Подготовка к работе

Изучите следующие теоретические вопросы:

▪ основные положения квантовой механики: двойственная природа микрочастиц, принцип неопределенности, волновая функция ψ, атомная орбиталь;

▪ квантовые числа: главное, орбитальное, магнитное, спиновое; их физический смысл и связь между ними;

▪ электронные конфигурации элементов: принцип минимальной энергии, правило Клечковского, принцип Паули, правило Гунда; электронные формулы, энергетические ячейки;

▪ периодический закон Д.И. Менделеева, структура периодической системы и ее связь со строением атомов;

▪ изменение свойств элементов в периодах и подгруппах, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность;

▪ основные типы химической связи: ковалентная (полярная и неполярная), ионная, металлическая; межмолекулярные взаимодействия;

▪ квантово-механические представления о ковалентной связи: метод валентных связей (обменный и донорно-акцепторный механизмы), валентность по обменному механизму метода валентных связей;

▪ характеристики связи: энергия, длина, направленность, насыщаемость, полярность, поляризуемость.

Рабочее задание Задание 1. Изучение химических свойств элементов третьего периода периодической системы и их оксидов

Взаимодействие элементов с водой

Заполните стакан на 100 мл и четыре пробирки до половины объема водой, добавьте в стакан и первые две пробирки 2-3 капли индикатора фенолфталеина, а в две остальные − по 2-3 капли индикатора метилоранжа.

В стакан опустите небольшой кусочек натрия, предварительно осушенный от керосина фильтровальной бумагой, а в четыре пробирки внесите соответственно немного магниевой стружки, гранулу алюминия, кусочек кремния и на кончике шпателя серы. Отметьте цвет индикатора в каждом случае.

Пробирки с алюминием, кремнием, серой нагрейте до кипения. На основании изменения окраски индикатора сделайте вывод о том, какие из предложенных элементов взаимодействуют с водой. Дайте сравнительную характеристику их активности. Напишите соответствующие уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель.

Взаимодействие оксидов с водой

Две пробирки и стеклянный цилиндр наполните до половины объема водой. В пробирки добавьте по 2-3 капли индикатора фенолфталеина, а в цилиндр – такое же количество метилоранжа. В одну пробирку внесите оксид магния, а в другую – оксид алюминия. Отметьте цвет индикатора в каждой пробирке. В цилиндр (в вытяжном шкафу), не касаясь воды и стенок, опустите металлический держатель с нагретой до воспламенения серой. После окончания горения серы содержимое цилиндра перемешайте. Изменилась ли окраска раствора?

Напишите уравнения реакций взаимодействия оксидов магния, алюминия и серы с водой. Укажите характер исследуемых оксидов. На основании полученных экспериментальных данных сделайте вывод об изменении окислительно-восстановительных свойств элементов III периода и кислотно-основных свойствах их оксидов.

Напишите электронные формулы магния, алюминия и серы и объясните наблюдаемые явления свойств изменением строения и радиуса атомов.