- •1. Периодический закон и периодическая система химических элементов д.И. Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для развития науки.
- •2. Общие способы получения металлов. Практическое значение электролиза (на примере электролиза солей бескислородных кислот).
- •1. Строение атомов химических элементов и закономерности в изменении и свойств на примере: а) элементов одного периода; б) элементов главной подгруппы.
- •2. Предельные углеводороды, общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Свойства и применение метана.
- •1. Виды химической связи: ионная, ковалентная (полярная, неполярная): простые и кратные связи в органических соединениях.
- •2. Непредельные углеводороды, общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Свойства и применение этилена.
- •1. Классификация химических реакций в неорганической и органической химии.
- •Циклопарафины, их химическое строение, свойства, нахождение в природе, практическое значение.
- •1. Обратимость реакций. Химическое равновесие и способы его смешения: изменение концентрации реагирующих веществ, температуры, давления.
- •2. Диеновые углеводороды, их химическое строение, свойства, получение и практическое значение. Натуральный и синтетические каучуки.
- •Периодический закон и периодическая система химических элементов д.И.Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для развития науки.
- •2. Ароматические углеводороды. Бензол, структурная формула, свойства и получение. Применение бензола и его гомологи.
- •1. Основные положения теории химического строения органических веществ a.M.Бутлерова. Химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах.
- •2. Ароматические углеводороды. Бензол, структурная формула, свойства и получение. Применение бензола и его гомологи.
- •Изомерия органических соединений и ее виды.
- •1. Металлы, их положение в периодической системе химических элементов д.И. Менделеева, строение их атомов, металлическая связь Общие химические свойств металлов.
- •2. Природные источники углеводородов: нефть, природный газ и их практическое использование.
- •Периодический закон и периодическая система химических элементов д.И.Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для развития науки.
- •Строение атомов химических элементов и закономерности в изменении и свойств на примере: а) элементов одного периода; б) элементов главной подгруппы.
- •Виды химической связи: ионная, ковалентная (полярная, неполярная): простые и кратные связи в органических соединениях.
- •Металлы, их положение в периодической системе химических элементов д.И. Менделеева, строение их атомов, металлическая связь. Общие химические свойства металлов.
Строение атомов химических элементов и закономерности в изменении и свойств на примере: а) элементов одного периода; б) элементов главной подгруппы.
Таблица «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» позволяет описать строение атомов элементов, предсказать свойства образованных ими простых веществ, состав и свойства наиболее характерных соединений, высших оксидов, соответствующих им гидроксидов, а также летучих водородных соединений (если элемент их образует).
Кроме того, следует подчеркнуть, что химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе, а также он определяет число электронов в атоме. Следовательно, от заряда ядра атом химического элемента зависит от его строения, а значит, свойства, как самого химического элемента, так и образованных им соединений.
Для изображения схем строения атомов следует вспомнить, что электронные слои атомов инертных газов называют завершенными, они содержат 2, 8 или 18 электронов, которые образуют устойчивую систему, придавая атому неспособность образовывать химические соединения. Чем ближе к ядру расположены электрон, тем прочнее они связаны с ядром.
Увеличение положительного заряда ядра атомов приводит к накоплению числа электронов на внешнем слое атома (у некоторых элементов больших периодов – на предвнешнем) и периодическому повторению у атомов элементов строения внешнего электронного слоя (энергетического уровня). А поскольку от числа электронов строение внешнего слоя зависят свойства элементов, то и они периодически повторяются.
Рассмотренные выше положения позволяют охарактеризовать строение атомов химических элементов на примере: а) одного периода; б) одной подгруппы (лучше главной).
Можно воспользоваться схемами строения атомов 2-го и 3-го периодов.
По своему желанию можно охарактеризовать строение атомов большого (например, 4-го) периода. При этом в зависимости от уровня подготовки можно изображать строение атома схемами, в которых указан заряд ядра и распределение электронов по слоям (9F 2, 7), или электронными формулами (9F 1s22s32p5), либо графически (9F ).
Покажем закономерность в изменении свойств химических элементов на примере 4-го, большого периода в зависимости от строения атомов.
Четвертый период, в отличии от третьего, представляют элементы как главных подгрупп, так и побочных. У элементов главных подгрупп наблюдаются заполнение внешних электронных слоев, а у элементов побочных подгрупп – предвнешних. Так, если у элементов главных подгрупп (от элемента к элементу) происходит монотонное увеличение числа внешних электронов: 19K 2, 8, 8, 1 (электронная формула 19K 1s22s22p63s23p64s1); 20Ca 2, 8, 8, 2 (электронная формула 1s22s22p63s23p64s2), то у элементов побочных подгрупп на внешнем электронном слое находиться не более двух электронов, а их накопление идет на предвнешнем слое. Например, строение атома скандия 21Sc 2, 8, 9, 2 (электронная формула 1s22s22p63s23p63d14s2), цинка 30Zn 2, 8, 18, 2 (электронная формула 1s22s22p63s23p63d104s2).
Из схем строения атомов элементов одного периода видно, что заряд ядра и число электронов в атоме возрастает на единицу при переходе от элемента к элементу. В связи с этим закономерно изменяются свойства (в большом периоде это изменение идет медленней, чем в малом):
металлические свойства простых веществ ослабевают и усиливаются неметаллические, которые наиболее выражены у галогенов; инертные элементы химических соединений почти не образуют;
высшая валентность (продолжительная степень окисления) атомов элементов в оксидах возрастает от I до VII;
валентность атомов неметаллов (отрицательная степень окисления) в летучих водородных соединениях убывает от VI до I;
основные свойства высших оксидов и соответствующих им гидроксидов (см. таблицу в билете №1, вопрос 1) сменяются амфорными, а затем кислотными.
Закономерности изменения свойств химических элементов в подгруппах можно также рассмотреть на примере любой подгруппы по желанию.
Так, в главной подгруппе первой группы периодической системы находиться щелочные металлы:
3Li 2, 1 (1s22s1); 11Na 2, 8, 1 (1s22s22p63s1);
19K 2, 8, 8, 1 (1s22s22p63s23p63d04s1);
37Rb 2, 8, 18, 8, 1 (1s22s22p63s23p63d104s24p64d05s1)
(строение атомов остальных щелочных металлов аналогично).
В группах, как видно из строения атомов щелочных металлов, сверху вниз возрастает число электронных слоев (оно равно номеру периода), а, следовательно, увеличивается радиус атома. Оторвать электрон с внешнего слоя атома, имеющего большой радиус, легче, так как его связь с ядром ослаблена из-за большего удаления от него.
Поэтому в группах с увеличением номера периода (сверху вниз) усиливаются металлические (восстановительные) свойства и химическая активность. Атомы неметаллов, тем более щелочные, в химических реакциях легко отдают электроны внешнего слоя и проявляют степень окисления от +1 до +3. Оксиды и гидроксиды металлов проявляют основные (щелочные) свойства.
Такие же закономерности проявляются и в других подгруппах. Например, элемент V группы азот обладает типичными неметаллическими свойствами, простое вещество N2 и водородное соединение NH3 аммиак – газы, высший оксид N2O5 и гидроксид висмута (III) Bi(OH)3 обладают основными свойствами, хотя водородное соединение висмута BiH3 газообразно. Только высший оксид висмута Bi2O5 – кислотный, он способен реагировать со щелочами.
Таким образом, можно утверждать, что количественные изменения (число протонов в ядре и электронов на внешнем слое) связаны с качественными (свойствами простых веществ и соединений, образованных химическим элементом). Это общий закон природы.
Билет № 28