Валентность магния
Общие сведения о валентности магния
Магний в виде простого вещества – белый металл (плотность 1,74 г/см3). Температуры плавления и кипения равны 650oС и 1095oС, соответственно. НА воздухе он мало изменяется, так как быстро покрывается тонким слоем оксида, защищающим его от дальнейшего окисления. Он пластичнее и мягче бериллия.
Валентность магния в соединениях
Магний — двенадцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в третьем периоде во IIA группе. В ядре атома магния содержится 12 протонов и 12 нейтронов (массовое число равно 24). В атоме магния есть три энергетических уровня, на которых находятся 12 электронов (рис. 1).
Рис. 1. Строения атома магния.
Электронная формула атома магния в основном состоянии имеет следующий вид:
1s22s22p63s2.
А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):
Так как на третьем энергетическом слое помимо 3s-подуровня есть еще и 3p-подуровень, орбитали которого не заняты электронами, то пара электронов 3s-подуровня распаривается и один из них занимает вакантную орбиталь 3p-подуровня. Это означает, что для атома магния характерно наличие возбужденного состояния:
Наличие двух неспаренных электронов свидетельствует о том, что магний проявляет валентность II в своих соединения (MgIIO, MgII(OH)2, MgII(NO3)2, MgIISO4). Валентность магния постоянная.
Примеры решения задач
| Задание | Укажите оксиды, в которых второй элемент, входящий в его состав, проявляет валентность равную VII: 1) Mn2O7; 2) MgO; 3) Cl2O; 4) CaO; 5) Cl2O7; CrO. |
| Решение | Валентность кислорода в оксидах всегда равна II. Рассмотрим определение валентности второго элемента, входящего в состав оксида, на примере вещества номер 1. Запишем его формулу и укажем римскими цифрами валентность известного элемента:
Mn2OII7. Находим наименьшее кратное чисел единиц валентностей. Для этого умножаем значение валентности кислорода на количество атомов данного элемента в соединении (7): 2 × 7 = 14. Чтобы определить валентность марганца поделим наименьшее кратное чисел единиц валентностей на количество атомов марганца в соединении (2): 14 / 2 = 7. Это означает, что валентность марганца равна VII: MnVII2OII7. Значит вариант 1 является ответом на вопрос, поставленный в условии задачи. Проверим, нет ли ещё оксидов, в которых элемент проявляет валентность VII. Аналогичным образом определяем валентности элементов в других соединениях: MgIIOII; ClI2OII; CaIIOII; ClVII2OII7; CrIIOII. Вещество под номером 3, также является ответом на вопрос. |
| Ответ | Варианты ответов 1 и 3. |
| Задание | Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
MgCO3 → MgCl2 → Mg → MgSO4. Уравнения реакций, которые протекают в растворах изобразите в молекулярной и сокращенной ионной формах. |
| Ответ | Для того, чтобы получить хлорид магния из карбоната, нужно растворить эту соль в хлороводородной кислоте:
MgCO3+ 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2↑; CO32- + 2H+ → H2O + CO2↑. Получение магния из хлорида этого металла возможно путем электролиза расплава данной соли: MgCl2 → Mg + Cl2↑. Сульфат магния образуется при растворении магния в серной кислоте: Mg+ H2SO4→ MgSO4 + H2O. |
