4. Периодический закон и периодическая система элементов д. И. Менделеева

Периодический закон и периодическая система элементов имеют огромное научно-познавательное и практическое значение. Изучение строения атомов показало, что периодическая система как выражение периодического закона составлена так, что элементы в ней расположены в соответствии с заполнением электронами энергетических уровней и подуровней. Периодическая система элементов является естественной классификацией элементов по электронным структурам их атомов: свойства элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра их атомов. Необходимо знать строение периодической системы, чему соответствует номер группы и номер периода, порядковый номер элемента; где в таблице расположены металлы и неметаллы, окислители и восстановители; уметь, пользуясь таблицей, охарактеризовать элемент и его соединения.

Пример 1. В какой группе и в каком периоде находится элемент с порядковым номером 52? К какому электронному семейству он принадлежит?

Решение. Составляем электронную формулу данного элемента:

Из электронной формулы видно, что 52-й элемент находится в пятом периоде , шестой группе (сумма электронов на внешнем уровне равна 6) и относится к р-семейству (последние электроны занимают р-подуровень). Этот элемент – теллур. Следует привести также его электронно-графическую формулу.

Пример 2. Назовите высшие и низшие степени окисления у

Решение. Степень окисления – условный заряд, который имеет атом в молекуле, если исходить из предположения, что молекула состоит только из ионов. Мышьяк , сера и хлор находятся соответственно в V, VI и VII группах таблицы Д.И. Менделеева. По номеру группы высшая степень окисления будет соответственно равна +5, +6 и +7. Низшая степень окисления определяется числом электронов, принятых атомами за счет достраивания до 8-электронной внешней оболочки. Она определяется как разность между номером группы, в которой находится элемент, и числом 8; тогда для она будет равна: –3, –2 и –1 соответственно.

Контрольные задания

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

62. Как изменяются кислотные и щелочные свойства в ряду:

Что такое энергия ионизации?

63. На каком основании хлор и марганец помещены в одной группе периодической системы элементов? Почему их поместили в разные подгруппы?

64. Объясните причину периодического изменения свойств элементов исходя из строения их атомов.

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

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

67. 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.

68. Исходя из положения металла в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание:

69. 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.

70. Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: Напишите уравнение реакций, доказывающих амфолитность гидроксида олова (+2).

71. Что такое энергия ионизации атома? В каких единицах она выражается? Как изменяется восстановительная способность и элементов в группах периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?

72. Что такое сродство 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 соответствующих элементов.

73. Что такое электроотрицательность? Как изменяется электроотрицательность элементов в периоде и в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?

74. Какие элементы пятого периода периодической системы имеют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Какой из данных элементов образует газообразное соединение с водородом? Составьте формулу орто- и метакислот этих элементов и изобразите их графически.

75. Исходя из закономерностей периодической системы, дайте мотивируемый ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание:

76. Как влияет повышение степени окисления элемента на свойства его гидроксидов? Исходя из этого, ответьте на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание:

77. Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяются кислотно-основные свойства этих соединений при переходе от натрия к хлору?

78. Исходя из положения элементов в периодической системе, составьте формулы следующих соединений: метаванадиевой и рениевой кислот, оксида технеция, отвечающего его высшей степени окисления, и водородного соединения германия. Изобразите графически формулы этих соединений.

79. Исходя из положения молибдена, гафния, ниобия и полония в периодической системе, составьте формулы следующих соединений: молибденовой и метагафниевой кислот, оксида ниобия, отвечающего его высшей степени окисления, и водородного соединения полония. Изобразите графически формулы этих соединений.

80. Определите по следующему описанию: а) щелочной металл, у которого валентным является -электрон; б) благородный газ, содержащий на внешнем энергетическом уровне меньше восьми электронов; в) элементы с одним не спаренным -электроном; г) самый легкий элемент, внешний энергетический уровень которого содержит -электроны.