Изменение кислотно – основных свойств гидроксидов

элементов третьего периода:

Пример 1. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют мышьяк, сера и бром? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Решение. Высшую степень окисления элемента определяет номер группы периодической системы Д.И. Менделеева, в которой он находится. Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того количества электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки (ns²np⁶).

Данные элементы находятся соответственно в VA, VIA, VIIA-группах и имеют структуру внешнего энергетического уровня s²p³, s²p⁴, s²p⁵. Ответ на вопрос приводится в таблице.

Пример 2. У какого из элементов четвертого периода – марганца или брома – сильнее выражены металлические свойства?

Решение. Электронные формулы данных элементов

₂₅Mn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁵

₃₅Вr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁵

марганец – d-элемент VII группы. На внешнем энергетическом уровне у атома марганца два электрона, а у атома брома – семь. Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, а следовательно, тенденцией терять электроны. Они обладают восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов. Элементы, атомы которых содержат на внешнем энергетическом уровне более трех электронов, обладают определенным сродством к электрону, следовательно, приобретают отрицательную степень окисления и образуют отрицательные элементарные ионы. Таким образом, марганец, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для брома, проявляющего слабые восстановительные свойства, более характерны окислительные свойства. Общей закономерностью для всех групп, содержащих р- и d-элементы, является преобладание металлических свойств у d-элементов. Следовательно, металлические свойства у марганца выражены сильнее.

Контрольные задания.

1.Объясните, как с помощью значения относительной электроотрицательности элементов можно оценить характер химической связи в соединениях. Определите полярность Н – О и Э – О связей в соединениях и установите характер их диссоциации в водном растворе: Sr(OH)₂, Sb(OH)₃, AI(OH)₃, NaOH.

2.Сформулируйте закон Мозли и напишите его математическое выражение и объясните его роль для установления истинной причины периодического изменения свойств элементов.

3.Объясните причину « проскока» внешнего s – электрона на d – подуровень предвнешнего энергетического уровня атомах Cr и Cu.

4.Определите период, группу и символ химического элемента, катиону которого соответствует электронная формула: [Ne ] 3s² 3р⁶ 3d⁵ 4s⁰.

Периодический закон. Периодичность изменения свойств элементов. Контрольные задании:

1.Какой из элементов – литий или калий – обладает более выраженными металлическими свойствами?

2.Какой элемент четвертого периода периодической системы Д.И. Менделеева является наиболее типичным металлом? Почему?

3.Какие соединения с водородом образуют элементы главной подгруппы VI группы? Назовите наиболее и наименее прочное из них.

4.Напишите формулы водородных и высших кислородных соединений р-элементов IV группы периодической системы.

5.На основании положения кальция в периодической системе элементов Д.И. Менделеева напишите формулы его высшего оксида, гидроксида и хлорида.

6.Элемент образует высший оксид состава ЭО₃. С водородом этот же элемент образует летучее соединение, массовая доля водорода в котором составляет 5,88%. Рассчитайте относительную атомную массу элемента и назовите его.

7.У какого из простых веществ, образованного элементами четвертого периода – хрома или селена, ванадия или мышьяка, марганца или брома – сильнее выражены металлические свойства? Почему?

8.Как изменяются кислотные и щелочные свойства в ряду:

Мn(ОН)₂ ® Мn(ОН)₄ ® Н₂MnO₄ ® НМnO₄? Что такое потенциал ионизации?

9.На каком основании хлор и марганец помещены в одной группе периодической системы элементов? Почему их поместили в разные подгруппы? Объясните причину периодического изменения свойств элементов, исходя из строения их атомов.

10.Как изменяются окислительные свойства галогенов и восстановительные свойства их ионов с увеличением порядкового номера?

11.Охарактеризуйте химические свойства элемента седьмой группы пятого периода четного ряда. Напишите электронную формулу этого элемента.

12.Какую низшую степень окисления проявляют водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой их степени окисления. Назовите эти соединения.

13.Исходя из положения металла в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание: Ва(ОН)₂ или Mg(OH)₂; Са(ОН)₂ или Fe(OH)₂, Cd(OH)₂ или Sr(OH)₂?

14.Составьте электронные формулы атомов V группы: азота, ванадия и мышьяка. Какие из приведенных элементов являются электронными аналогами? К какому электронному семейству они относятся? Дайте мотивированный ответ.

15.Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: СuОН или Cu(OH)₂; Fe(OH)₂ или Fe(OH)₃; Sn(OH)₂ или Sn(OH)₄. Напишите уравнение реакций, доказывающих амфотерность олова (II) гидроксида.

16.Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Э₂О₅? Какой из них дает газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, отвечающих этим оксидам, и изобразите их графически.

17.По какому принципу элементы объединяются в группы и подгруппы?

18.Каковы общие закономерности изменения физических и химических свойств простых веществ, образуемых элементами главных подгрупп периодической системы элементов: а) в периоде; б) в группе?

19.Общая характеристика VА группы. Сравнительная характеристика азота, фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута.

20.Сравните свойства элементов подгруппы хрома со свойствами халькогенов.

21.С помощью периодической таблицы определите, металлами или неметаллами являются элементы с заданным электронным строением валентного уровня: а) 6s¹; б) 5s²5p¹; в) 4d²5s²;
г) 4f⁴6s²

22.Определите, какой из заданных элементов более металличен (неметалличен): а) Ва и Sr; б) Ti и Ni; в) Br и I; г) Te и I.

23.Определите какой из заданных оксидов (гидроксидов) является более основным или более кислотным: а) ВаО и SrО; б) оксид брома(V) и оксид иода(V); в) бромноватистая и иодноватистая кислоты.

24.Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов второго периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется кислотно-основной характер этих соединений при переходе слева направо?

Тема №6.