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 24 và 33, trong đó công thức thứ nhất có “lỗi” là một 4 giây-electron lên cấp dưới 3d. Vòng quay tối đa là bao nhiêu? d-các electron trong nguyên tử thứ nhất và P-electron trong nguyên tử của nguyên tố thứ hai?

Tùy chọn 18

1. Độ âm điện là gì? Độ âm điện thay đổi như thế nào? R-Các nguyên tố trong một chu kì, trong một nhóm của hệ tuần hoàn có số nguyên tử tăng dần? Tại sao?

2. Lập công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 32 và 42, có tính đến số thứ tự “thất bại” là một 5 giây-electron mỗi 4ngày-cấp dưới. Mỗi nguyên tố này thuộc họ electron nào?

Phương án 19

1. Số lượng tử có thể nhận những giá trị nào? n, l, m tôi Và bệnh đa xơ cứng, mô tả trạng thái của electron trong nguyên tử? Chúng lấy những giá trị nào đối với các electron bên ngoài của nguyên tử magiê?

2. Có bao nhiêu cái miễn phí? f-orbital có trong nguyên tử của các nguyên tố có số thứ tự 61, 62, 91, 92? Sử dụng quy tắc Hund, hãy phân bố các electron giữa các tế bào năng lượng đối với nguyên tử của các nguyên tố này.

Tùy chọn 20

1. Năng lượng ion hóa là gì? Nó được thể hiện ở đơn vị nào? Hoạt động phục hồi thay đổi như thế nào? S- Và P-Các nguyên tố thuộc nhóm nào trong bảng tuần hoàn có số hiệu nguyên tử tăng dần? Tại sao?

2. Nguyên tắc Pauli là gì? Có thể nó ở cấp độ dưới nào đó của nguyên tử trang 7 - hoặc d 12 - electron? Tại sao? Viết công thức điện tử cho nguyên tử của một nguyên tố có số nguyên tử 22 và chỉ ra các electron hóa trị của nó. .

Phương án 21

1. Hãy liệt kê các quy tắc theo đó các quỹ đạo chứa đầy electron. Công thức điện tử của nguyên tử là gì? Viết công thức điện tử của silicon và sắt, nhấn mạnh các electron hóa trị.

2. Số lượng tử của electron ở mức năng lượng lớp ngoài của nguyên tử của một số nguyên tố có giá trị sau: N = 4; tôi = 0; tôi= 0; bệnh đa xơ cứng= . Viết công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố này và xác định có bao nhiêu nguyên tử tự do 3d-orbitals chứa mỗi trong số chúng.

Phương án 22

1. Đồng vị là gì? Làm thế nào chúng ta có thể giải thích rằng hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn đều có khối lượng nguyên tử được biểu thị dưới dạng phân số? Nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có thể có cùng khối lượng không? Những nguyên tử như vậy được gọi là gì?

2. Dựa vào vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn, hãy đưa ra câu trả lời có căn cứ cho câu hỏi: trong hai hydroxit nào có tính bazơ mạnh hơn: Ba(OH) 2 hay Mg(OH) 2; Ca(OH) 2 hoặc Fe(OH) 2; Cd(OH)2 hay Sr(OH)2?

Phương án 23

1. Ái lực điện tử là gì? Nó được thể hiện ở đơn vị nào? Hoạt tính oxy hóa của phi kim thay đổi như thế nào trong một chu kỳ và trong một nhóm của hệ tuần hoàn khi số nguyên tử tăng dần? Thúc đẩy câu trả lời của bạn bằng cấu trúc nguyên tử của nguyên tố tương ứng.

2. Mangan tạo thành các hợp chất có số oxi hóa +2, +3, +4, +6, +7. Tạo công thức cho các oxit và hydroxit của nó tương ứng với các trạng thái oxy hóa này. Viết các phương trình phản ứng chứng minh tính chất lưỡng tính của mangan (IV) hydroxit.

Tùy chọn 24

1. Tính chất axit-bazơ và oxi hóa khử của các oxit và hydroxit bậc cao của các nguyên tố thay đổi như thế nào khi điện tích hạt nhân của chúng tăng dần: a) trong một chu kỳ; b) trong một nhóm con.

2. Một số lượng tử từ có thể nhận bao nhiêu và giá trị bao nhiêu? tôiở số quỹ đạo tôi= 0, 1, 2 và 3? Những nguyên tố nào trong bảng tuần hoàn được gọi là s-, p-, d- Và f-yếu tố? Cho ví dụ.

Tùy chọn 25

1. Lý thuyết lai tạo. Cơ chế hình thành liên kết người cho - người nhận. Ví dụ kết nối

2. Cái nào R-các nguyên tố thuộc nhóm thứ năm của bảng tuần hoàn - phốt pho hoặc antimon - tính chất phi kim loại có rõ rệt hơn không? Hợp chất hydro nào của các nguyên tố này có tính khử mạnh hơn? Thúc đẩy câu trả lời của bạn bằng cấu trúc nguyên tử của các nguyên tố này.

Tùy chọn 26

1. Trạng thái oxi hóa thấp nhất của clo, lưu huỳnh, nitơ và cacbon là bao nhiêu? Tại sao? Lập công thức cho các hợp chất của nhôm với các nguyên tố này ở trạng thái oxy hóa này. Tên của các hợp chất tương ứng là gì?

2. Trạng thái năng lượng của electron lớp ngoài cùng của nguyên tử được mô tả bằng các giá trị số lượng tử sau: N=4, tôi=0, tôi= 0. Những nguyên tử của nguyên tố nào có electron như vậy? Viết công thức điện tử của nguyên tử các nguyên tố đó. Viết tất cả các số lượng tử của electron trong các nguyên tử: a) lithium, berili, carbon; b) nitơ, oxy, flo.

Phương án 27

1. Kết nối kim loại. Cơ chế hình thành và tính chất. Ví dụ về các hợp chất và tính chất của chúng.

2. Dựa vào vị trí của gecmani và tecneti trong bảng tuần hoàn, lập công thức các axit meta, orthogermanic và oxit tecneti tương ứng với trạng thái oxi hóa cao nhất của chúng. Vẽ đồ thị công thức của các hợp chất này.

Phương án 28

1. Nguyên tố nào thuộc thời kỳ thứ tư - crom hoặc selen - có tính chất kim loại rõ rệt hơn? Nguyên tố nào sau đây tạo thành hợp chất khí với hydro? Thúc đẩy câu trả lời của bạn bằng cấu trúc của nguyên tử crom và selen.

2. Đồng vị niken-57 được hình thành khi các hạt alpha bắn phá hạt nhân của nguyên tử sắt-54. Lập phương trình phản ứng hạt nhân này và viết nó dưới dạng viết tắt

Phương án 29

Viết công thức điện tử cho nguyên tử của các nguyên tố và gọi tên chúng nếu giá trị của số lượng tử ( n, l, m l, m S) các electron của lớp electron bên ngoài (cuối cùng) và áp chót như sau:

a) 6, 0, 0, + ; 6, 0, 0, - ; 6, 1, -1, + ;

b) 3, 2, -2, + ; 3, 2, -1, + ; 4, 0, 0, + ; 4, 0, 0, - .

Tùy chọn 30

1. Các phương pháp hiện đại mô tả sự hình thành liên kết cộng hóa trị và các tiên đề cơ bản của chúng. Tính chất của liên kết cộng hóa trị. Cho ví dụ về các hợp chất có liên kết cộng hóa trị và tính chất của chúng.

2. Thực hiện mô tả so sánh các thành phần có số sê-ri 17 và 25 dựa trên vị trí của chúng trong PSE. Giải thích nguyên nhân có sự giống nhau và khác nhau về tính chất của các nguyên tố đó.

Thông tin liên quan.