Хімія. Повторне видання. 8 клас. Савчин

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 10. Характеристика хімічних елементів за їхнім місцем у періодичній системі та будовою атома

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • характеризувати хімічні елементи за місцем у періодичній системі та будовою атома;
  • прогнозувати властивості інших елементів, що входять до головних підгруп великих періодів.

• Пригадайте, як залежать властивості елементів і їхніх сполук від електронної будови атомів.

З’ясуйте фізичну сутність порядкового номера елемента, номерів періоду та групи.

Ви вже переконалися, що періодична система хімічних елементів є універсальною природною класифікацією усіх нині відомих науці елементів. Вона містить надзвичайно багато інформації про хімічні елементи й утворені ними прості та складні речовини. Тому за розміщенням елемента в періодичній системі можна дати досить повну його характеристику.

Розміщення хімічних елементів у періоді та групі. Для прикладу візьмемо елемент 12 — Магній Mg.

Магній — це елемент 3 (малого) періоду, 3 ряду. У періоді він межує з Натрієм та Алюмінієм. Зважаючи на розміщення, Магній є металічним елементом. У нього слабше виявлені металічні властивості, ніж у Натрію, але сильніше, ніж в Алюмінію.

• Поясніть самостійно, чому це так.

Магній — елемент головної підгрупи ІІ групи. У підгрупі міститься між Берилієм і Кальцієм. З огляду на таке оточення, можна дійти висновку про те, що в Магнію, порівняно з Берилієм, металічні властивості проявляються сильніше, але слабше, ніж у Кальцію.

• Поясніть самостійно цю особливість.

Отже, можемо зробити висновок: Магній — металічний елемент. Проста речовина цього елемента — метал магній.

Пригадайте, з якими речовинами Магній може вступати в хімічну взаємодію. Напишіть рівняння реакцій.

Визначення будови атома. Періодична система — це «ключ» до визначення будови атомів хімічних елементів.

Розглянемо як приклад будову атома Магнію. Порядковий номер елемента — 12. Це означає, що протонне число Магнію — теж 12, а воно вказує на заряд ядра атома — +12. Електронна оболонка атома має 12 електронів, які розміщені на трьох енергетичних рівнях (елемент міститься в третьому періоді). На зовнішньому енергетичному рівні в елементів головних підгруп число електронів відповідає номеру групи, тобто в атома Магнію їх 2. Знаючи порядок заповнення електронами енергетичних рівнів, легко визначити, що на першому рівні їх 2, на другому — 8 і на третьому — 2. Перший і третій енергетичні рівні містять по 2 s-електрони, тобто утворюють під час руху навколо ядра s-орбіталі. Електрони на цих орбіталях спарені. Другий енергетичний рівень містить 8 електронів, з них 2 — s-електрони та 6 — р-електрони. Усі вони спарені. Третій енергетичний рівень незавершений: до завершення бракує 6 електронів.

У періодичну систему часто вносять дані про будову електронних оболонок. Знаючи число електронів на зовнішньому енергетичному рівні, одразу можна виявити характер елемента — металічний чи неметалічний. У металічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні перебуває від 1 до 3 електронів.

Відносна атомна маса Магнію Аr = 24. Отже, у ядрі, крім 12 протонів, міститься 12 нейтронів.

Складіть електронну та графічну електронну формули будови електронної оболонки атома Магнію.

Утворення складних сполук та їхній хімічний характер. Для Магнію, як і для інших металічних елементів, властиво утворювати складні речовини — оксид і гідрат оксиду. Оскільки Магній розміщений у головній підгрупі ІІ групи, то його вища валентність за Оксигеном відповідає номеру групи — ІІ. Отже, формула магній оксиду — MgO, а його гідрату — Mg(OH)2. Характер оксиду — основний, тобто гідрат оксиду — це основа.

Установіть за таблицею розчинності, розчинний чи нерозчинний у воді магній гідроксид.

Як типовий метал, Магній летких сполук з Гідрогеном не утворює.

Отже, характеристику елемента і його сполук за їхнім місцем у періодичній системі можна скласти за таким алгоритмом.

1. Розміщення в періодичній системі, порівняння хімічного характеру із сусідніми елементами в періоді та групі, характер простої речовини:

  • а) приклади рівнянь реакцій, що підтверджують характер простої речовини.

2. Характеристика будови атома:

  • а) протонне число, заряд ядра атома, число нейтронів у ядрі, число електронів в електронній оболонці атома;
  • б) кількість 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; приклади рівнянь реакцій, що підтверджують характер сполук;
  • в) формула леткої сполуки неметалічного елемента з Гідрогеном; валентність елемента в ній.

Охарактеризуємо неметалічний елемент Сульфур за наведеним алгоритмом.

Сульфур — це елемент головної підрупи VI групи. У підгрупі межує з Оксигеном і Селеном. Ці два елементи проявляють неметалічні властивості, тому й Сульфур є неметалічним елементом. Оскільки в періодах металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні — посилюються, у нього сильніше виявлені неметалічні властивості, ніж у Фосфору, але слабше, ніж у Хлору.

Сульфур як елемент 3 (малого) періоду, 3 ряду в підгрупі межує з Оксигеном і Селеном. Це означає, що порівняно з Оксигеном у нього слабше проявляються неметалічні властивості, але сильніше, ніж у Селену. Проста речовина — неметал. У періодичній системі порядковий номер Сульфуру — 16, що відповідає протонному числу в ядрі атома й водночас вказує на його заряд — +16. Електронна оболонка атома має 16 електронів. Вони розміщені на трьох енергетичних рівнях: на першому рівні — 2, на другому — 8 і на третьому (зовнішньому) — 6. Із цих електронів 2s- — спарені, 2р- — спарені й 2р- — неспарені. Енергетичний рівень незавершений. До завершення не вистачає двох електронів. Оскільки в неметалічних елементів кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні становить від 4 до 8, то Сульфур — типовий неметалічний елемент, а його проста речовина сірка — неметал.

Відносна атомна маса Сульфуру Аr = 32. У ядрі його атома міститься 16 нейтронів.

Формула вищого оксиду — SO3, гідрату оксиду — H2SO4. Максимальна валентність за Оксигеном — VI. Це кислотний оксид, а його гідрат — сульфатна кислота. З курсу хімії 7 класу вам відомо, що, накопичуючись в атмосфері, сульфур(VІ) оксид сполучається з водою, утворюючи кислоту й спричиняючи тим самим кислотні дощі.

• Пригадайте, яку шкоду завдають довкіллю кислотні дощі.

Формула леткої сполуки Сульфуру з Гідрогеном — H2S, валентність елемента за Гідрогеном — ІІ. Гідроген сульфід горить з утворенням двох оксидів.

• Складіть самостійно рівняння реакції горіння гідроген сульфіду.

Треба зазначити, що зовнішній енергетичний рівень неметалічних елементів близький до завершення.

• Охарактеризуйте самостійно елемент 15 за місцем у періодичній системі та будовою атома.

Добре знаючи характеристику елементів малих періодів, ви зможете за поданим алгоритмом характеризувати будову й властивості елементів великих періодів, що розміщені в головних підгрупах періодичної системи.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• За місцем елемента в періодичній системі можна охарактеризувати цей елемент й утворені ним просту та складні речовини.

• Для повної характеристики будови атома необхідно володіти інформацією про фізичну сутність періодичного закону, зокрема: а) порядковий номер елемента; б) номер групи; в) у якій підгрупі елемент міститься.

• Для характеристики простої та складних речовин, утворених елементом, ураховують те, з якими елементами він межує в періоді й підгрупі, закономірності періодів і груп, будову атома, хімічний характер речовин.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Визначте заряди ядер атомів і число електронів в електронній оболонці елементів із порядковими номерами 6 і 11. Назвіть ці елементи.

2. Укажіть, який елемент проявляє сильніше виражені металічні властивості:

  • а) Літій чи Берилій;
  • б) Натрій чи Алюміній;
  • в) Натрій чи Калій;
  • г) Магній чи Кальцій;
  • ґ) Калій чи Скандій.

3. Укажіть, який елемент проявляє сильніше виражені неметалічні властивості:

  • а) Карбон чи Силіцій;
  • б) Фосфор чи Сульфур;
  • в) Нітроген чи Флуор;
  • г) Силіцій чи Хлор.

4. Поясніть, як змінюються властивості елементів, їхніх простих речовин і сполук на проміжку Na — Mg — Al.

5. Охарактеризуйте за місцем у періодичній системі та будовою атомів хімічні елементи:

  • а) 13;
  • б) 17;
  • в) 20.

6. Оберіть самостійно три елементи головної підгрупи ІІ групи та поясніть зміну їхніх властивостей і сполук, утворених ними, залежно від будови атома.

7. Оберіть самостійно один металічний та один неметалічний елементи й охарактеризуйте їх за місцем у періодичній системі та будовою атомів.



Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.