ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ

Приклад 1. На основі електронної формули елемента з порядковим номером 23 визначити, в якому періоді, групі та підгрупі він знаходиться та його основні хімічні властивості.

Розв’язання.Електронна оболонка атома з порядковим номером 23 має вигляд: .

Елемент з порядковим номером 23 знаходиться в IV періоді, бо містить 4 енергетичні рівні; належить до d-елементів, тому що останнім заповнюється

d-підрівень; у п’ятій групі, оскільки для d-елементів номер групи визначається числом електронів на зовнішньому s-підрівні та передзовнішньому d-підрівні; в побічній підгрупі, бо всі d-елементи утворюють побічні підгрупи. Цей елемент– ванадій (V).

Атом ванадію може легко віддавати 2 електрони, які розташовані на 4s- підрівні, виявляючи ступінь окиснення +2. При цьому він утворює оксид VO та гідроксид , що мають основні властивості. Газоподібних водневих сполук ванадій не утворює, бо знаходиться в побічній підгрупі.

Атом ванадію може також віддавати електрони з d- підрівня передостаннього енергетичного рівня (3 електрони) , виявляючи найвищий ступінь окиснення +5 (чисельно він дорівнює номеру групи, в якій знаходиться елемент). Оксид, що відповідає найвищому ступеню окиснення, має формулу . Цей оксид виявляє кислотні властивості. Йому відповідає нестійка метаванадієва кислота , її солі, ванадати, стійкі сполуки.

 

Приклад 2.Який з елементів, літій чи калій, виявляє більш виражені металічні властивості?

Розв’язання. Будови електронних оболонок атомів літію і калію мають вигляд:

 

Обидва атоми на зовнішньому енергетичному рівні мають по одному електрону. Але в атомі калію зовнішній електрон більш віддалений від ядра (розташований на четвертому енергетичному рівні, а в атомі літію – на другому), тому він легше відривається. Оскільки металічні властивості обумовлені здатністю віддавати електрони, вони сильніше виражені в калію.

 

Приклад 3.Визначити найвищий і найнижчий ступені окиснення брому. Скласти формули сполук брому, що відповідають даним ступеням окиснення.

Розв’язання.Найвищий ступінь окиснення елемента визначається номером групи періодичної системи елементів, в якій він знаходиться. Найнижчий ступінь окиснення відповідає умовному заряду, який матиме атом, якщо приєднає електрони, що необхідні для утворення стійкої восьмиелектронної оболонки ().

Бром знаходиться в VII групі та має структуру зовнішнього енергетичного рівня . Тому для нього найвищий ступінь окиснення +7, а найнижчий –1, їм відповідають сполуки та .

 

Приклад 4.Які сполуки з воднем утворюютьелементи головної підгрупи VI групи? Визначити найбільш і найменш стійкі з них.

Розв’язання.Елементи головної підгрупи VI групи є р-елементами. Їхні атоми на зовнішньому енергетичному рівні мають по 6 електронів: . Тому в сполуках з воднем вони виявляють ступінь окиснення -2. Формули відповідних сполук: .

Із зростанням порядкового номера елемента (від кисню до полонію) збільшується радіус атома, що обумовлює зменшення міцності сполуки з воднем. Таким чином, найбільш стійкою сполукою є , а найменш стійкою - .

 

Приклад 5.У якого з елементів четвертого періоду, марганцю чи брому, сильніше виражені металічні властивості?

Розв’язання.Марганець – d-елемент VII групи, а бром – р-елемент VII групи. На зовнішньому енергетичному рівні атома марганцю міститься 2 електрони, атома брому – сім. Атоми типових металів характеризуються наявністю невеликої кількості електронів на зовнішньому енергетичному рівні і, відповідно, здатністю легко втрачати ці електрони. Вони мають лише відновні властивості та не утворюють елементарних негативних іонів.

Елементи, атоми яких на зовнішньому енергетичному рівні містять більше трьох електронів, характеризуються певною спорідненістю до електрона, відповідно, можуть мати негативний ступінь окиснення і навіть утворювати елементарні негативні іони. Таким чином, марганець, як і всі метали, виявляє лише відновні властивості. Бром виявляє слабкі відновні властивості, для нього більш характерні окисні функції. Загальною закономірністю для всіх груп, що містять р- і d- елементи, є перевага металічних властивостей у d- елементів. Отже, металічні властивості більше виражені в марганцю, ніж у брому.

 

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

481. Який зв’язок існує між електронною будовою атомів та розташуванням їх у періодичній системі Д.І. Менделєєва?

 

482. На основі електронної формули елемента з порядковим номером 17 визначити його положення в періодичній системі елементів і описати хімічні властивості.

 

483. Який елемент четвертого періоду періодичної системи Д.І. Менделєєва є найтиповішим металом? Чому?

 

484. Написати формули водневих і вищих кисневих сполук р-елементів IV групи періодичної системи. Яка зі сполук з воднем є найбільш стійкою і чому?

485. На основі електронної формули визначити положення в періодичній системі та основні властивості елемента з порядковим номером 20.

 

486. Який з елементів, кальцій чи цинк, виявляє більш виражені металічні властивості? Відповідь обґрунтувати, аналізуючи електронні формули і .

 

487. В якій групі і в якому періоді періодичної системи Д.І.Менделєєва знаходиться елемент з порядковим номером 51? Відповідь обґрунтувати, аналізуючи його електронну формулу.

 

488. Чому хром та сірка, фосфор та ванадій розташовані в одній групі але в різних підгрупах періодичної системи елементів?

 

489. Структура валентних електронних шарів атомів елементів виражається формулами: а) б) . Визначити порядковий номер та назву елементів.

 

490. Скласти формули оксидів та гідроксидів елементів третього періоду періодичної системи, що відповідають їхньому найвищому ступеню окиснення . Як змінюється кислотно-основний характер даних сполук при переході від натрію до хлору? Скласти рівняння, що підтверджують амфотерні властивості гідроксиду алюмінію.

 

491. Який найвищий та найнижчий ступені окиснення можуть мати кремній та миш’як? Чому? Скласти формули сполук цих елементів, що відповідають даним ступеням окиснення.

 

492. Чому в сполуках фтор виявляє постійну валентність, а хлор – змінну? Відповідь обґрунтувати, користуючись електронними та електронографічними формулами елементів.

 

493. Виходячи зі ступенів окиснення атомів сірки в сполуках , , , скласти електронні та електронографічні формули атомів сірки у відповідних валентних станах.

 

494. Виходячи з положення металу в періодичній системі дати мотивовану відповідь на питання, який з двох гідроксидів сильніша основа: а) чи ; б) чи ?

 

495. Визначити найнижчі та найвищі ступені окиснення хлору, сірки, азоту та вуглецю. Скласти формули сполук алюмінію з даними елементами у відповідних ступенях окиснення. Назвати ці сполуки.

 

496. Елемент у періодичній системі має порядковий номер 24. Які властивості виявляють оксиди, що відповідають найнижчому та найвищому ступеням його окиснення? Чи утворює даний елемент газоподібні сполуки з воднем?

 

497. На прикладі кисневих сполук марганцю вказати, як змінюється характер оксидів та відповідних гідроксидів зі збільшенням ступеню окиснення елементів.

 

498. Атоми яких елементів четвертого періоду періодичної системи утворюють оксиди , що відповідають їхньому найвищому ступеню окиснення? Скласти формули кислот, що відповідають даним оксидам. Який з цих елементів утворює газоподібну сполуку з воднем?

 

499. Як змінюються відновні властивості та сила кислот у ряді

500. Структури зовнішнього та передзовнішнього електронних шарів атомів елементів мають наступний вигляд: . Назвати ці елементи. Як змінюються окисні властивості оксидів даних елементів, що відповідають найвищим ступеням їх окиснення?