Олово (Sn): степень окисления, валентность, строение атома
Олово Sn — металл, № 50. Степени окисления: +2, +4; валентность II, IV. Электронная формула [Kr]4d¹⁰5s²5p², электроны по уровням: 2, 8, 18, 18, 4. M = 119 г/моль.
| Что | Значение |
|---|---|
| Степень окисления | +2, +4высшая +4, низшая 0 подробнее |
| Валентность | II, IVпеременная подробнее |
| Электронная формула | 1s² |
| Строение атома | +50: 50 p⁺, 70 n⁰, 50 e⁻уровни 2, 8, 18, 18, 4 подробнее |
| Молярная масса | 119 г/мольточнее 118,71 подробнее |
| Положение | 5-й период, IVА группа, p-элемент |
| Характеристика | металл, амфотерный подробнее |
| ЭО по Полингу | 1,96 таблица ЭО |
Какая степень окисления у олова?
Высшая степень окисления олова — +4, низшая — 0 (в простом веществе). Характерные значения: +2, +4.
У олова две степени окисления, +2 и +4, и более устойчива +4: соединения олова(II), например SnCl2, — хорошие восстановители. У свинца наоборот — устойчивее +2.
| Степень окисления | Примеры соединений |
|---|---|
| +2 | SnO, SnCl2, Sn(OH)2 |
| +4 | SnO2, SnCl4, Na2[Sn(OH)6] |
Задание 3 ЕГЭ: степень окисления и валентность
Какая валентность у олова?
Валентность олова — II, IV (переменная).
| Валентность | Примеры соединений |
|---|---|
| II | SnO, SnCl2 |
| IV | SnO2, SnCl4 |
Строение атома олова
Порядковый номер олова — 50, поэтому заряд ядра +50: в ядре 50 протонов и 70 нейтронов (у самого распространённого изотопа ¹²⁰Sn, массовое число 120).
Вокруг ядра — 50 электронов на пяти энергетических уровнях: 2, 8, 18, 18, 4. Число уровней равно номеру периода.
Внешний уровень — 5-й, на нём 4 электрона. Неспаренных электронов в основном состоянии — 2.
Схема: +50 Sn )2 )8 )18 )18 )4
По округлённой атомной массе (119) число нейтронов вышло бы 69: это среднее по природным изотопам, а у самого распространённого, ¹²⁰Sn, их 70.
Задание 1 ЕГЭ: строение атома
Электронная формула олова
1s²
Сокращённо, через остов благородного газа: [Kr]4d¹⁰5s²5p². В порядке заполнения подуровней: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p².
В возбуждённом состоянии один электрон с 5s переходит на свободную p-орбиталь: 5s²5p² → 5s¹5p³, неспаренных электронов становится 4.
- Sn²⁺ (48 электронов) [Kr]4d¹⁰5s²
Характеристика олова
По плану: положение в таблице → строение атома → свойства → соединения.
Олово — элемент № 50, 5-й период, IVА группа, металл.
Электроны по уровням 2, 8, 18, 18, 4; внешние электроны 5s²5p²: отдавая только p-электроны, олово становится +2, отдавая все четыре — +4.
Олово малоактивно: на воздухе и в воде устойчиво, медленно растворяется в соляной кислоте до SnCl2, а как амфотерный металл растворяется и в щелочах.
Оксиды и гидроксиды олова амфотерны; оловом покрывают жесть консервных банок (белая жесть), оно входит в бронзу и припои.
Олово существует в двух модификациях: белое — серебристый мягкий металл, и серое — порошок. Ниже 13,2 °C белое олово медленно превращается в серое («оловянная чума»).
| Формула | Что это | M, г/моль |
|---|---|---|
| SnO2 | оксид олова(IV), касситерит — руда | 151 |
| SnCl2 | хлорид олова(II) — восстановитель | 190 |
| SnCl4 | хлорид олова(IV) | 261 |
| Na2[Sn(OH)6] | гексагидроксостаннат натрия | 267 |
Молярная масса олова
M(Sn) = 119 г/моль
Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе Ar. В расчётах ЕГЭ её берут округлённой до целого: 119 г/моль. Точное значение по IUPAC — 118,71 г/моль.
Вопросы и ответы
Что такое оловянная чума?
Переход белого олова в серое при охлаждении ниже 13,2 °C. Плотность серого олова меньше, изделие вспучивается и рассыпается в порошок, а на морозе процесс ускоряется. По легенде, так рассыпались оловянные пуговицы армии Наполеона в 1812 году.
Почему SnCl2 — восстановитель?
Для олова устойчивее степень окисления +4, поэтому олово(II) охотно отдаёт два электрона. Например, SnCl2 восстанавливает соли железа(III): SnCl2 + 2FeCl3 = SnCl4 + 2FeCl2.
Олово — металл или неметалл?
Металл. В IVА группе металлические свойства усиливаются сверху вниз: углерод и кремний — неметаллы, германий — полуметалл, олово и свинец — металлы, хотя их оксиды амфотерны.
Как олово встречается на ЕГЭ?
- Задание 1: строение атомаВнешние электроны олова — 5s²5p², неспаренных в основном состоянии 2: по таким признакам элемент выбирают из ряда.
- Задание 2: периодический законОлово — 5-й период, IVА группа: по положению сравнивают радиус атома, электроотрицательность и металлические свойства с соседями.
- Задание 3: степень окисления и валентностьВысшая степень окисления олова +4, низшая 0; валентность II, IV.
- Задание 4: химическая связьВ простом веществе связь металлическая и решётка металлическая; с активными неметаллами образует ионные соединения.
Соседи олова в таблице Менделеева
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Таблицы по теме
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по химии (проект) — задания 1–4: строение атома, периодический закон, степень окисления и валентность, химическая связь
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные и молярные массы
- CIAAW: изотопный состав элементов — самый распространённый изотоп — число нейтронов
- NIST Atomic Spectra Database: основные состояния нейтральных атомов — электронные конфигурации, в том числе исключения с «провалом» электрона