Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






На основе данных строения атома




Характеристика 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 4s1

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

­

0 - 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

+ + 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 1s22s22p63s23p63d54s1.

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

 

  С.О. ЭО оксиды   Характер Гидроксиды
ЭОН основания НЭО кислоты
+1 +2 Cr2O CrO Основной CrOH Cr(OH)2 ________ ________
+3 +4 Cr2O3 CrO2 Амфотерный Cr(OH)3 Cr(OH)4 НСrO2 Н2CrO3
+5 +6 Cr2O5 CrO3 Кислотный ________ ________ НСrO3 Н2CrO4

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:

vikidalka.ru - 2015-2019 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных