Állítson fel egyezést egy kémiai elem szimbóluma (a megadott sorrendben) és az atomjának külső energiaszintjében lévő elektronok száma között.

A helyes válaszoknak megfelelően Ön alkotja meg az installáció nevét, amivel az emberiség még mélyebben megismerheti az atom szerkezetét (9 betű).

E szám elem szimbólumonként

Energia

Mg Si I F C Ba Sn Ca Br

2 kupak o l s e m

4 a o v k a t d h i

7 v y l l n g o l r

1 Az elektronok számának periodikus ismétlődése az atom külső szintjén megmagyarázza _______________ 2. Egy atom energiaszintjének száma

határozza meg:
A. csoportszám;
B. időszakszám;
B. sorozatszám.

4. A jellemzők közül melyik kémiai elemek nem változik a fő alcsoportokban:
És az atom sugara;
B elektronok száma a külső szinten;
B. az energiaszintek száma.

5. A 7-es és 15-ös sorszámú elemek atomjainak közös szerkezete:

A. az elektronok száma a külső szinten, B. az atommag töltése;

B. energiaszintek száma.

1 (2 pont). Az elektronok energiaszint szerinti megoszlása ​​a káliumatomban:

A. 2e, 8e, 8e, 1e B. . 2., 8.,

18-án, 8-án, 1-én
B. 2e, 1e D. 2e, 8e, 1e

2 (2 pont). Az elektronok száma az alumíniumatom külső elektronrétegén:

A. 1 B. 2 C. 3 D.4

3 (2 pont). Egy egyszerű anyag a legkifejezettebb fémes tulajdonságokkal:

A. Kalcium B. Bárium C. Stroncium G. Rádium

4 (2 pont). Kilátás kémiai kötés v egyszerű dolog- alumínium:

A. Ionos B. Kovalens poláris

C. Fém D. Kovalens, nem poláris

5 (2 pont). Egy alcsoport elemeinek energiaszintjei felülről lefelé:

A. Időnként változik. B. Nem változik.

B. Növeli. G. Csökken.

6 (2 pont). A lítium atom különbözik a lítium iontól:

A. 3 a mag mellett. B. Az elektronok száma a külső energiaszintben.

B. A protonok száma. D. A neutronok száma.

7 (2 pont). Vízzel reagál legkevésbé hevesen:

A. Bárium. B. Magnézium.

B. Kalcium. G. Stroncium

8 (2 pont). Nem lép kölcsönhatásba a kénsav oldattal:

A. Alumínium. B. nátrium

B. Magnézium. G. Réz

9 (2 pont). A kálium-hidroxid nem lép kölcsönhatásba olyan anyaggal, amelynek képlete:

A. Na2O B. AlCl3

B. Р2O5 D. Zn(NO3)2

10 (2 pont). Egy sorozat, amelyben minden anyag reagál a vassal:

A. Hcl, CO2, CO

B. CO2, HCl, S

B. H2, O2, CaO

G. O2, CuSO4, H2SO4

11 (9 pont). Javasoljon három módszert a nátrium-hidroxid előállítására. Válaszát támassza alá reakcióegyenletekkel!

12 (6 pont). Végezzen kémiai átalakítási láncot, állítsa össze a reakcióegyenleteket molekuláris és ionos formában, nevezze meg a reakciótermékeket:

FeCl2 → Fe(OH)2 → FeSO4 → Fe(OH)2

13 (6 pont). Hogyan lehet bármilyen reagenssel (anyaggal) és cinkkel előállítani annak oxidját, bázisát, sóját? Írja fel a reakcióegyenleteket molekuláris formában!

14 (4 pont). Írja fel a lítium és a nitrogén közötti kémiai reakció egyenletét! Azonosítsa a redukálószert és az oxidálószert ebben a reakcióban

Mi történik az elemek atomjaival a kémiai reakciók során? Milyen tulajdonságai vannak az elemeknek? Mindkét kérdésre egy válasz adható: az ok a külső felépítésében rejlik Cikkünkben a fémek és nemfémek elektronjával foglalkozunk, és megtudjuk a külső szint szerkezete és a tulajdonságok közötti összefüggést. az elemekről.

Az elektronok speciális tulajdonságai

Ha két vagy több reagens molekulái között kémiai reakció játszódik le, az atomok elektronhéjának szerkezete megváltozik, miközben az atommagok változatlanok maradnak. Először is ismerkedjünk meg az atommagtól legtávolabbi szintjein elhelyezkedő elektronok jellemzőivel. A negatív töltésű részecskék az atommagtól és egymástól bizonyos távolságra rétegekbe rendeződnek. Az atommag körüli teret, ahol a legnagyobb valószínűséggel elektronok találhatók, elektronpályának nevezzük. A negatív töltésű elektronfelhő körülbelül 90%-a kondenzálódik benne. Maga az elektron az atomban a dualitás tulajdonságát mutatja, egyszerre tud részecskeként és hullámként is viselkedni.

Az atom elektronhéjának kitöltésének szabályai

Azon energiaszintek száma, amelyeken a részecskék elhelyezkednek, megegyezik annak a periódusnak a számával, amelyben az elem található. Mit jelez az elektronikus összetétel? Kiderült, hogy a külső energiaszinten a kis és nagy periódusok fő alcsoportjainak s- és p-elemei megfelelnek a csoport számának. Például az első csoportba tartozó lítiumatomok, amelyek kétrétegűek, egy elektront tartalmaznak a külső héjban. A kénatomok hat elektront tartalmaznak az utolsó energiaszinten, mivel az elem benne található fő alcsoport a hatodik csoport stb. Ha beszélgetünk d-elemekről, akkor ezekre a következő szabály érvényes: a külső negatív részecskék száma 1 (krómnál és réznél) vagy 2. Ez azzal magyarázható, hogy az atommag töltésének növekedésével a belső A d-alszint először kitöltődik, és a külső energiaszintek változatlanok maradnak.

Miért változnak a kis periódusú elemek tulajdonságai?

Az 1., 2., 3. és 7. periódus kicsinek számít. Az elemek tulajdonságainak zökkenőmentes változása a nukleáris töltések növekedésével, kezdve az aktív fémektől és az inert gázokig, az elektronok számának fokozatos növekedésével magyarázható a külső szinten. Az ilyen periódusokban az első elemek azok, amelyek atomjainak csak egy-két elektronja van, amelyek könnyen elszakadhatnak az atommagtól. Ebben az esetben pozitív töltésű fémion képződik.

Az amfoter elemek, mint például az alumínium vagy a cink, külső energiaszintjüket kis mennyiségű elektronnal töltik fel (1 a cink, 3 az alumínium). A kémiai reakció körülményeitől függően fémek és nemfémek tulajdonságait egyaránt felmutathatják. A kis periódusú nemfémes elemek 4-7 negatív részecskét tartalmaznak atomjaik külső héján, és oktettre egészítik ki, és vonzzák az elektronokat más atomoktól. Például a legmagasabb elektronegativitási indexű nemfémnek - fluornak - 7 elektronja van az utolsó rétegen, és mindig egy elektront vesz el nemcsak a fémektől, hanem az aktívaktól is. nem fémes elemek: oxigén, klór, nitrogén. A kis periódusok, csakúgy, mint a nagyok, inert gázokkal végződnek, amelyek egyatomos molekulái 8 elektronig teljesen befejezték a külső energiaszinteket.

A nagy periódusú atomok szerkezetének jellemzői

A 4, 5 és 6 periódusú páros sorok olyan elemekből állnak, amelyek külső héja csak egy vagy két elektront tartalmaz. Mint korábban említettük, az utolsó előtti réteg d- vagy f- alszintjeit töltik ki elektronokkal. Általában ezek tipikus fémek. Fizikai és Kémiai tulajdonságok nagyon lassan változnak. A páratlan sorok olyan elemeket tartalmaznak, amelyekben a külső energiaszintek elektronokkal vannak feltöltve a következő séma szerint: fémek - amfoter elem - nemfémek - inert gáz. Megnyilvánulását már minden kis periódusban megfigyeltük. Például egy 4 periódusból álló páratlan sorozatban a réz fém, a cink amfoterén, majd a galliumtól a brómig a nemfémes tulajdonságok javulnak. A periódus a kriptonnal végződik, amelynek atomjai teljesen kész elektronhéjjal rendelkeznek.

Hogyan magyarázható az elemek csoportokra bontása?

Minden csoport - és nyolc van belőlük a táblázat rövid formájában - szintén alcsoportokra oszlik, amelyeket főnek és másodlagosnak neveznek. Ez a besorolás tükrözi az elektronok különböző pozícióit az elemek atomjainak külső energiaszintjén. Kiderült, hogy a fő alcsoportok elemei, például a lítium, a nátrium, a kálium, a rubídium és a cézium, az utolsó elektron az s-alszinten található. A fő alcsoport 7. csoportjának elemei (halogének) negatív részecskékkel töltik fel p-alszintjüket.

Képviselőknek oldalsó alcsoportok, mint például a króm, jellemző lesz a d-alszint elektronokkal való feltöltése. A családba tartozó elemeknél pedig a negatív töltések felhalmozódása az utolsó előtti energiaszint f-alszintjén történik. Ezenkívül a csoportszám általában egybeesik a kémiai kötések kialakítására képes elektronok számával.

Cikkünkben megtudtuk, milyen szerkezetűek a kémiai elemek atomjainak külső energiaszintjei, és meghatároztuk szerepüket az atomok közötti kölcsönhatásokban.

E.N.FRENKEL

Kémia oktatóanyag

Útmutató azoknak, akik nem ismerik, de szeretnének tanulni és érteni a kémiát

I. rész. Az általános kémia elemei
(első nehézségi szint)

Folytatás. Elejét lásd a 13., 18., 23/2007

3. fejezet Elemi információk az atom szerkezetéről.
D. I. Mengyelejev periodikus törvénye

Ne feledje, mi az atom, miből áll az atom, változik-e az atom a kémiai reakciók során.

Az atom egy elektromosan semleges részecske, amely pozitív töltésű atommagból és negatív töltésű elektronokból áll.

Az elektronok száma a kémiai folyamatok során változhat, de A nukleáris töltés mindig ugyanaz marad. Ismerve az elektronok eloszlását egy atomban (az atom szerkezetét), megjósolható egy adott atom számos tulajdonsága, valamint az egyszerű ill. összetett anyagok, amiben benne van.

Az atom szerkezete, i.e. az atommag összetétele és az elektronok atommag körüli eloszlása, az elem helyzete alapján könnyen meghatározható. periodikus rendszer.

D. I. Mengyelejev periodikus rendszerében a kémiai elemek egy bizonyos sorrendben vannak elrendezve. Ez a sorrend szorosan összefügg ezen elemek atomjainak szerkezetével. A rendszerben minden kémiai elem hozzá van rendelve sorozatszám, emellett megadható hozzá az időszakszám, a csoportszám, az alcsoport típusa.

A "Megameh" online áruház cikk közzétételének szponzora. Az üzletben minden ízléshez találsz prémes termékeket - róka, nutria, nyúl, nyérc, ezüstróka, sarki róka kabátokat, mellényeket és bundákat. A cég emellett kínál elit szőrmetermékek vásárlását és egyéni szabászat szolgáltatásait is. Szőrmetermékek nagy- és kiskereskedelme - a költségvetési kategóriától a luxusig, kedvezmények akár 50%, 1 év garancia, szállítás Ukrajnában, Oroszországban, a FÁK-ban és az EU-országokban, átvétel a Krivoy Rog-i bemutatóteremből, áruk Ukrajna vezető gyártóitól, Oroszország, Törökország és Kína. Megtekintheti az árukatalógust, árakat, elérhetőségeket és tanácsokat kaphat a weboldalon, amely a "megameh.com" címen található.

Egy kémiai elem pontos "címének" ismeretében - csoport, alcsoport és periódusszám - egyértelműen meghatározható az atom szerkezete.

Időszak a kémiai elemek vízszintes sora. A modern periódusos rendszerben hét periódus van. Az első három periódus kicsi, mivel 2 vagy 8 elemet tartalmaznak:

1. periódus - H, He - 2 elem;

2. periódus - Li ... Ne - 8 elem;

3. periódus - Na ... Ar - 8 elem.

Egyéb időszakok - nagy. Mindegyik 2-3 sornyi elemet tartalmaz:

4. periódus (2 sor) - K ... Kr - 18 elem;

6. periódus (3 sor) - Cs ... Rn - 32 elem. Ez az időszak számos lantanidot tartalmaz.

Csoport a kémiai elemek függőleges sora. Összesen nyolc csoport van. Minden csoport két alcsoportból áll: fő alcsoportés másodlagos alcsoport. Például:

A fő alcsoportot kis periódusok (például N, P) és nagy periódusok (például As, Sb, Bi) kémiai elemei alkotják.

Az oldalsó alcsoportot csak nagy periódusok kémiai elemei alkotják (például V, Nb,
Ta).

Vizuálisan ezek az alcsoportok könnyen megkülönböztethetők. A fő alcsoport a „magas”, az 1. vagy 2. periódustól indul. A másodlagos alcsoport „alacsony”, a 4. periódustól kezdve.

Tehát a periodikus rendszer minden kémiai elemének megvan a maga címe: periódus, csoport, alcsoport, sorszám.

Például a V vanádium a 4. periódus V. csoportjának másodlagos alcsoportjának kémiai eleme, sorozatszáma 23.

Feladat 3.1. Adja meg a 8, 26, 31, 35, 54 sorozatszámú kémiai elemek időszakát, csoportját és alcsoportját.

Feladat 3.2. Adja meg a kémiai elem sorozatszámát és nevét, ha ismert, hogy található:

a) a 4. periódusban VI. csoport, másodlagos alcsoport;

b) az 5. periódusban IV. csoport, fő alcsoport.

Hogyan hozható összefüggésbe egy elemnek a periódusos rendszerben elfoglalt helyzetével kapcsolatos információ az atomjának szerkezetével?

Az atom egy magból (pozitív töltésű) és elektronokból (negatív töltésű) áll. Általában az atom elektromosan semleges.

Pozitív az atommag töltése egyenlő a kémiai elem rendszámával.

Az atommag összetett részecske. Az atom szinte teljes tömege az atommagban koncentrálódik. Mivel a kémiai elem azonos nukleáris töltéssel rendelkező atomok gyűjteménye, az elem szimbóluma mellett a következő koordináták vannak feltüntetve:

Ezen adatok alapján meg lehet határozni a mag összetételét. Az atommag protonokból és neutronokból áll.

Proton p tömege 1 (1,0073 amu) és töltése +1. Neutron n nincs töltése (semleges), tömege megközelítőleg megegyezik egy proton tömegével (1,0087 amu).

A nukleáris töltést a protonok határozzák meg. És a protonok száma az(méret szerint) az atommag töltése, azaz sorozatszám.

A neutronok száma N a mennyiségek különbsége határozza meg: "a mag tömege" Aés "sorozatszám" Z. Tehát egy alumínium atomhoz:

N = A – Z = 27 –13 = 14n,

Feladat 3.3. Határozza meg az összetételt atommagok ha a kémiai elem benne van:

a) 3. periódus, VII. csoport, fő alcsoport;

b) 4. periódus, IV. csoport, másodlagos alcsoport;

c) 5. periódus, I. csoport, fő alcsoport.

Figyelem! Az atommag tömegszámának meghatározásakor a periódusos rendszerben feltüntetett atomtömeget kerekíteni kell. Ez azért van így, mert a proton és a neutron tömege gyakorlatilag egész, az elektronok tömege pedig elhanyagolható.

Határozzuk meg, hogy az alábbi atommagok közül melyik tartozik ugyanahhoz a kémiai elemhez:

A (20 R + 20n),

B (19 R + 20n),

20-BAN R + 19n).

Ugyanazon kémiai elem atomjainak A és B atommagja van, mivel tartalmaznak ugyanaz a szám protonok, azaz ezeknek az atommagoknak a töltései azonosak. A tanulmányok azt mutatják, hogy az atom tömege nem befolyásolja jelentősen annak kémiai tulajdonságait.

Az izotópokat ugyanazon kémiai elem (azonos számú proton) atomjainak nevezzük, amelyek tömegük (különböző számú neutron) különbözik.

Izotópok és azok kémiai vegyületek abban különböznek egymástól fizikai tulajdonságok, de egy kémiai elem izotópjainak kémiai tulajdonságai megegyeznek. Így a szén-14 (14 C) izotópjai ugyanolyan kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a szén-12 (12 C), amelyek bármely élő szervezet szöveteibe bejutnak. A különbség csak a radioaktivitásban (14 C izotóp) nyilvánul meg. Ezért az izotópokat diagnosztizálásra és kezelésre használják különféle betegségek, tudományos kutatásra.

Térjünk vissza az atom szerkezetének leírásához. Mint tudják, az atommag nem változik a kémiai folyamatokban. Mi változik? A változóról kiderül teljes szám az elektronok egy atomban és az elektronok eloszlása. Tábornok az elektronok száma semleges atomban könnyen meghatározható - megegyezik a sorozatszámmal, azaz. az atommag töltése:

Az elektronok negatív töltése -1, tömegük pedig elhanyagolható: a proton tömegének 1/1840-e.

A negatív töltésű elektronok taszítják egymást, és különböző távolságra vannak az atommagtól. Ahol A megközelítőleg azonos energiájú elektronok az atommagtól megközelítőleg egyenlő távolságra helyezkednek el, és energiaszintet alkotnak.

Az atomban lévő energiaszintek száma megegyezik annak az időszaknak a számával, amelyben a kémiai elem található. Az energiaszinteket hagyományosan a következőképpen jelölik (például Al esetében):

Feladat 3.4. Határozza meg az energiaszintek számát az oxigén, magnézium, kalcium, ólom atomjaiban.

Minden energiaszint korlátozott számú elektront tartalmazhat:

Az elsőn - legfeljebb két elektron;

A másodikon legfeljebb nyolc elektron;

A harmadikon legfeljebb tizennyolc elektron.

Ezek a számok azt mutatják, hogy például a második energiaszint 2, 5 vagy 7 elektront tartalmazhat, de nem 9 vagy 12 elektront.

Fontos tudni, hogy a bekapcsolt energiaszinttől függetlenül külső szint(utolsó) nem lehet több nyolc elektronnál. A külső nyolcelektronos energiaszint a legstabilabb, és teljesnek nevezik. Ilyen energiaszintek találhatók a leginaktívabb elemekben - a nemesgázokban.

Hogyan határozható meg az elektronok száma a fennmaradó atomok külső szintjén? Erre van egy egyszerű szabály: a külső elektronok száma egyenlő:

A fő alcsoportok elemei esetében - a csoport száma;

A másodlagos alcsoportok elemei esetében nem lehet több kettőnél.

Például (5. ábra):

Feladat 3.5. Adja meg a külső elektronok számát a 15, 25, 30, 53 sorozatszámú kémiai elemekhez.

Feladat 3.6. Keresse meg a periódusos rendszerben azokat a kémiai elemeket, amelyek atomjaiban van egy befejezett külső szint!

Nagyon fontos a külső elektronok számának helyes meghatározása, mert Ezekkel kapcsolódnak össze az atom legfontosabb tulajdonságai. Igen, be kémiai reakciók Az atomok hajlamosak egy stabil, teljes külső szintre szert tenni (8 e). Ezért az atomok, amelyeknek a külső szintjén kevés az elektron, inkább kiadják őket.

Azokat a kémiai elemeket, amelyek atomjai csak elektronokat tudnak adni, nevezzük fémek. Nyilvánvalóan kevés elektronnak kell lennie a fématom külső szintjén: 1, 2, 3.

Ha egy atom külső energiaszintjén sok elektron van, akkor az ilyen atomok hajlamosak a külső energiaszint befejezése előtt elektronokat befogadni, azaz legfeljebb nyolc elektront. Az ilyen elemeket ún nem fémek.

Kérdés. A másodlagos alcsoportok kémiai elemei fémekhez vagy nemfémekhez tartoznak? Miért?

Válasz: A periódusos rendszer fő alcsoportjaiba tartozó fémeket és nemfémeket egy vonal választja el, amely bórtól asztatinig húzható. E vonal felett (és a vonalon) nem fémek, alatta - fémek. A másodlagos alcsoportok összes eleme ez alatt a vonal alatt található.

Feladat 3.7. Határozza meg, hogy a fémek vagy a nemfémek közé tartoznak-e a foszfor, vanádium, kobalt, szelén, bizmut. Használja az elem helyzetét a kémiai elemek periódusos rendszerében és az elektronok számát a külső szinten.

A fennmaradó szinteken és alszinteken az elektronok eloszlásának összeállításához a következő algoritmust kell használni.

1. Határozza meg az atomban lévő elektronok teljes számát (sorszám szerint).

2. Határozza meg az energiaszintek számát (periódusszám szerint).

3. Határozza meg a külső elektronok számát (alcsoport típusa és csoportszáma szerint).

4. Adja meg az elektronok számát az utolsó előtti kivételével minden szinten!

Például a mangánatom 1–4. pontjai szerint meghatározzák:

Összesen 25 e; elosztott (2 + 8 + 2) = 12 e; tehát a harmadik szinten: 25 - 12 = 13 e.

Megkaptuk az elektronok eloszlását a mangán atomban:

Feladat 3.8. A 16., 26., 33., 37. számú elemek atomszerkezeti diagramjainak elkészítésével dolgozza ki az algoritmust. Jelölje meg, hogy fémek vagy nem fémek! Magyarázd meg a választ.

Az atom szerkezetének fenti diagramjainak összeállításakor nem vettük figyelembe, hogy az atomban lévő elektronok nemcsak szinteket foglalnak el, hanem bizonyos alszintek minden szinten. Az alszintek típusai meg vannak jelölve latin betűkkel: s, p, d.

A lehetséges alszintek száma megegyezik a szintszámmal. Az első szint egyből áll
s-alszint. A második szint két alszintből áll - sés R. A harmadik szint - három alszintről - s, pés d.

Mindegyik alszint szigorúan korlátozott számú elektront tartalmazhat:

az s-alszinten - legfeljebb 2e;

a p-alszinten - legfeljebb 6e;

d-alszinten - legfeljebb 10e.

Egy szint alszintjeit szigorúan meghatározott sorrendben töltjük ki: spd.

Ily módon R- az alszint nem tud feltöltődni, ha nincs tele s-adott energiaszint alszintje stb. E szabály alapján könnyen összeállítható a mangánatom elektronikus konfigurációja:

Általában egy atom elektronikus konfigurációja a mangán így van írva:

25 Mn 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 .

Feladat 3.9. Készítse el az atomok elektronikus konfigurációit a 16., 26., 33., 37. számú kémiai elemekhez.

Miért van szükség az atomok elektronikus konfigurációira? Ezen kémiai elemek tulajdonságainak meghatározása. Emlékeztetni kell arra, hogy ben kémiai folyamatok csak részt venni vegyérték elektronok.

A vegyértékelektronok a külső energiaszinten vannak és nem teljesek
a külső előtti szint d-alszintje.

Határozzuk meg a mangán vegyértékelektronjainak számát:

vagy rövidítve: Mn ... 3 d 5 4s 2 .

Mit lehet meghatározni az atom elektronkonfigurációjának képlettel?

1. Milyen elemről van szó - fém vagy nem fém?

A mangán egy fém, mert a külső (negyedik) szint két elektront tartalmaz.

2. Milyen folyamat jellemző a fémre?

A mangánatomok mindig elektronokat adnak a reakciókban.

3. Milyen elektronokból és hányból lesz mangánatom?

A reakciók során a mangánatom két külső elektront ad fel (ezek vannak a legtávolabb az atommagtól és gyengébb vonzza őket), valamint öt előkülsőt. d-elektronok. A vegyértékelektronok teljes száma hét (2 + 5). Ebben az esetben nyolc elektron marad az atom harmadik szintjén, azaz. teljes külső szint alakul ki.

Mindezek az érvelések és következtetések tükrözhetők a séma segítségével (6. ábra):

Az atom eredő feltételes töltéseit ún oxidációs állapotok.

Az atom szerkezetét tekintve hasonló módon kimutatható, hogy az oxigén tipikus oxidációs állapota -2, a hidrogéné pedig +1.

Kérdés. Melyik kémiai elemmel tud a mangán vegyületeket alkotni, ha figyelembe vesszük a fent kapott oxidációs fokokat?

Válasz: Csak oxigénnel, tk. atomja oxidációs állapotában ellentétes töltésű. A megfelelő mangán-oxidok képlete (itt az oxidációs állapotok ezen kémiai elemek vegyértékeinek felelnek meg):

A mangánatom szerkezete azt sugallja, hogy a mangán nem oxidálhat nagyobb mértékben, mert ebben az esetben a stabil, immár elkészült, külső előtti szintet kellene érinteni. Ezért a +7 oxidációs állapot a legmagasabb, és a megfelelő Mn 2 O 7 oxid a legmagasabb mangán-oxid.

Mindezen fogalmak megszilárdításához vegyük figyelembe a tellúratom szerkezetét és néhány tulajdonságát:

A Te atom nemfémként 2 elektront tud fogadni a külső szint befejezése előtt, és "extra" 6 elektront adományoz:

3.10. feladat. Rajzolja le a Na, Rb, Cl, I, Si, Sn atomok elektronkonfigurációit! Határozza meg ezen kémiai elemek tulajdonságait, legegyszerűbb vegyületeik képleteit (oxigénnel és hidrogénnel).

Gyakorlati következtetések

1. Csak vegyértékelektronok vesznek részt kémiai reakciókban, amelyek csak az utolsó két szinten lehetnek.

2. A fématomok csak vegyértékelektronokat (mindegyet vagy néhányat) képesek leadni, pozitív oxidációs állapotot felvéve.

3. A nemfém atomok képesek elektronokat fogadni (hiányzó - nyolcig), miközben negatív oxidációs állapotot érnek el, és vegyértékelektronokat (mindegyet vagy néhányat) adományoznak, miközben pozitív oxidációs állapotot szereznek.

Hasonlítsuk össze most egy alcsoport kémiai elemeinek, például a nátrium és a rubídium tulajdonságait:
Na...3 s 1 és Rb...5 s 1 .

Mi a közös ezen elemek atomjainak szerkezetében? Az egyes atomok külső szintjén egy elektron aktív fém. fém tevékenység az elektronok adományozásának képességéhez kapcsolódik: minél könnyebben ad le egy atom elektronokat, annál kifejezettebbek a fémes tulajdonságai.

Mi tartja az elektronokat az atomban? vonzás a maghoz. Minél közelebb vannak az elektronok az atommaghoz, annál erősebben vonzza őket az atommag, annál nehezebb „leszakítani őket”.

Ez alapján megválaszoljuk a kérdést: melyik elem - Na vagy Rb - ad ki könnyebben egy külső elektront? Melyik elem több aktív fém? Nyilvánvalóan rubídium, mert vegyértékelektronjai távolabb vannak az atommagtól (és kevésbé erősen tartja őket az atommag).

Következtetés. A fő alcsoportokban felülről lefelé a fémes tulajdonságok fokozódnak, mivel az atom sugara növekszik, és a vegyértékelektronok gyengébb vonzanak az atommaghoz.

Hasonlítsuk össze a VIIa csoport kémiai elemeinek tulajdonságait: Cl …3 s 2 3p 5 és én...5 s 2 5p 5 .

Mindkét kémiai elem nemfém, mert. egy elektron hiányzik a külső szint befejezése előtt. Ezek az atomok aktívan vonzzák a hiányzó elektronokat. Sőt, minél erősebben vonzza a hiányzó elektron egy nemfém atomot, annál erősebben nyilvánulnak meg annak nemfémes tulajdonságai (elektronok befogadó képessége).

Mi okozza az elektron vonzását? Az atommag pozitív töltése miatt. Ezenkívül minél közelebb van az elektron az atommaghoz, annál erősebb a kölcsönös vonzásuk, annál aktívabb a nemfém.

Kérdés. Melyik elemnek vannak kifejezettebb nemfémes tulajdonságai: a klórnak vagy a jódnak?

Válasz: Nyilvánvalóan klór, mert. vegyértékelektronjai közelebb vannak az atommaghoz.

Következtetés. A nemfémek aktivitása az alcsoportokban felülről lefelé csökken, mivel az atom sugara növekszik, és az atommag egyre nehezebben tudja magához vonzani a hiányzó elektronokat.

Hasonlítsuk össze a szilícium és az ón tulajdonságait: Si …3 s 2 3p 2 és Sn…5 s 2 5p 2 .

Mindkét atomnak négy elektronja van a külső szinten. Ennek ellenére a periódusos rendszerben ezek az elemek a bórt és az asztatint összekötő vonal ellentétes oldalán helyezkednek el. Ezért a szilícium esetében, amelynek szimbóluma a B–At vonal felett van, a nemfémes tulajdonságok hangsúlyosabbak. Éppen ellenkezőleg, az ón, amelynek szimbóluma a B–At vonal alatt van, erősebb fémes tulajdonságokkal rendelkezik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az ónatomban négy vegyértékelektron távolodik el az atommagból. Emiatt a hiányzó négy elektron csatlakoztatása nehézkes. Ugyanakkor az elektronok visszatérése az ötödik energiaszintről meglehetősen könnyen megtörténik. Szilícium esetében mindkét folyamat lehetséges, az első (elektronok elfogadása) túlsúlyban.

Következtetések a 3. fejezethez. Minél kevesebb külső elektron van egy atomban, és minél távolabb vannak az atommagtól, annál erősebbek a fémes tulajdonságok.

Minél több külső elektron van egy atomban, és minél közelebb vannak az atommaghoz, annál több nemfémes tulajdonság nyilvánul meg.

Az ebben a fejezetben megfogalmazott következtetések alapján a periódusos rendszer bármely kémiai elemére készíthet "jellemzőt".

Tulajdonságleíró algoritmus
kémiai elem helyzete alapján
a periódusos rendszerben

1. Rajzolja fel az atom szerkezetének diagramját, i.e. határozza meg az atommag összetételét és az elektronok energiaszintek és alszintek szerinti eloszlását:

Határozza meg az atomban lévő protonok, elektronok és neutronok teljes számát (sorszám és relatív atomtömeg);

Határozza meg az energiaszintek számát (periódusszám szerint);

Határozza meg a külső elektronok számát (alcsoport típusa és csoportszám szerint);

Adja meg az elektronok számát az utolsó előtti kivételével minden energiaszinten;

2. Határozza meg a vegyértékelektronok számát!

3. Határozza meg, mely tulajdonságok - fém vagy nem fém - kifejezettebbek egy adott kémiai elemnél!

4. Határozza meg az adott (fogadott) elektronok számát!

5. Határozza meg egy kémiai elem legmagasabb és legalacsonyabb oxidációs fokát!

6. Komponálás ezekre az oxidációs állapotokra kémiai képletek a legegyszerűbb vegyületek oxigénnel és hidrogénnel.

7. Határozza meg az oxid természetét, és írjon fel egyenletet a vízzel való reakciójára!

8. A 6. bekezdésben megjelölt anyagokra állítsa fel a jellemző reakciók egyenleteit (lásd a 2. fejezetet).

3.11. feladat. A fenti séma szerint készítse el a kén-, szelén-, kalcium- és stronciumatomok leírását és ezen kémiai elemek tulajdonságait! Melyek az oxidjaik és hidroxidjaik általános tulajdonságai?

Ha elvégezte a 3.10 és 3.11 gyakorlatot, akkor könnyen belátható, hogy nem csak egy alcsoport elemeinek atomjai, hanem vegyületeik is közös tulajdonságokkal és hasonló összetételűek.

D. I. Mengyelejev periodikus törvénye:a kémiai elemek tulajdonságai, valamint az általuk képződött egyszerű és összetett anyagok tulajdonságai periodikus függésben vannak atomjaik magjának töltésétől.

A periodikus törvény fizikai jelentése: a kémiai elemek tulajdonságai periodikusan ismétlődnek, mert a vegyértékelektronok konfigurációi (a külső és utolsó előtti szint elektronjainak eloszlása) periodikusan ismétlődnek.

Tehát ugyanannak az alcsoportnak a kémiai elemei azonos vegyérték-elektroneloszlással rendelkeznek, és ezért hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek.

Például az ötödik csoport kémiai elemei öt vegyértékelektronnal rendelkeznek. Ugyanakkor a kémiai atomokban a fő alcsoportok elemei- minden vegyértékelektron a külső szinten van: ... ns 2 np 3, hol n– időszakszám.

Az atomoknál másodlagos alcsoportok elemei csak 1-2 elektron van a külső szinten, a többi bent van d- az előkülső szint alszintje: ... ( n – 1)d 3 ns 2, hol n– időszakszám.

3.12. feladat. Készítsen rövid elektronikus képleteket a 35. és 42. számú kémiai elemek atomjaira, majd az algoritmus szerint alakítsa ki az elektronok eloszlását ezekben az atomokban! Győződjön meg róla, hogy jóslata valóra válik.

Gyakorlatok a 3. fejezethez

1. Fogalmazza meg az "időszak", "csoport", "alcsoport" fogalmak definícióit! Mit alkotnak az alkotó kémiai elemek: a) időszak; b) egy csoport; c) alcsoport?

2. Mik azok az izotópok? Milyen - fizikai vagy kémiai - tulajdonságaik közösek az izotópokban? Miért?

3. Fogalmazd meg időszakos törvény D. I. Mengyelejev. Magyarázd meg fizikai jelentéseés példákkal illusztrálja.

4. Melyek a kémiai elemek fémes tulajdonságai? Hogyan változnak egy csoportban és egy periódusban? Miért?

5. Melyek a kémiai elemek nem fémes tulajdonságai? Hogyan változnak egy csoportban és egy periódusban? Miért?

6. Készítsen rövid elektronikus képleteket a 43., 51., 38. számú kémiai elemekről. Erősítse meg feltételezéseit ezen elemek atomjainak szerkezetének leírásával a fenti algoritmus szerint! Adja meg ezen elemek tulajdonságait.

7. Rövid elektronikus képletekkel

a) ...4 s 2 4p 1 ;

b) …4 d 1 5s 2 ;

3-kor d 5 4s 1

meghatározza a megfelelő kémiai elemek helyzetét D. I. Mengyelejev periodikus rendszerében. Nevezd meg ezeket a kémiai elemeket! Erősítse meg feltételezéseit ezen kémiai elemek atomjainak az algoritmus szerinti szerkezetének leírásával! Határozza meg ezen kémiai elemek tulajdonságait.

Folytatjuk

A vas-, kobalt- és nikkelatom külső energiaszintje 2-2 elektronból áll. Az utolsó előtti energiaszint d-alszintjén a vasnak, a kobaltnak és a nikkelnek 6, 7 és 8 elektronja van. A vas családba tartozó fémek jellemző oxidációs állapota +2 és +3 (ismernek olyan vegyületek, amelyekben +1, +4 és +6 oxidációs állapotot mutatnak, pl. kálium-ferrát K 2 FeO 4, de vannak kevés ilyen vegyület és ezek nem jellemzőek). A vas esetében az oxidációs állapotú vegyületek (+3) stabilabbak, a nikkel és a kobalt esetében pedig - (+2). Ezért a Fe 2+ meglehetősen erős redukálószer, míg a Ni 2+ és a Co 2+ nem rendelkezik ezekkel a tulajdonságokkal észrevehető mértékben, a kobalt és a nikkelvegyületek levegőben meglehetősen stabilak. +3-as oxidációs állapotban vas, kobalt, nikkel kiállítás oxidáló tulajdonságok, az oxidálóképesség nő a Fe 3+ - Ni 3+ - Co 3+ sorozatban.

A vas, a kobalt és a nikkel tulajdonságai nagyon hasonlóak egymáshoz (ferromágnesesség, katalitikus aktivitás, színes ionképző képesség, komplexképződés). Vannak azonban különbségek is köztük: vas benne mágneses tulajdonságok hármasban kiemelkedik, a vas redukáló aktivitása sokkal nagyobb, mint a kobalté és a nikkelé, amelyek elektródpotenciáljukat tekintve közelebb állnak az ónhoz, mint a vashoz.

Melegítéskor a vascsalád fémei erőteljesen kölcsönhatásba lépnek a metalloidokkal, például klórral, brómmal, oxigénnel, kénnel stb. A vegytiszta vas, kobalt és nikkel nem változik levegő és víz hatására. A közönséges vas azonban különféle szennyeződéseket tartalmaz, ezért nedves levegőn korrodálódik. A keletkező rozsdaréteg törékeny és porózus, nem akadályozza meg a fém érintkezését környezetés nem védi meg a további oxidációtól. Nál nél magas hőmérsékletű a vas reagál a vízzel, és kiszorítja belőle a hidrogént. A vas könnyen oldódik híg savakban; kobalt, nikkel - sokkal nehezebb.

Magas savkoncentráció esetén a hidegben a vas passziválódik, és vékony oxidréteg borítja. Mindhárom fém oxidjai (FeO, CoO, NiO) vízben oldhatatlanok. Hidrátjaikat lúg hatására nyerik oldható sók. Az oxid-hidrátok alapvető tulajdonságokkal rendelkeznek. A Fe (OH) 2 hidroxid a légköri oxigénnel és vízzel kölcsönhatásba lépve gyorsan oxidálódik:

4Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3.

A Co 2+ és különösen a Ni 2+ ionok oxidációja kicsit nehezebb. A Fe, Co, Ni oxidjai és hidroxidjai közül csak a Fe 2 O 3 és a Fe (OH) 3 amfoter, túlnyomórészt a bázikus tulajdonságokkal. A kobalt és a nikkel oxidjai és hidroxidjai erős oxidálószerek; savakkal való kölcsönhatás során kétértékű fémsókká redukálódnak:

Co 2 O 3 + 6HC1 \u003d 2CoC1 2 + Cl 2 + 3H 2 O;

4Ni(OH)3 + 4H 2SO 4 = 4NiSO 4 + O 2 + 10H 2 O

A Fe 3+ vegyületek gyenge oxidálószerek, és redukálószerek hatására Fe 2+ származékokká alakulnak:

H 2 S + Fe 2 (SO 4) 3 = S + 2FeSO 4 + H 2 SO 4

A vas, kobalt és nikkel elemek egyszerű és összetett ionjai színesek. Tehát a hidratált ionok Co 2+ rózsaszínek, Ni 2+ zöldek, Fe 3+ in vizesoldat hidrolízis következtében barnássárga színű.