1.2. Периодическая система элементовД.И. Менделеева

Пример 1.2.1. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют мышьяк, селен и бром? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Решение. Высшую степень окисления элемента определяют, как правило, номером группы периодической системы Д.И. Менделеева, в которой он находится. Низшая степень окисления соответствует условному заряду, приобретенному атомом при присоединении того числа электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки ( ns² , np⁶ ).

Данные элементы находятся в VA-, VIA-, VIIA-группах и имеют структуру внешнего энергетического уровня s² p³, s² p⁴, s² p⁵. Ответ на вопрос дан в табл. 2. Таблица 2

Степени окисления мышьяка, селена, брома

Элемент	Степень окисления		Соединения
	высшая	низшая
As Se Br	+5 +6 +7	-3 -2 -1	H3AsO4; H3As SeO3; Na 2Se HBrO4; KBr

Пример 1.2.2. Как зависят кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов от степени окисления образующих их атомов? Какие гидроксиды называются амфотерными?

Решение. Если элемент проявляет переменную степень окисления и образует несколько оксидов и гидроксидов, то с увеличением степени окисления свойства последних меняются от основных к амфотерным и кислотным. Это объясняется характером электролитической диссоциации (ионизации) гидроксидов ЭОН, которая в зависимости от сравнительной прочности и полярности связей Э-О и О-Н может протекать по двум направлениям:

ЭОН Э⁺ + ОН^- ( I )

ЭОН ЭO^- + H⁺ (II)

^{Диссоциация по кислотному типу (II) протекает при условии, Е}_О-Н ^{<< Е}_Э-О ^{(высокая степень окисления), а по основному типу , при Е}_О-Н ^{>> Е}_Э-О ^{(низкая степень окисления). Если прочность связей О-Н и Э-О близки или равны, то диссоциация гидроксида может одновременно протекать и по (I) и по (II) направлениям. В этом случае речь идет об амфотерных электролитах. В кислой среде амфотерный электролит проявляет основной характер, в щелочной - кислотный:}

^Zn(OH)₂ ^{+ 2HCl = ZnCl}₂ ^{+ 2H}₂^O

^Zn(OH)₂ ^{+2NaOH = Na}₂^ZnO₂ ^+2H₂^O

^{КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ и задания}

^{16. Дайте определение энергии ионизации? Как изменяется восстановительная активность s-и р- элементов по группам и по периодам периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?}

17. Что называется сродством к электрону? В каких единицах оно выражается? Как изменяется окислительная активность неметаллов в периоде и в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Ответ мотивируйте строением атома соответствующего элемента.

18.Дайте определение электроотрицательности. Как изменяется электроотрицательность р- элементов в периоде и в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?

19. Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется кислотно-основный характер этих соединений при переходе от натрия к хлору? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида алюминия.

20. Какой из элементов четвертого периода — ванадий или мышьяк — обладает более выраженными металлическими свойствами? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов данных элементов?

21. Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV).

22. У какого элемента четвертого периода — хрома или селена — сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте строением атомов хрома и селена.

23. Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений алюминия с перечисленными элементами в данной степени окисления. Как называются соответствующие соединения?

24. У какого из р - элементов пятой группы периодической системы — фосфора или сурьмы — сильнее выражены неметаллические свойства? Какое из водородных соединений данных элементов является более сильным восстановителем? Ответ мотивируйте строением атома .

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

26. Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: СuОН или Сu(ОН)₂; Fe(OH)₂ или Fе(ОН)з; Sn(OH)₂ или Sn(OH)₄? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида олова (II).

27. Какую низшую степень окисления проявляют водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с перечисленными элементами в данной степени окисления. Как называются соответствующие соединения?

28. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и хлор? Почему? Составьте формулы соединений перечисленных элементов, отвечающих данным степеням окисления.

29. Хром образует соединения, в которых проявляет степени окисления +2,+3,+6. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида хрома (III).

30 Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксиды, соответствующие их высшей степени окисления Э₂О₅ ? Какой из них дает газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, соответствующих этим оксидам и изобразите их графически?