Запитання
Як будова молекули глюкози впливає на її властивості: розчинність у воді, смак, здатність швидко засвоюватися?
У молекули сахарози існують ковалентні полярні і неполярні зв'язки, тому речовина є молекулярної будови і солодка на смак. Вона добре розчиняється у воді (за наявності полярних зв'язків), а тому наш організм швидко її засвоює.
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Розгляньте схеми. Пригадайте, що таке протонне число, масове або нуклонне число.
Кількість протонів у ядрі атома елемента називають протонним числом.
Масове число, або нуклонне число (А) — загальна кількість нуклонів у ядрі атома елемента.
Як обчислити число нейтронів у ядрі?
Треба від масового числа відняти протонне число.
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Розгадайте ребус. ІЗОТОП
Поясніть даний термін.
Термін «ізотоп» означає «той, хто займає одне й те саме місце» (від грец. isos — однаковий + topos — місце).
Наведіть приклади. Оксиґен–16, Оксиґен–17, Оксиґен–18, Купрум–64, Купрум–65.
Пригадайте інформацію, поміркуйте над запитанням
Пригадайте, як називається найвіддаленіший від ядра енергетичний рівень.
Найвіддаленіший від ядра енергетичний рівень називають зовнішнім.
Як визначити максимальну кількість електронів, які можуть знаходитися на одному енергетичному рівні?
Максимальну кількість електронів, які можуть знаходитися на одному енергетичному рівні, визначають за формулою N = 2n2, де n — номер рівня.
Пояснюємо, творимо, використовуємо в житті
Вправа 1
Атом складається з ядра, навколо якого рухаються електрони.
Ядро — це центральна частина атома, в якій зосереджена основна частина маси атома (понад 99,9%).
Ядро складається з двох типів субатомних частинок протонів і нейтронів.
Заряд електрона негативний.
Вправа 2
Чому атом електронейтральний?
Кількість позитивних і негативних зарядів в атомі однакова, тому атом є електронейтральною частинкою, тобто він не має заряду.
Як за місцем елемента в Періодичній таблиці описати будову його атома?
Заряд ядра атома, число протонів в ядрі атома і число електронів в атомі дорівнюють порядковому номеру елемента в Періодичній таблиці.
Як визначити кількість енергетичних рівнів в атомі?
Кількість енергетичних рівнів, що заповнюються в атомі певного елемента, визначають за номером періоду Періодичної таблиці, у якому розташований цей хімічний елемент.
Який енергетичний рівень називають зовнішнім?
Найвіддаленіший від ядра енергетичний рівень називають зовнішнім.
Вправа 3
Поясніть порядок заповнення електронами енергетичних рівнів.
Електрони з найменшим запасом енергії розміщуються на першому енергетичному рівні (у першому електронному шарі), потім — другому, третьому тощо. Кількість рівнів визначено номером періоду, у якому розміщений елемент.
Вправа 4
Як впливає кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні атома на його здатність утворювати сполуки?
Атоми, на зовнішньому рівні яких міститься вісім електронів, мають підвищену хімічну стійкість, тобто є інертними.
Вправа 5
Поясніть механізми утворення йонного, неполярного ковалентного та полярного ковалентного зв’язку. Наведіть приклади.
Йонний зв'язок утворюється в результаті повної передачі одного або кількох електронів від атома металічного елемента до атома неметалічного елемента, внаслідок чого утворюються йони з різними зарядами, які взаємно притягуються, що й забезпечує стійкість йонної сполуки. Приклади йонних сполук: натрій хлорид NaCl, натрій оксид Na2O, магній оксид MgO, калій бромід KBr.
Ковалентний зв’язок виникає між атомами неметалічних елементів і утворюється внаслідок спільного використання електронів атомами, причому в неполярному зв'язку спільні електронні пари рівновіддалені від ядер обох атомів, а в полярному — зміщені в бік більш електронегатичного атома. Приклади сполук з ковалентним неполярним зв'язком: водень Н2, кисень O2, азот N2, хлор Cl2. Приклади сполук з ковалентним полярним зв'язком: гідроґен хлорид HCl, чадний газ CO, вуглекислий газ CO2.
Вправа 6
Порядковий номер елемента в Періодичній таблиці дорівнює 26. Який це елемент? Ферум (Fe)
Чому дорівнює заряд ядра атома цього елемента? 26
Визначте кількість протонів, електронів і нейтронів у нукліді цього елемента з масовим числом 56.
p+ = 26, e– = 26, n0 = 56 – 26 = 30
Визначте елемент, атом якого містить на 6 електронів менше, ніж встановлений.
e– = 26 – 6 = 20 , p+ = e– = 20, хімічний елемент Кальцій (Ca)
Який тип зв’язку буде характерним для сполук цього елемента? Йонний зв'язок
Вправа 7
Визначте число субатомних частинок у нуклідах:
18O: p+ = 8, e– = 8, n0 = 18 – 8 = 10
65Zn: p+ = 30, e– = 30, n0 = 65 – 30 = 35
37Cl: p+ = 17, e– = 17, n0 = 37 – 17 = 30
3H: p+ = 1, e– = 1, n0 = 3 – 1 = 10
Хром–52: p+ = 24, e– = 24, n0 = 52 – 24 = 28
Купрум–65: p+ = 29, e– = 29, n0 = 65 – 29 = 36
Арґентум–107: p+ = 47, e– = 47, n0 = 107 – 47 = 60
Вправа 8
Визначте місце хімічного елемента в Періодичній таблиці за його електронною формулою:
а) 2ē, 7ē; період 2, група 17, хімічний елемент Флуор (F);
б) 2ē, 6ē; період 2, група 16, хімічний елемент Оксиген (О);
в) 2ē, 8ē; період 2, група 18, хімічний елемент Неон (Ne);
г) 2ē, 8ē, 2ē; період 3, група 2, хімічний елемент Магній (Mg);
ґ) 2ē, 8ē, 8ē, 1ē; період 4, група 1, хімічний елемент Калій (K);
д) 2ē, 8ē, 8ē. період 3, група 18, хімічний елемент Аргон (Ar);
Формули бінарних сполук: OF2, H2O, MgO, K2O.
Які елементи не утворюють сполук? Неон (Ne), Аргон (Ar).
Чому? Є інертними елементами, адже містяться у останній групі Періодичної таблиці.
Вправа 9
Установіть будову атома та спрогнозуйте властивості для елементів, які містяться:
а) у 4–му періоді, 2 групі;
Лужноземельні елементи, прості речовини яких називають лужноземельними металами. Це метали сріблясто–білого кольору, легкі, м’які, легкоплавкі, можна різати ножем, мають добру електропровідність. Хімічно активні метали, проте менш активні, ніж лужні.
б) у 3–му періоді, 17 групі;
Галогени — це найактивніші неметалічні елементи, прості речовини, утворені цими елементами, також називають галогенами, вони утворені двохатомними молекулами і є надзвичайно хімічно активними.
в) у 2–му періоді, 15 групі;
Пніктогени утворюють задушливі речовини.
г) у 3–му періоді, 16 групі.
Халькогени, більшість елементів трапляються в природі у сполуках з Купрумом.
Вправа 10
Заряд ядра атома елемента у 6 разів більший, ніж номер групи Періодичної таблиці, у якій він розміщений. Який це елемент? Mагній Mg (група 2, порядковий № 12)
Складіть формули бінарних сполук цього елемента з елементами 2–го і 3–го періодів 16–ої і 17–ої груп. Назвіть сполуки.
MgO — магній оксид,
MgS — магній сульфід,
MgF2 — магній фторид,
MgCl2 — магній хлорид,
MgBr2 — магній бромід,
MgI2 — магній йодид.
Вправа 11
Порівняйте будову електронних оболонок атомів:
а) Оксиґену та Сульфуру;
| Оксиґен | Сульфур |
 |
 |
|
8O 2ē, 6ē |
16S 2ē, 8ē, 6ē |
Подібні: однакова кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні (6).
Наведіть приклади простих і складних сполук, утворених цими елементами.
Кисень O2, сірка S8, сульфур (IV) оксид SO2, сульфур (VI) оксид SO3.
Наведіть приклади йонних сполук цих елементів.
Магній оксид MgO, кальцій сульфід CaS.
б) Силіцію, Фосфору, Сульфуру.
| Силіцій | Фосфор | Сульфур |
 |
 |
|
|
14Si 2ē, 8ē, 4ē |
15P 2ē, 8ē, 5ē |
16S 2ē, 8ē, 6ē |
Подібні: однакове число енергетичних рівнів в електронній оболонці атомів (3).
Наведіть приклади простих і складних сполук, утворених цими елементами.
Силіцій O2, фосфор P4, сульфур S8, силіцій (IV) оксид SiO2, фосфор (V) оксид P2O5, сульфур (IV) оксид SO2, сульфур (VI) оксид SO3.
Наведіть приклади йонних сполук цих елементів.
Магній силіцид Mg2Si, кальцій фосфід Ca3P2, кальцій сульфід CaS.
Вправа 12
Складіть формули бінарних сполук за відомими ступенями окиснення елементів або зарядами йонів і назвіть їх:
SiН4 — силан, SO2 — сульфур (IV) оксид, K2S – калій сульфід, Cl2O – хлор (IV) оксид, MgO – магній оксид, N2O5 – нітроген (V) оксид, Ca3P2 – кальцій фосфід.
Вправа 13
Прочитайте формули сполук і назвіть їх.
К2S — калій сульфід, СН4 — метан, O2 — кисень, Fe2O3 — ферум (III) оксид, Сl2O7 — хлор (VII) оксид, N2 — азот, СrO3 — хром (VI) оксид, NH3 — амоніак, LiCl — літій хлорид, S8 — сірка, HgO — меркурій оксид, SiO2 — силіцій (IV) оксид, SO3 — сульфур (VI) оксид, PbI2 — плюмбум йодид, H2S — сірководень, PH3 — фосфін, H2 — водень, Mn2O7 — манган (VII) оксид.
Класифікуйте за видами зв’язку:
Ковалентний неполярний: O2, N2, S8, PH3, H2.
Ковалентний полярний: СН4, Сl2O7, NH3, SiO2, SO3, H2S.
Йонний зв'язок: К2S, Fe2O3, СrO3, LiCl, HgO, PbI2, Mn2O7.
Запишіть електронні та структурні формули для молекулярних сполук, утворених ковалентним неполярним зв’язком.
 |
 |
 |
 |
 |
Вправа 14
Поясніть механізм виникнення йонного зв’язку за мал. 2.1. Назвіть йонну сполуку, яка утворилася.
Атом Магнію віддає два електрони зовнішнього енергетичного рівня й перетворюється на катіон, у якого завершений зовнішній енергетичний рівень, а атому Оксигену вигідно приєднати два електрони на свій зовнішній енергетичний рівень і завершити його. У цьому разі нейтральні атоми Магнію та Оксигену перетворюються на йони з різними зарядами, між якими діють сили притягування, виникає йонний зв'язок, що й забезпечує стійкість йонної сполуки магній оксиду MgO.
Вправа 15*
Усі ми щодня використовуємо зубні пасти. На упаковці зубної пасти зазначено: «Містить активний компонент — натрій фторид (NaF), 0,24%». Поясніть, як ви розумієте зміст цього напису. У складі 100 г зубної пасти міститься 24 г натрій фториду.
Визначте вид хімічного зв’язку в сполуці та поясніть механізм його утворення.
У сполуці натрій фторид виникає йонний зв'язок. Атом Натрію віддає один електрон зовнішнього енергетичного рівня й перетворюється на катіон, у якого завершений зовнішній енергетичний рівень, а атому Флуору вигідно приєднати один електрони на свій зовнішній енергетичний рівень і завершити його. У цьому разі нейтральні атоми Натрію та Флуору перетворюються на йони з різними зарядами, між якими діють сили притягування, виникає йонний зв'язок, що й забезпечує стійкість йонної сполуки натрій фториду NaF.
Поміркуйте, чому саме така будова речовини дозволяє їй ефективно діяти проти карієсу?
У водному середовищі ротової порожнини йонний зв'язок легко розривається, на відміну від ковалентного, і сіль миттєво розпадається на катіони Натрію (Na+) та фторид–іони (F–), які відразу беруть участь у хімічних реакціях на поверхні зуба, без необхідності витрачати енергію на руйнування складних молекулярних зв'язків.
Приклади йонних сполук, які ми використовуємо в побуті або медицині.
Кухонна сіль (NaCl), харчова сода (NaHCO3), кальцинована сода (Na2CO3), фізіологічний розчин (NaCl 0,9%), марганцівка (KMnO4).
Перевірте себе
Завдання 1
Укажіть протонне число атома Барію
| а) 56 | б) 138 | в) 137 | г) 82 |
Укажіть елемент, атом якого містить 79 електронів
| а) Селен | б) Арґентум | в) Бром |
г) Аурум |
Завдання 3
Ступінь окиснення більш електронегативного елемента у сполуці OF2 дорівнює:
| а) –2 | б) +2 | в) –1 | г) +1 |
Завдання 4
Який вид зв’язку в молекулі основного компонента природного газу (СН4)?
а) неполярний ковалентний
б) полярний ковалентний
в) йонний
г) полярний ковалентний і йонний
Завдання 5
Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Ступінь окиснення та заряд йона — це є тотожні поняття не є тотожні поняття.
2) Знаючи вид зв’язку, можемо спрогнозувати властивості сполуки.