Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко

§ 14. Характеристика хімічних елементів за їхнім місцем у періодичній системі й будовою атома

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете:

• використовувати інформацію, закладену в періодичній системі, для характеристики елементів за їх місцем у періодичній системі та будовою атомів;
• установлювати формули сполук, користуючись інформацією з періодичної системи.

Як ви вже з’ясували, не існує жодного елемента, який би займав випадкове місце в періодичній системі (місце Гідрогену і в І, і в VII групі обґрунтовано тим, що для завершення зовнішнього енергетичного рівня його атомам й атомам галогенів не вистачає по одному електрону).

Місце елемента в періодичній системі, знання будови його атома дають змогу різнобічно й безпомилково характеризувати хімічний елемент і його сполуки.

Місце кожного хімічного елемента в таблиці періодичної системи відображає сукупність його властивостей. Вони не відірвані від властивостей інших елементів, а перебувають у закономірному взаємозв’язку з ними.

ПЛАН ХАРАКТЕРИСТИКИ ХІМІЧНОГО ЕЛЕМЕНТА ЗА МІСЦЕМ У ПЕРІОДИЧНІЙ СИСТЕМІ ТА БУДОВОЮ АТОМА. Щоб якомога повніше охопити інформацію про хімічний елемент, дотримуються плану характеристики, наведеного в таблиці 10.

Таблиця 10

План характеристики хімічного елемента за місцем у періодичній системі та будовою атома

№	Основні характеристики	Підпункти характеристики
1	Положення елемента в періодичній системі	а) порядковий номер (протонне число); б) відносна атомна маса; в) період, ряд; г) група, підгрупа; д) максимальне та мінімальне значення валентності
2	Будова атома	а) кількість протонів, нейтронів у ядрі атома, заряд ядра; б) кількість електронів в електронній оболонці атома та їхній сумарний заряд; в) кількість енергетичних рівнів в електронній оболонці атома; г) електронна, графічна електронна формули атома; д) кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні, зокрема неспарених; е) завершений чи незавершений зовнішній енергетичний рівень електронної оболонки атома, скільки електронів не вистачає до завершення
3	Хімічний характер елемента й утворених ним речовин	а) до металічних чи неметалічних елементів належить елемент; б) формула вищого оксиду й відповідного йому гідроксиду (кислоти); в) хімічний характер зазначених вищого оксиду, гідроксиду (кислоти), приклади рівнянь реакцій; г) формула леткої сполуки елемента з Гідрогеном, валентність елемента в ній
4	Порівняння хімічного характеру активності елемента з властивостями сусідніх елементів	а) порівняння в періоді; б) порівняння в підгрупі

Приклад характеристики. За поданим у таблиці планом схарактеризуємо хімічний елемент Фосфор.

1. Положення в періодичній системі. Протонне число Фосфору 15, А_r = 31. Елемент розміщений у третьому періоді, третьому ряді, V групі, головній підгрупі (групі VA).

2. Будова атома. Ядро атома містить 15 протонів і має заряд +15. У ядрі атома Фосфору з нуклонним числом 31 міститься 16 нейтронів (31 - 15 = 16). У складі електронної оболонки атома 15 електронів, їх сумарний заряд -15, розміщені вони на трьох енергетичних рівнях. Електронна формула атома — 1s²2s²2p⁶3s²3p³. Графічна електронна формула є такою.

На зовнішньому енергетичному рівні міститься 5 електронів, з них 3 — неспарені. Зовнішній енергетичний рівень незавершений, до завершення не вистачає трьох електронів.

3. Хімічний характер елемента та утворених ним речовин. Маючи на зовнішньому енергетичному рівні 5 електронів, що становить більше половини електронів завершеного зовнішнього енергетичного рівня, Фосфор належить до неметалічних елементів. У вільному стані існує у вигляді простої речовини неметалу фосфору. Формула вищого оксиду — Р₂О₅. Як було зазначено в параграфі 2, він взаємодіє з водою та утворює кислоту Н₃РО₄.

Формула леткої сполуки з Гідрогеном РН₃, валентність Фосфору в ній — три.

4. Порівняння хімічного характеру елемента з властивостями сусідніх елементів. Сусідами Фосфору по періоду є Силіцій і Сульфур, по підгрупі — Нітроген та Арсен. Неметалічні властивості у Фосфору виражені сильніше, ніж у Силіцію та Арсену, але слабкіше, ніж у Сульфуру й Нітрогену.

Стисло про основне

• Чітко визначене місце хімічного елемента в таблиці періодичної системи дає змогу вичерпно характеризувати будову його атома, формули та властивості утворених ними сполук.

Сторінка ерудита

Уміння характеризувати хімічний елемент за його місцем у періодичній системі та будовою атома дає змогу виконувати різноманітні завдання на знаходження елемента й виведення формул його сполук.

Приклад 1. Відносна молекулярна маса оксиду елемента ІІІ групи дорівнює 102. Установіть, який це елемент, складіть його електронну формулу.

Розв’язання

Оскільки невідомий елемент належить до IІІ групи, то його оксид відповідає загальній формулі R₂О₃. За цією формулою зробимо запис для обчислення відносної молекулярної маси сполуки:

Μ_r(R₂Ο₃) = 2 • Α_r(R) + 3 • Α_r(Ο)

M_r(R₂O₃) = 2 • A_r(R) + 3 • 16 = 102,

звідси: 2 • A_r(R) = 102 - 48 = 54;

A_r(R) = 54 : 2 = 27.

Знаходимо в періодичній системі елемент із відносною атомною масою 27.

Відповідь: Алюміній, його електронна формула:

1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

Приклад 2. Назвіть елемент за такими даними: міститься в VII групі, утворює летку сполуку з Гідрогеном, відносна молекулярна маса якої — 81.

Розв’язання

Загальна формула леткої сполуки з Гідрогеном для неметалічних елементів VII групи — RH. Зробимо запис для обчислення відносної молекулярної маси сполуки:

M_r(RH) = A_r(R) + 1 = 81,

звідси: A_r(R) = 81 - 1 = 80.

Відповідь: елемент із відносною атомною масою 80 — Бром.

Знаємо, розуміємо

1. З яких пунктів складається план характеристики хімічного елемента за місцем у періодичній системі та будовою атома.

2. Схарактеризуйте Магній за місцем у періодичній системі та будовою атома.

3. За місцем елементів у періодичній системі визначте, який елемент має більш виражені неметалічні властивості: а) Сульфур чи Хлор; б) Оксиген чи Сульфур.

4. До металічних чи неметалічних елементів належить елемент із протонним числом 34? Відповідь мотивуйте.

Застосовуємо

34. Відносна молекулярна маса вищого оксиду елемента V групи дорівнює 230. Установіть, який це елемент, порівняйте його хімічну активність із сусідніми по підгрупі елементами.

35. Установіть формулу вищого оксиду елемента 4 періоду, що утворює з Гідрогеном летку сполуку, формула якої H₂R.

36. Вищий оксид хімічного елемента 3 періоду має загальну формулу RO₂. Установіть елемент, обчисліть його масову частку в цьому оксиді.

37. Елемент утворює з Гідрогеном летку сполуку, формула якої H₂R. Про який елемент ідеться, якщо відомо, що його атом має на три енергетичні рівні більше, ніж найпоширеніший у природі хімічний елемент?