Теория:
По шкале Полинга электроотрицательность родия (Rh) равна (2,28), это достаточно высокое значение среди переходных d-металлов.
Определяющее его принадлежность к группе благородных металлов платиновой группы и высокую химическую стойкость.
Родий — редкий переходный d-металл 9-й (VIIIБ) группы, занимающий место в 5-м периоде между рутением и палладием.
Если представить эту характеристику как «силу притяжения» чужих электронов, то у атома родия эта способность выражена значительно сильнее, чем у щелочных или переходных металлов начала периода.
Его валентные электроны удерживаются ядром достаточно прочно, поэтому родий крайне неохотно отдаёт электроны и устойчив к воздействию агрессивных сред.
Особенности строения внешнего слоя (4d85s1) влекут три основных химических следствия:
Содержание страницы
Электроотрицательность (ЭО) — условная величина, отражающая способность атома в молекуле смещать к себе общие электронные пары.
Для благородных d-металлов различие между значениями в разных шкалах отражает высокую прочность удержания собственных валентных электронов и способность образовывать ковалентные комплексы.
| Шкала | Что измеряется | Значение для Rh |
|---|---|---|
| Полинга | Энергии химических связей | 2,28 |
| Малликена | Энергия ионизации + сродство к электрону | 1,45 |
| Олреда–Рохова | Эффективный заряд ядра и ковалентный радиус | 1,45 |
| Аллена | Средняя энергия валентных электронов | 1,450 |
Шкала Полинга является наиболее распространенной и традиционно применяется в школьных и университетских программах.
Значение для родия составляет (2,28). Оно наглядно показывает, что родий по своей электроотрицательности сопоставим с рядом неметаллов (например, водородом — 2,20 и фосфором — 2,19).
В отличие от легких металлов, родий образует химические связи преимущественно ковалентного характера.
Смотреть полную таблицу электроотрицательности для всех элементов.
Шкала Малликена основана на энергетических характеристиках изолированного атома:
Первая энергия ионизации I = 719,8 кДж/моль — значительное количество энергии, необходимое для отрыва первого электрона.
Сродство к электрону E = 110 кДж/моль — заметное притяжение дополнительного электрона.
Формула: χ = ½ (I + E).
В пересчете на относительные единицы шкала Малликена дает значение около (1,45), отражающее высокую энергетическую стабильность атома.
Олред и Рохов рассчитывают ЭО исходя из кулоновской силы притяжения внешних электронов к ядру:
где Zэфф — эффективный заряд ядра, r — радиус атома.
Из-за малого ковалентного радиуса (134 пм) и эффективного заряда ядра расчетное значение составляет (1,45).
Шкала Ларри Аллена рассчитывается через среднюю энергию валентных электронов:
где Ei — энергии ионизации валентных электронов, n — их количество. Для родия с его d-электронной конфигурацией шкала Аллена дает значение (1,450).
По шкале Аллена родий прочно удерживает свои валентные электроны, что подтверждает его принадлежность к платиноидам.
Родий — элемент 9-й группы 5-го периода с атомным номером 45. Конфигурация — 1s22s22p63s23p63d104s24p64d85s1 (или [Kr]4d85s1).
Атом родия характеризуется «провалом» (переходом) электрона с 5s-уровня на 4d-подуровень для формирования более устойчивого состояния.
Высокий заряд ядра (+45) и сжатие d-оболочки приводят к тому, что валентные электроны испытывают сильное притяжение к ядру.
Атому родия энергетически невыгодно отдавать электроны с образованием простых катионов, поэтому для него характерна склонность к ковалентному связыванию и комплексообразованию.
Сравнение с элементами платиновой группы 5-го периода:
| Элемент | ЭО (Полинг) | Электронная конфигурация |
|---|---|---|
| Ru (рутений) | 2,20 | [Kr] 4d7 5s1 |
| Rh (родий) | 2,28 | [Kr] 4d8 5s1 |
| Pd (палладий) | 2,20 | [Kr] 4d10 5s0 |
| Ag (серебро) | 1,93 | [Kr] 4d10 5s1 |
По мере заполнения d-подуровня в ряду платиноидов ЭО достигает высоких значений, определяя благородство данных металлов.
Высокое значение электроотрицательности родия определяет характер его соединений:
Характерные особенности родия:
| Элемент | ЭО (Полинг) | Первая энергия ионизации, кДж/моль | Атомный радиус, пм |
|---|---|---|---|
| Co (кобальт) | 1,88 | 760,4 | 125 |
| Rh (родий) | 2,28 | 719,8 | 134 |
| Ir (иридий) | 2,20 | 880,0 | 136 |
При переходе от кобальта к родию электроотрицательность существенно возрастает, что отражает переход от типичных переходных металлов к благородным платиноидам.
Значение ЭО по Полингу (2,28) определяет устойчивое химическое поведение родия в химических реакциях.
Эта характеристика обуславливает ключевые свойства элемента:
Причина проста: высокая ЭО препятствует полной отдаче всех валентных электронов, поэтому высшие степени окисления проявляются редко и только с сильными окислителями (F2, O2).
Главное правило: сильное удержание электронов приводит к тому, что родий предпочтительно образует соединения в степени окисления +3.
У атома родия на внешних подуровнях находятся 9 валентных электронов (4d85s1).
За счет задействования неспаренных d-электронов и свободных орбиталей родий проявляет переменные валентности, наиболее характерными из которых являются III, IV и I.
Краткий итог: электронное строение 4d85s1 определяет переменную валентность родия с преобладанием значения III.
Электроотрицательность родия вытекает из строения его электронной оболочки.
Электронная формула родия: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d8 5s1
На внешних подуровнях находятся 9 валентных электронов.
Два ключевых фактора:
Значение электроотрицательности (2,28) — это прямое следствие формулы 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d8 5s1.
Благодаря своей электронной структуре и высокому значению ЭО родий активно используется:
В отличие от металлов начала периода:
Электроотрицательность родия (по Полингу равна 2,28):
Таким образом, родий выступает классическим примером благородного d-металла платиновой группы с высокой электроотрицательностью.
Правильные ответы: 1, 3, 4, 5.
Разбор ошибок:
2 — неверно: родий — благородный металл, не растворимый в разбавленных кислотах.
По шкале Полинга электроотрицательность родия равна 2,28.
Из-за высокого значения ЭО (2,28) и сильного притяжения валентных электронов к ядру родий является благородным металлом.
Родий образует преимущественно ковалентные полярные и донорно-акцепторные (комплексные) связи.
View Comments
Простыми словами то можно так сказать электроотрицательность родия которая примерно равна (2,28) показывает, насколько сильно его атомы способны притягивать к себе электроны других элементов в химических реакциях при образовании химических связей. Поэтому судя тексту для переходных металлов это вполне привычный, умеренно высокий показатель.
Да именно так, спасибо за уточнение.