Строение атома золота

Общие сведения о строении атома золота

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Золото расположено в шестом периоде I группе побочной (В) подгруппе Периодической таблицы.

Относится к элементам d-семейства. Металл. Обозначение – Au. Порядковый номер – 79. Относительная атомная масса – 195,966 а.е.м.

Электронное строение атома золота

Атом золота состоит из положительно заряженного ядра (+79), внутри которого есть 79 протонов и 117 нейтронов, а вокруг, по шести орбитам движутся 79 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома золота.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

+79Au)₂)₈)₁₈)₃₂)₁₈);

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰6s¹.

Валентными электронами атома золота считаются электроны, расположенные на 5d— и 6s— подуровнях. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Наличие одного неспаренного электрона свидетельствует о том, что для золота характерна степень окисления +1.

Валентные электроны атома золота можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), m_l (магнитное) и s (спиновое):

Подуровень	n	l	m_l	s
s	6	0	0	+1/2
d	5	2	-2	+1/2
d	5	2	-1	+1/2
d	5	2	0	+1/2
d	5	2	+1	+1/2
d	5	2	+2	+1/2
d	5	2	-2	-1/2
d	5	2	-1	-1/2
d	5	2	0	-1/2
d	5	2	+1	-1/2
d	5	2	+2	-1/2

Для золота характерно наличие возбужденного состояния за счет вакантных орбиталей 5p-подуровня (степень окисления +2):

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Относительная атомная масса золота равна 195,966. Известно, что золото состоит из двух изотопов: ¹⁹⁷Au и ¹⁹⁵Au. Рассчитайте молярную долю каждого изотопа в природном золоте.

Решение

Изотопы – это атомы одного и того же химического элемента, имеющие разные массовые числа (одинаковое число протонов, но разное – нейтронов). Примем за х число атомов изотопа золота¹⁹⁵Au в каждых ста атомах природного золота, тогда число атомов изотопа ¹⁹⁷Au будет равно (100-х). Масса атомов изотопа ¹⁹⁵Au будет равна 195x, а ¹⁹⁷Au – 197×(100-х). Составим уравнение:

195x + 197×(100-х) = 195,966×100%.

Найдем х:

195x + 19700 — 197x = 19596,6;

2x = 103,4;

х = 51,7.

Значит содержание изотопа ¹⁹⁵Au в природном золоте равно 51,7%. Тогда, содержание изотопа ¹⁹⁷Au: 100-51,7 = 48,3%.

Ответ

Содержание изотопа ¹⁹⁵Au в природном золоте равно 51,7%, а ¹⁹⁷Au–48,3%.

ПРИМЕР 2

Задание

Охарактеризуйте квантовыми числами все электроны, которые находятся на 3p-подуровне.

Решение

На p-подуровне 3-го уровня находится шесть электронов:

3p⁶

Их можно охарактеризовать следующими квантовыми числами:

n=3; l=1; m= -1; 0; +1; s= +1/2; -1/2.