- •Методические указания и задания к домашним контрольным работам по химии
- •Содержание.
- •Введение.
- •Образец оформления титульного листа.
- •Образец оформления рабочей страницы.
- •Методические указания и задания к контрольной работе: Классы неорганических соединений.
- •1.Методы получения неорганических соединений.
- •2. Расчеты по уравнениям реакций и химическим формулам.
- •2. Оксиды.
- •3. Кислоты.
- •4. Основания.
- •5. Соли.
- •Кислота Анион
- •6. Амфолиты.
- •7. Комплексные соединения.
- •Комплексный ион (заряженный комплекс) – сложная частица, состоящая
- •8. Реакции ионного обмена.
- •9. Оформление и порядок сдачи контрольной работы.
- •2.Задания по контрольной работе «Классы неорганических соединений».
- •1. Методические указания.
- •1. Общие положения.
- •2. Термохимические расчёты.
- •В термохимических расчётах теплоты реакций, как правило, определяются для стандартных условий, для которых формула (2.1) приобретает вид:
- •3. Энергия Гиббса химической реакции.
- •4. Химическая кинетика.
- •5. Химическое равновесие.
- •6. Смещение химического равновесия.
- •2.Задания к контрольной работе «Закономерности химических процессов».
- •2.Строение электронных оболочек атомов. (Задачи №№ 0120)
- •2.1.Квантовые числа.
- •2.2. Принцип Паули. Электронная ёмкость атомной орбитали, энергетических подуровней и энергетических уровней.
- •2.3. Электронные формулы атомов.
- •2.4. Правило Хунда.
- •3. Периодическая система химических элементов д.И. Менделеева. (Задачи №№ 2140)
- •3.1. Связь между строением атомов и периодической системой химических элементов.
- •3.2. Периодическое изменение окислительно-восстановительных свойств элементов.
- •4. Химическая связь.
- •4.1. Метод валентных связей (метод вс). (Задачи №№ 4180)
- •4.2. Метод молекулярных орбиталей (метод мо). (Задачи №№ 81100)
- •2.Задания к контрольной работе «Строение вещества».
- •Методические указания и задания к контрольной работе по химии: «Растворы электролитов».
- •1. Растворы и их концентрация.
- •2. Растворы электролитов.
- •3. Реакции ионного обмена.
- •4. Гидролиз солей.
- •4.1. Гидролиз солей сильных оснований и слабых кислот.
- •4.2. Гидролиз солей слабых оснований и сильных кислот.
- •4.3. Гидролиз солей сильных оснований и сильных кислот.
- •2.Задания к контрольной работе «Растворы электролитов».
- •Методические указания и задания к контрольной работе по химии : «Окислительно-восстановительные процессы».
- •Основные понятия.
- •2. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.
- •2.1. Метод электронных уравнений.
- •2.2. Метод электронно-ионных уравнений.
- •3. Гальванический элемент.
- •4. Электролиз.
- •2.Задания к контрольной работе «Окислительно-восстановительные процессы».
- •Термодинамические характеристики химических соединений и простых веществ.
- •Стандартные электродные потенциалы окислительно-восстановительных пар.
- •Растворимость солей и оснований в воде.
- •Варианты и номера задач контрольных заданий
3.2. Периодическое изменение окислительно-восстановительных свойств элементов.
Согласно периодическому закону Д.И. Менделеева, все свойства элементов при увеличении порядкового номера в периодической системе изменяются не непрерывно, а периодически, то есть через определённое число элементов повторяются. Причина периодического характера изменения свойств элементов заключается в периодическом повторении аналогичных электронных конфигураций валентных подуровней: всякий раз, как только повторяется какая-либо электронная конфигурация валентных подуровней (например, рассмотренная в примере 3.1.3.конфигурация ns2np2) элемент по своим свойствам во многом повторяет предшествующие элементы аналогичного электронного строения.
Важнейшим химическим свойством любого элемента является способность его атомов отдавать или присоединять электроны, характеризующая, в первом случае восстановительную, во втором – окислительную активность элемента. Количественной характеристикой восстановительной активности элемента является энергия (потенциал) ионизации, окислительной – сродство к электрону.
Энергия (потенциал) ионизации – это энергия, которую необходимо затратить для отрыва и удаления электрона из атома6. Понятно, чем меньше энергия ионизации, тем сильнее выражена способность атома отдавать электрон и, следовательно, выше восстановительная активность элемента. Энергия ионизации, как и всякое свойство элементов, при увеличении порядкового номера в периодической системе изменяется не монотонно, а периодически. В периоде, при фиксированном числе электронных слоёв, энергия ионизации увеличивается вместе с увеличением порядкового номера из-за увеличения силы притяжения внешних электронов к атомному ядру в связи с увеличением заряда ядра. При переходе к первому элементу следующего периода происходит резкое уменьшение энергии ионизации – настолько сильное, что энергия ионизации становится меньше энергии ионизации предшествующего аналога в подгруппе. Причиной этого является резкое уменьшение силы притяжения удаляемого внешнего электрона к ядру ввиду значительного возрастания атомного радиуса из-за увеличения количества электронных слоёв при переходе к новому периоду. Итак, при увеличении порядкового номера, в периоде энергия ионизации увеличивается7, а в главных подгруппах уменьшается. Так что элементы с наибольшей восстановительной активностью расположены в начале периодов и внизу главных подгрупп.
Сродство к электрону – это энергия, которая выделяется при присоединении атомом электрона. Чем больше сродство к электрону, тем сильнее выражена способность атома присоединять электрон и, следовательно, тем выше окислительная активность элемента. При увеличении порядкового номера, в периоде сродство к электрону увеличивается ввиду усиления притяжения электронов внешнего слоя к ядру, а в главных группах элементов происходит уменьшение сродства к электрону в связи с уменьшением силы притяжения внешних электронов к ядру и из-за увеличения атомного радиуса. Таким образом, элементы с наибольшей окислительной активностью расположены в конце периодов8 и вверху главных групп периодической системы.
Обобщённой характеристикой окислительно-восстановительных свойств элементов является электроотрицательность – полусумма энергии ионизации и сродства к электрону. Исходя из закономерности изменения энергии ионизации и сродства к электрону в периодах и группах периодической системы, нетрудно вывести, что в периодах электроотрицательность увеличивается слева направо, а в главных - группах уменьшается сверху вниз. Следовательно, чем больше электроотрицательность тем сильнее выражена окислительная активность элемента и тем слабее его восстановительная активность.
Пример 3.2.1. Сравнительная характеристика окислительно-восстановительных свойств элементов IA – и VA-группы 2-го и 6-го периодов.
Т.к. в периодах энергия ионизации, сродство к электрону и электроотрицательность увеличиваются слева направо, а в группах - уменьшаются сверху вниз, среди сравниваемых элементов наибольшей окислительной активностью обладает азот, а наиболее сильным восстановителем является франций.
Элементы, атомы которых способны проявлять только восстановительные свойства, принято называть металлическими (металлами). Атомы неметаллических элементов (неметаллов) могут проявлять и восстановительные свойства, и окислительные свойства, но окислительные свойства для них более характерны.
Металлы – это, как правило, элементы с небольшим числом внешних электронов. К числу металлов относятся все элементы побочных групп, лантаноиды и актиноиды, т.к. число электронов во внешнем слое атомов этих элементов не превышает 2. Металлические элементы содержатся также в главных подгруппах. В главных подгруппах 2-го периода Li и Be – типичные металлы. Во 2-м периоде потеря металлических свойств происходит при поступлении во внешний электронный слой третьего электрона – при переходе к бору. В главных подгруппах нижележащих периодов происходит последовательное смещение границы между металлами и неметаллами на одну позицию вправо в связи с усилением восстановительной активности элементов из-за увеличения атомного радиуса. Так, в 3-м периоде условная граница делящая металлы и неметаллы, проходит уже между Al и Si, в 4-м периоде первый типичный неметалл – мышьяк и т.д.