© 8next.com (відповіді, перероблене і доповнене), 2021
План характеристики хімічного елемента:
1. Розташування в періодичній системі, порівняння хімічного характеру з сусідніми елементами в періоді та групі, характер простої речовини.
2. Характеристика будови атома:
а) протонне число, заряд ядра атома, відносна атомна маса, кількість нейтронів (якщо елемент належить до двадцяти елементів, які мають по одному природному нукліду: Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rb, I, Cs, Pr, Tb, Ho, Tm, Au, Bi) у ядрі, число електронів в електронній оболонці;
б) число енергетичних рівнів, підрівнів в електронній оболонці;
в) число електронів на зовнішньому енергетичному рівні, завершений він чи ні;
г) число електронів, яких бракує до завершення зовнішнього енергетичного рівня.
3. Характер складних речовин:
а) формула оксиду й гідрату оксиду; валентність елемента в сполуках за Оксигеном;
б) хімічний характер оксиду й гідроксиду: основний чи кислотний;
в) формула леткої сполуки неметалічного елемента з Гідрогеном; валентність елемента в ній.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
Вправа 1
Порядковий №6 : заряд ядра атома +6, число електронів 6, хімічний елемент Карбон C.
Порядковий №11: заряд ядра атома +11, число електронів 11, хімічний елемент Натрій Na.
За порядковим номером елемента можна визначити заряд ядра атома, кількість протонів і електронів.
Вправа 2
а) у парі Літій і Берилій сильніші металічні властивості у Літія;
б) у парі Натрій і Алюміній сильніші металічні властивості у Натрія;
в) у парі Натрій і Калій сильніші металічні властивості у Калія;
г) у парі Магній і Кальцій сильніші металічні властивості у Кальція;
ґ) у парі Калій і Скандій сильніші металічні властивості у Калія.
Хімічні елементи а) б) ґ) є елементами одного періоду, а в) г) ― елементами головних підгруп. Металічний характер елементів посилюється в періодах справа наліво, а головних підгрупах ― згори донизу.
Вправа 3
а) у парі Карбон і Силіцій сильніші неметалічні властивості у Карбона;
б) у парі Фосфор і Сульфур сильніші неметалічні властивості у Сульфура;
в) у парі Нітроген чи Флуор сильніші неметалічні властивості у Флуора;
г) у парі Силіцій чи Хлор сильніші неметалічні властивості у Хлора;
Хімічні елементи б), в), г) є елементами одного періоду, а а) ― елементами головних підгруп. Неметалічний характер елементів і хімічна активність неметалів посилюються в періодах зліва направо, а головних підгрупах ― знизу догори.
Вправа 4
На проміжку Na — Mg — Al всі елементи мають однакове число енергетичних рівнів (3), бо є елементами одного періоду (третього), але мають різну кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні (1, 2 і 3 відповідно), бо є елементами різних груп (І, ІI і ІII відповідно). У періоді із зростання заряду ядра атома здатність атома приєднувати електрони до завершення останнього енергетичного рівня зростає, а віддавати електрони ― спадає, тому на проміжку Nа—Mg—Al послаблюються металічні властивості елементів, утворених ними простих речовин ― металів, а також основний характер їх вищих оксидів та гідратів оксидів.
Вправа 5
а) 13;
1. Алюміній ― це елемент головної підрупи ІIІ групи. У підгрупі межує з Бором і Галієм. Бор проявляє неметалічні властивості, Галій ― металічні, а Алюміній є перехідним металічним елементом. Однак, ураховуючи те, що в періодах металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні посилюються, у нього слабше виявлені металічні властивості у порівнянні з Магнієм і неметалічні ― у порівнянні з Силіцієм. Алюмінй як елемент 3 (малого) періоду, 3 ряду в підгрупі межує з Бором і Галієм. Це означає, що у нього слабше проявляються металічні властивості у порівнянні з Галієм і неметалічні ― у порівняння з Бором.
2. У періодичній системі порядковий номер Алюмінію — 13, що відповідає протонному числу в ядрі атома й одночасно вказує на його заряд — +13. Відносна атомна маса Ar(Al)=27. У ядрі його атома міститься 14 нейтронів (27-13=14). Електронна оболонка має 13 електронів. Вони розташовуються на трьох енергетичних рівнях: на першому рівні — 2, на другому 8 і на третьому (зовнішньому) — 3: з них 2s- є спареними, а 1р- є неспарений. Енергетичний рівень незавершений. До завершення не вистарчає п'ять електронів. Оскільки в металічних елементів кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні становить від 1 до 3, то Алюміній — металічний елемент, а його проста речовина алюміній — метал.
3. Формула вищого оксиду — Al2O3 а його гідрату оксиду — Al(OH)3. Валентність за Оксигеном — IIІ. Це амфотерні оксид і гідроксид. Летких сполук з Гідрогеном не утворює.
б) 17;
1. Хлор — це елемент головної підрупи VIІ групи. У підгрупі межує з Флуором і Бромом. Це означає, що ці два елементи проявляють неметалічні властивості, тому й Хлор є неметалічним елементом. Однак, ураховуючи те, що в періодах металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні посилюються, у нього сильніше виявлені неметалічні властивості, ніж у Сульфуру. Хлор як елемент 3 (малого) періоду, 3 ряду в підгрупі межує з Флуором і Бромом. Це означає, що у нього неметалічні властивості слабше проявляються, ніж у Флуора, але сильніше, ніж у Брома.
2. У періодичній системі порядковий номер Хлору — 17, що відповідає протонному числу в ядрі атома й одночасно вказує на його заряд — +17. Відносна атомна маса Ar(Cl)=35,5. Електронна оболонка має 17 електронів. Вони розташовуються на трьох енергетичних рівнях: на першому рівні — 2, на другому 8 і на третьому (зовнішньому) — 7: з них 2s- — спарені, дві пари 2р- — спарені й 1р- — неспарений. Енергетичний рівень незавершений. До завершення не вистарчає одного електрона. Оскільки в неметалічних елементів кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні становить від 4 до 8, то Хлор — типовий неметалічний елемент, а його проста речовина хлор — неметал.
3. Формула вищого оксиду — Cl2O7; гідрату оксиду — HCl. Валентність за Оксигеном — VIІ. Це кислотний оксид, а його гідрат — хлоридна кислота. Формула леткої сполуки Сульфуру з Гідрогеном — НCl, валентність елемента за Гідрогеном I (правило: валентність неметалічного елемента у сполуках з Гідрогеном дорівнює різниці числа 8 і номера групи, в якій елемент перебуває. 8-7=1).
в) 20.
1. Кальцій — це елемент головної підрупи IІ групи. У підгрупі межує з Магнієм і Стронцієм. Це означає, що ці два елементи проявляють металічні властивості, тому й Кальцій є металічним елементом. Однак, ураховуючи те, що в періодах металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні посилюються, у нього металічні властивості слабше виявлені, ніж у Калія, але сильніше, ніж у Скандія. Кальцій як елемент 4 (великого) періоду, 4 ряду в підгрупі межує з Магнієм і Стронцієм. Це означає, що у нього металічні властивості сильніше проявляються, ніж у Магнію, але слабше, ніж у Стронцію.
2. У періодичній системі порядковий номер Кальцію — 20, що відповідає протонному числу в ядрі атома й одночасно вказує на його заряд — +20. Відносна атомна маса Ar(Ca)=40. Електронна оболонка має 20 електронів. Вони розташовуються на чотирьох енергетичних рівнях: на першому рівні — 2, на другому та третьому рівнях 8 і на четвертому (зовнішньому) — 2: 2s- — спарені. Енергетичний рівень незавершений. До завершення не вистарчає шість електронів. Оскільки в металічних елементів кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні становить від 1 до 3, то Кальцій — металічний елемент, а його проста речовина кальцій — метал.
3. Формула вищого оксиду — СаO; гідрату оксиду — Са(OH)2. Валентність за Оксигеном — II. Це основний оксид, а його гідрат — основа кальцій гідроксид. Летких сполук з Гідрогеном не утворює.
г) 16;
1. Сульфур — це елемент головної підрупи VI групи. У підгрупі межує з Оксигеном і Селеном. Це означає, що ці два елементи проявляють неметалічні властивості, тому й Сульфур є неметалічним елементом. Однак, ураховуючи те, що в періодах металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні посилюються, у нього сильніше виявлені неметалічні властивості, ніж у Фосфора, але слабше, ніж у Хлора. Сульфур як елемент 3 (малого) періоду, 3 ряду в підгрупі межує з Оксигеном і Селеном. Це означає, що у нього неметалічні властивості слабше проявляються, ніж в Оксигена, але сильніше, ніж у Селена.
2. У періодичній системі порядковий номер Сульфуру — 16, що відповідає протонному числу в ядрі атома й одночасно вказує на його заряд — +16. Відносна атомна маса Ar(S)=32. Електронна оболонка має 16 електронів. Вони розташовуються на трьох енергетичних рівнях: на першому рівні — 2, на другому 8 і на третьому (зовнішньому) — 6: з них 2s- — спарені, одна пара 1р- — спарена й 2р- — неспарені. Енергетичний рівень незавершений. До завершення не вистарчає двох електронів. Оскільки в неметалічних елементів кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні становить від 4 до 8, то Сульфур — неметалічний елемент, а його проста речовина сірка — неметал.
3. Формула вищого оксиду — SO3; гідрату оксиду — H2S. Валентність за Оксигеном — VI. Це кислотний оксид, а його гідрат — сульфідна кислота. Формула леткої сполуки Сульфуру з Гідрогеном — Н2S, валентність елемента за Гідрогеном II (правило: валентність неметалічного елемента у сполуках з Гідрогеном дорівнює різниці числа 8 і номера групи, в якій елемент перебуває. 8-6=2).
Вправа 6
На проміжку Mg — Ca — Sr усі елементи мають однакове число електронів на зовнішньому енергетичному рівні (2), бо є елементами однієї групи головної підгрупи (другої), але мають різну кількість енергетичних рівнів (3, 5 і 5 відповідно), бо є елементами різних періодів (ІІІ, ІV і V відповідно). У групах із зростанням заряду ядра атома збільшується радіус, а чим більший радіус атома, тим більше послаблюються сили притягання між ядром і електронами зовнішнього енергетичного рівня, тому на проміжку Ве—Mg—Ca посилюються металічні властивості елементів, утворених ними простих речовин — металів, а також основний характер їх вищих оксидів та гідратів оксидів.
Вправа 7
1. Металічний елемент Натрій — це елемент головної підрупи І групи. У підгрупі межує з Літієм і Калієм. Це означає, що ці два елементи проявляють металічні властивості, тому й Натрій є металічним елементом. Однак, ураховуючи те, що в періодах металічні властивості елементів послаблюються, у нього сильніше виявлені металічні властивості, ніж у Магнія. Натрій як елемент 3 (малого) періоду, 3 ряду в підгрупі межує з Літієм і Калієм. Це означає, що у нього слабше проявляються металічні властивості, ніж у Калію, але сильніше, ніж у Літію.
2. У періодичній системі порядковий номер Натрію — 11, що відповідає протонному числу в ядрі атома й одночасно вказує на його заряд — +11. Відносна атомна маса Ar(Na)=23. У ядрі його атома міститься 12 нейтронів (23-11=12). Електронна оболонка має 11 електронів. Вони розташовуються на трьох енергетичних рівнях: на першому рівні — 2, на другому 8 і на третьому (зовнішньому) — 1: 1s- — неспарений. Енергетичний рівень незавершений. До завершення не вистарчає сім електронів. Оскільки в металічних елементів кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні становить від 1 до 3, то Натрій — типовий металічний елемент, а його проста речовина натрій — метал.
3. Формула вищого оксиду — Na2O; гідрату оксиду — NaОН. Валентність за Оксигеном — I. Це основний оксид, а його гідрат — основа натрій гідроксид NaOH. Летких сполук з Гідрогеном не утворює.
1. Неметалічний елемент Фосфор — це елемент головної підрупи V групи. У підгрупі межує з Нітрогеном і Арсеном. Це означає, що ці два елементи проявляють неметалічні властивості, тому й Фосфор є неметалічним елементом. Однак, ураховуючи те, що в періодах металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні посилюються, у нього сильніше виявлені неметалічні властивості, ніж у Силіцію і слабше, ніж у Сульфура. Фосфор як елемент 3 (малого) періоду, 3 ряду в підгрупі межує з Нітрогеном і Арсеном. Це означає, що у нього неметалічні властивості слабше проявляються, ніж у Нітрогена, але сильніше, ніж у Арсена.
2. У періодичній системі порядковий номер Фосфору — 15, що відповідає протонному числу в ядрі атома й одночасно вказує на його заряд — +15. Відносна атомна маса Ar(Р)=31. У ядрі його атома міститься 16 нейтронів (31-15=16). Електронна оболонка має 16 електронів. Вони розташовуються на трьох енергетичних рівнях: на першому рівні — 2, на другому 8 і на третьому (зовнішньому) — 5: з них 2s- — спарені і 3р- — неспарені. Енергетичний рівень незавершений. До завершення не вистарчає трьох електронів. Оскільки в неметалічних елементів кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні становить від 4 до 8, то Фосфор — неметалічний елемент, а його проста речовина фосфор — неметал.
3. Формула вищого оксиду — Р2O5; гідрату оксиду — Н3РО4. Валентність за Оксигеном — V. Це кислотний оксид, а його гідрат — ортофосфатна кислота. Формула леткої сполуки Фосфору з Гідрогеном — РН3, валентність елемента за Гідрогеном ІІІ (правило: валентність неметалічного елемента у сполуках з Гідрогеном дорівнює різниці числа 8 і номера групи, в якій елемент перебуває. 8-5=3).