ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
На основе данных строения атомаХарактеристика элемента и его соединений на основе данных строения атома Используя общие положения теории строения атома, классификацию простых и сложных веществ, можно дать характеристику элемента и его соединений. Отличительные свойства, получение, применение, нахождение в природе необходимо дополнять данными из учебной литературы.
Пример. Дать характеристику щелочных металлов (s-элементы) а) выписать все элементы, относящиеся к данной группе, в столбик в порядке возрастания зарядов их ядер, написать электронные формулы для лития, натрия и калия (полные), а для остальных только последний слой. 3Li 1s2 2s1 11Na 1s2 2s2 2p6 3s1 внешний слой 19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s 1 37Pb 36ē... 5s1 55Cs 54ē... 6s1 87Fr 86ē... 7s1
Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода. Число электронов внешнего слоя совпадает с номером группы для элементов главных подгрупп, у которых заполняется s-подуровень. На примере одного из элементов указать состав ядра, например, для натрия: 2311Nа Аr = 23, Z = 11p, N = 23 – 11 = 12 n. 11ē б) сделать вывод о свойствах, валентности, сравнить активность, исходя из зарядов ядер и радиусов атомов. Вывод. Перечисленные элементы - металлы, так как на внешнем слое находится по одному электрону. Данные металлы - хорошие восстановители. От лития к францию восстановительная активность возрастает, потому что растет радиус атома, электроны слабее связаны с ядром и легко отрываются. Кроме того, появляется отталкивание внешнего слоя внутренними электронами (явление экранирования); в) на примере натрия или другого элемента определить валентность и степень окисления, для этого построить графическое изображение валентного слоя: 11Nа.... 3s1 В = 1 С.О. = +1
Nа0 - 1ē = Nа+1. Натрий проявляет положительную степень окисления, следовательно, он будет вступать в реакции с неметаллами, у которых в полученных соединениях проявляетсяотрицательная степень окисления, например, с водородом. Примеры реакций: 2Na + S = Na2S2- сульфид натрия, 2Na + Cl2 = 2NaCl- хлорид натрия, 2Na + Н2 = 2NaH- гидрид натрия. Гидриды – это соединения, напоминающие соли, в которых водород имеет отрицательную степень окисления. Гидриды щелочных металлов являются носителями водорода, и при реакциях с водой освобождается газообразный водород (гидриды - твёрдое топливо). Как известно, металлы по активности подразделяются на активные, металлы средней активности и неактивные. Щелочные металлы - активные, так как у них на внешнем слое один электрон и значительно большой радиус атома. Активные металлы разрушаются кислородом воздуха, растворяются в воде, кислотах, вступают в реакции с оксидами, солями. Зная общие свойства неорганических соединений, можно написать уравнения реакций. 2Nа + 2Н2O = 2NаOН + Н2 2К + H2SO4 (paзб.) = К2SO4 + Н2 Al2O3 + 6Na = 3Na2O + 2Al. Для одной из реакций, относящейся к окислительно-восстановительным, написать электронные уравнения, указать окислитель и восстановитель: 2Nа0 + 2Н2+1O ® 2Nа+1OН + Н20 Восстановитель Nа0 - 1ē = Nа+1 2 Окислитель 2Н+ + 2ē = Н20 1 г) соединения щелочных металлов. Как все металлы, они образуют оксиды, гидроксиды, соли. Оксиды и гидроксиды имеют основной характер (все металлы в степени окисления +1, +2 образуют соединения основного типа, кроме бериллия, цинка и некоторых других). Примеры соединений: Nа2O, NаOН, К2O, КOН. Активность щелочных металлов и основной характер усиливаются сверху вниз от лития к францию, так как вследствие увеличения электронных слоев возрастает способность атома отдавать электрон. Соли щелочных металлов (Na2SO4, NaНSO4), как правило, растворимы в воде.
Пример. Характеристика алюминия (p – элемент). Придерживаемся той же схемы рассмотрения свойств, как и для щелочных металлов. а) 1327Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. Алюминий расположен в третьем периоде, в третьей группе, главной подгруппе (заполняется р – подуровень). На внешнем слое 3 электрона. Состав ядра: 327Al Ar = 27, Z = 13p, N = 14n. б) алюминий - амфотерный металл, восстановитель. Определяем валентность и степень окисления: 13Al... 3s2 3p1 13Al*.. 3s1 3p2 В = 3; С.О. = +3.
Алюминий - металл средней активности. Он покрыт защитной пленкой оксида, поэтому в обычных условиях Al не окисляется кислородом воздуха (т.е. не разрушается), не растворяется в воде, но при снятии защитной пленки, процесс окисления и растворения может идти до тех пор, пока металл не покроется вновь защитной пленкой (такие металлы называются «пассивирующимися»). Алюминий как амфотерный металл растворяется в кислотах и щелочах (все металлы в степени окисления +3 и +4 являются амфотерными). 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2, 2H2O + 2Al0 + 2NaOH+ = 2NaAl+3O2 + 3H20 Al0 - 3ē = Al+3 2 2Н+ + 2ē = Н20 3 Так как в правой части уравнения атомов водорода больше, в левую часть уравнения добавляем воду - 2 молекулы. в) соединения алюминия. Оксид алюминия: Al2O3. Гидроксид алюминия: Al(OН)3. Эти соединения амфотерны, поэтому они растворяются в кислотах и щелочах: Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O, Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O. Алюминий образует соли: сульфат алюминия - Al2(SO4)3, гидросульфат алюминия - Al(НSO4)3.
Пример. Характеристика серы (р – элемент). 1632S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Сера находится в третьем периоде, в шестой группе, главной подгруппе. а) состав ядра: сера - неметалл, так как на внешнем слое находится шесть электронов (у неметаллов на внешнем слое 4,5,6,7 ē). 16S 3s2 3p4 3d0 Нормальное состояние
16S* 3s2 3p3 3d1 Первое возбуждённое состояние
16S** 3s1 3p3 3d2 Второе возбуждённое состояние
В: 2, 4, 6; С.О.: - 2, 0, +4, +6. У неметаллов проявляются окислительные и восстановительные свойства. При этом элемент с большей электроотрицательностью проявляет отрицательную степень окисления, поэтому они вступают в реакции с металлами и неметаллами. S + О2 = S+4О2-2, S + Са = Са+2S-2, S + 3Сl2 = S+6Cl6-1; S + H2 = H2+1S-2. Сера, как и все неметаллы, окисляется кислотами-окислителями до серной кислоты или до оксидов. 3S0 + 4НN+5О3 = 3S+4О2 + 4N+2O + 2H2O S0 - 4ē = S+4 3 N+5 + 3ē = N+2 4
б) соединения серы. Сера образует оксиды, кислоты и соли. Оксиды имеют кислотный характер: S+4О2 ® Н2S+4O3 сернистая кислота, S+6О3 ® Н2S+6O4 серная кислота. Серная кислота более сильная, в ней сера проявляет высшую степень окисления. С водородом сера образует сероводород - газ, которыйприрастворении дает кислую реакцию (образуется кислота). Сероводородная кислота слабая: Н2 + S = Н2S. Соли серы. Na2S - сульфид натрия, NaНS - гидросульфид натрия, CuSO3 - сульфит меди (II), Cu(HSO3)2 - гидросульфит меди (II), СаSO4 - сульфат кальция, Са(НSO4)2 - гидросульфат кальция. Все кислоты имеют общие свойства: они взаимодействуют с металлами, оксидами, щелочами, солями.
Пример. Свойства хрома (d –элемент). Строение электронной оболочки атома: 5224Cr 1s22s22p63s23p6 3d54s1. У Cr и его аналога Мо на внешнем слое 1ē, так как за счет резкого уменьшения радиуса атома происходит провал электрона с s – внешнего слоя на d - подуровень. Графическое изображение валентного слоя: 5224Cr 3d5 4s1
Электроны внешнего слоя и d – незавершенного являются валентными. Поэтому валентность хрома равна: 1, 2, 3, 4, 5, 6. С.О. Cr+1, Cr+2, Cr+3, Cr+4, Cr+5, Cr+6. Cr – металл, восстановитель. Может вступать в реакции с неметаллами, кислотами. Соединения хрома (оксиды и гидроксиды) имеют различный характер в зависимости от степени окисления. Таблица 7 Оксиды и гидроксиды хрома
Наиболее устойчивыми являются соединения хрома со степенью окисления +2, +3 и +6. Примеры реакций: основные свойства: Cr(OH)2 + H2SO4 = CrSO4 + 2H2O; сульфат хрома (II) амфотерные свойства: Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O; нитрат хрома (III) Cr(OH)3 + 3NаOН = Na3[Cr(OH)6]; ¯ гексагидроксо хромат (III) НСrO2 натрия кислотные свойства: Н2CrO4 + Са(OН)2 = СаCrO4 + 2H2O. хромат кальция
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|