Aufgabe Nummer 1

Die Oxidationsstufe +2 weist in allen Verbindungen auf

Antwort: 4

Erläuterung:

Von allen vorgeschlagenen Optionen wird die Oxidationsstufe +2 in Komplexverbindungen nur durch Zink als Element der sekundären Nebengruppe der zweiten Gruppe gezeigt, wobei die maximale Oxidationsstufe gleich der Gruppennummer ist.

Zinn - ein Element der Hauptuntergruppe der Gruppe IV, ein Metall, weist die Oxidationsstufen 0 (in einer einfachen Substanz), +2, +4 (Gruppennummer) auf.

Phosphor ist ein Element der Hauptuntergruppe der Hauptgruppe und weist als Nichtmetall Oxidationsstufen von -3 (Gruppennummer - 8) bis +5 (Gruppennummer) auf.

Eisen ist ein Metall, das Element befindet sich in einer sekundären Nebengruppe der Hauptgruppe. Für Eisen sind Oxidationsstufen charakteristisch: 0, +2, +3, +6.

Aufgabe Nummer 2

Die Verbindung der Zusammensetzung KEO 4 bildet jedes der beiden Elemente:

1) Phosphor und Chlor

2) Fluor und Mangan

3) Chlor und Mangan

4) Silizium und Brom

Antwort: 3

Erläuterung:

Das Salz der KEO 4 -Zusammensetzung enthält den Säurerest EO 4 – , wobei Sauerstoff eine Oxidationsstufe von –2 hat, daher ist die Oxidationsstufe des Elements E in diesem Säurerest +7. Von den vorgeschlagenen Optionen sind Chlor und Mangan geeignet - Elemente der Haupt- bzw. sekundären Nebengruppen der Gruppe VII.

Fluor ist ebenfalls ein Element der Hauptuntergruppe der VII. Gruppe, weist jedoch als elektronegativstes Element keine positiven Oxidationsstufen (0 und -1) auf.

Bor, Silizium und Phosphor sind Elemente der Hauptuntergruppen der Gruppen 3, 4 bzw. 5 und weisen daher in Salzen die entsprechenden maximalen Oxidationsstufen von +3, +4, +5 auf.

Aufgabe Nummer 3

• 1. Zn und Cr
• 2. Si und B
• 3. Fe und Mn
• 4.P und As

Antwort: 4

Erläuterung:

Die gleiche höchste Oxidationsstufe in den Verbindungen, gleich der Gruppennummer (+5), wird durch P und As gezeigt. Diese Elemente befinden sich in der Hauptuntergruppe der Gruppe V.

Zn und Cr sind Elemente sekundärer Nebengruppen der Gruppen II bzw. VI. In Verbindungen weist Zink die höchste Oxidationsstufe +2, Chrom - +6 auf.

Fe und Mn sind Elemente der sekundären Nebengruppen der Gruppen VIII bzw. VII. Die höchste Oxidationsstufe für Eisen ist +6, für Mangan - +7.

Aufgabe Nummer 4

Die gleiche höchste Oxidationsstufe in Verbindungen aufweisen

• 1. Hg und Cr
• 2. Si und Al
• 3.F und Mn
• 4. P und N

Antwort: 4

Erläuterung:

P und N weisen in Verbindungen die gleiche höchste Oxidationsstufe auf, gleich der Gruppennummer (+5) Diese Elemente sind in der Hauptuntergruppe der Gruppe V angesiedelt.

Hg und Cr sind Elemente sekundärer Untergruppen der Gruppen II bzw. VI. In Verbindungen weist Quecksilber die höchste Oxidationsstufe +2, Chrom - +6 auf.

Si und Al sind Elemente der Hauptuntergruppen der Gruppen IV bzw. III. Daher ist für Silizium die maximale Oxidationsstufe in komplexen Verbindungen +4 (die Gruppennummer, in der sich Silizium befindet), für Aluminium - +3 (die Gruppennummer, in der sich Aluminium befindet).

F und Mn sind Elemente der Haupt- bzw. Nebenuntergruppen der VII. Gruppe. Fluor, das elektronegativste Element des Periodensystems der chemischen Elemente, weist jedoch keine positiven Oxidationsstufen auf: In komplexen Verbindungen ist seine Oxidationsstufe -1 (Gruppennummer -8). Die höchste Oxidationsstufe von Mangan ist +7.

Aufgabe Nummer 5

Die Oxidationsstufe +3 von Stickstoff weist in jeder von zwei Substanzen auf:

• 1. HNO 2 und NH 3
• 2. NH 4 Cl und N 2 O 3
• 3. NaNO 2 und NF 3
• 4. HNO 3 und N 2

Antwort: 3

Erläuterung:

In salpetriger Säure HNO 2 ist die Oxidationsstufe von Sauerstoff im Säurerest -2, für Wasserstoff - +1, daher ist die Oxidationsstufe von Stickstoff +3, damit das Molekül elektrisch neutral bleibt. In Ammoniak, NH 3, ist Stickstoff ein elektronegativeres Element, daher zieht es das Elektronenpaar einer kovalenten polaren Bindung auf sich und hat eine negative Oxidationsstufe von -3, die Oxidationsstufe von Wasserstoff in Ammoniak ist +1.

Ammoniumchlorid NH 4 Cl ist ein Ammoniumsalz, daher ist der Oxidationszustand von Stickstoff derselbe wie in Ammoniak, d.h. gleich -3. Bei Oxiden ist die Oxidationsstufe von Sauerstoff immer -2, bei Stickstoff also +3.

In Natriumnitrit NaNO 2 (Salz der salpetrigen Säure) ist der Oxidationsgrad von Stickstoff der gleiche wie in Stickstoff in salpetriger Säure, weil ist +3. In Stickstofffluorid ist die Oxidationsstufe von Stickstoff +3, da Fluor das elektronegativste Element im Periodensystem ist und in komplexen Verbindungen eine negative Oxidationsstufe von -1 aufweist. Diese Antwortmöglichkeit erfüllt die Bedingung der Aufgabe.

In Salpetersäure hat Stickstoff die höchste Oxidationsstufe, gleich der Gruppennummer (+5). Stickstoff als einfache Verbindung (da er aus Atomen eines chemischen Elements besteht) hat eine Oxidationsstufe von 0.

Aufgabe Nummer 6

Das höchste Oxid eines Elements der Gruppe VI entspricht der Formel

• 1. E 4 O 6
• 2.EO 4
• 3. E 2
• 4. E 3

Antwort: 4

Erläuterung:

Das höchste Oxid eines Elements ist das Oxid des Elements mit seiner höchsten Oxidationsstufe. In einer Gruppe ist die höchste Oxidationsstufe eines Elements gleich der Gruppennummer, daher ist in der Gruppe VI die maximale Oxidationsstufe eines Elements +6. In Oxiden weist Sauerstoff eine Oxidationsstufe von -2 auf. Die Zahlen unter dem Elementsymbol heißen Indizes und geben die Anzahl der Atome dieses Elements im Molekül an.

Die erste Option ist falsch, weil das Element hat eine Oxidationsstufe von 0-(-2)⋅6/4 = +3.

In der zweiten Version hat das Element eine Oxidationsstufe von 0-(-2) ⋅ 4 = +8.

Bei der dritten Variante ist die Oxidationsstufe des Elements E: 0-(-2) ⋅ 2 = +4.

Bei der vierten Variante ist die Oxidationsstufe des Elements E: 0-(-2) ⋅ 3 = +6, also das ist die gewünschte antwort.

Aufgabe Nummer 7

Die Oxidationsstufe von Chrom in Ammoniumdichromat (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ist

• 1. +6
• 2. +2
• 3. +3
• 4. +7

Antwort 1

Erläuterung:

In Ammoniumdichromat (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 hat das Ammoniumkation NH 4 + Stickstoff als elektronegativeres Element eine niedrigere Oxidationsstufe von -3, Wasserstoff ist positiv +1 geladen. Daher hat das gesamte Kation eine Ladung von +1, aber da es 2 dieser Kationen gibt, ist die Gesamtladung +2.

Damit das Molekül elektrisch neutral bleibt, muss der Säurerest Cr 2 O 7 2− eine Ladung von -2 haben. Sauerstoff in den Säureresten von Säuren und Salzen hat immer eine Ladung von -2, daher sind 7 Sauerstoffatome, aus denen das Ammoniumbichromatmolekül besteht, mit -14 geladen. Chromatome Cr in Moleküle 2. Wenn also die Ladung von Chrom mit x bezeichnet wird, haben wir:

2x + 7 ⋅ (-2) = -2 wobei x = +6. Die Ladung von Chrom im Ammoniumdichromatmolekül beträgt +6.

Aufgabe Nummer 8

Für jedes der beiden Elemente ist eine Oxidationsstufe von +5 möglich:

1) Sauerstoff und Phosphor

2) Kohlenstoff und Brom

3) Chlor und Phosphor

4) Schwefel und Silizium

Antwort: 3

Erläuterung:

In der ersten vorgeschlagenen Antwort kann nur Phosphor als Element der Hauptnebengruppe der Gruppe V eine maximale Oxidationsstufe von +5 aufweisen. Sauerstoff (ein Element der Hauptuntergruppe der Gruppe VI), ein Element mit hoher Elektronegativität, weist in Oxiden eine Oxidationsstufe von -2, als einfache Substanz - 0 und in Kombination mit Fluor OF 2 - +1 auf. Die Oxidationsstufe +5 ist dafür nicht typisch.

Kohlenstoff und Brom sind Elemente der Hauptuntergruppen der Gruppen IV bzw. VII. Kohlenstoff ist durch eine maximale Oxidationsstufe von +4 (gleich der Gruppennummer) gekennzeichnet, und Brom weist Oxidationsstufen von -1, 0 (in einer einfachen Verbindung Br 2), +1, +3, +5 und +7 auf.

Chlor und Phosphor sind Elemente der Hauptuntergruppen der Gruppen VII bzw. V. Phosphor weist eine maximale Oxidationsstufe von +5 (gleich der Gruppenzahl) auf, für Chlor ähnlich wie Brom Oxidationsstufen von -1, 0 (in einer einfachen Verbindung Cl 2), +1, +3, +5, + 7 sind charakteristisch.

Schwefel und Silizium sind Elemente der Hauptuntergruppen der Gruppen VI bzw. IV. Schwefel weist einen breiten Bereich von Oxidationsstufen von -2 (Gruppennummer -8) bis +6 (Gruppennummer) auf. Für Silizium beträgt die maximale Oxidationsstufe +4 (Gruppennummer).

Aufgabe Nummer 9

• 1. NaNO3
• 2. NaNO2
• 3.NH4Cl
• 4. NEIN

Antwort 1

Erläuterung:

In Natriumnitrat NaNO 3 hat Natrium eine Oxidationsstufe von +1 (Element der Gruppe I), es gibt 3 Sauerstoffatome im Säurerest, von denen jedes eine Oxidationsstufe von –2 hat, damit das Molekül bestehen bleibt elektrisch neutral, Stickstoff muss einen Oxidationszustand haben von: 0 − (+ 1) − (−2) 3 = +5.

In Natriumnitrit NaNO 2 hat das Natriumatom ebenfalls eine Oxidationsstufe von +1 (Element der Gruppe I), es gibt 2 Sauerstoffatome im Säurerest, von denen jedes eine Oxidationsstufe von –2 hat, daher in Ordnung für die Damit ein Molekül elektrisch neutral bleibt, muss Stickstoff einen Oxidationszustand haben: 0 − (+1) − (−2) 2 = +3.

NH 4 Cl - Ammoniumchlorid. In Chloriden haben Chloratome eine Oxidationsstufe von -1, Wasserstoffatome, von denen 4 im Molekül vorhanden sind, sind positiv geladen, damit das Molekül elektrisch neutral bleibt, ist die Oxidationsstufe von Stickstoff: 0 - ( −1) − 4 (+1) = −3. In Ammoniak und Kationen von Ammoniumsalzen hat Stickstoff eine minimale Oxidationsstufe von –3 (die Nummer der Gruppe, in der sich das Element befindet, ist –8).

Im Stickoxid-NO-Molekül weist Sauerstoff wie in allen Oxiden eine minimale Oxidationsstufe von –2 auf, daher ist die Oxidationsstufe von Stickstoff +2.

Aufgabe Nummer 10

Stickstoff weist die höchste Oxidationsstufe in einer Verbindung auf, deren Formel lautet

• 1. Fe(NO 3) 3
• 2. NaNO2
• 3. (NH 4) 2 SO 4
• 4 NEIN 2

Antwort 1

Erläuterung:

Stickstoff ist ein Element der Hauptuntergruppe der Gruppe V, daher kann es eine maximale Oxidationsstufe gleich der Gruppennummer aufweisen, d.h. +5.

Eine Struktureinheit von Eisennitrat Fe(NO 3 ) 3 besteht aus einem Fe 3+ -Ion und drei Nitrationen. In Nitrationen haben Stickstoffatome unabhängig von der Art des Gegenions eine Oxidationsstufe von +5.

In Natriumnitrit NaNO 2 hat Natrium eine Oxidationsstufe von +1 (ein Element der Hauptnebengruppe der Gruppe I), im Säurerest befinden sich 2 Sauerstoffatome, die jeweils eine Oxidationsstufe von –2 haben, also in Damit das Molekül elektrisch neutral bleibt, muss Stickstoff eine Oxidationsstufe von 0 − ( +1) − (−2)⋅2 ​​​​= +3 haben.

(NH 4) 2 SO 4 - Ammoniumsulfat. In Schwefelsäuresalzen hat das Anion SO 4 2− eine Ladung von 2−, daher ist jedes Ammoniumkation mit 1+ geladen. Auf Wasserstoff ist die Ladung +1, also auf Stickstoff -3 (Stickstoff ist elektronegativer, zieht also das gemeinsame Elektronenpaar der N-H-Bindung). In Ammoniak und Kationen von Ammoniumsalzen hat Stickstoff eine minimale Oxidationsstufe von –3 (die Nummer der Gruppe, in der sich das Element befindet, ist –8).

Im Stickoxid-NO 2 -Molekül weist Sauerstoff wie in allen Oxiden eine minimale Oxidationsstufe von –2 auf, daher ist die Oxidationsstufe von Stickstoff +4.

Aufgabe Nummer 11

28910E

In Verbindungen der Zusammensetzung Fe(NO 3) 3 und CF 4 beträgt der Oxidationsgrad von Stickstoff bzw. Kohlenstoff

Antwort: 4

Erläuterung:

Eine Struktureinheit von Eisen(III)nitrat Fe(NO 3) 3 besteht aus einem Eisenion Fe 3+ und drei Nitrationen NO 3 – . In Nitrationen hat Stickstoff immer eine Oxidationsstufe von +5.

In Kohlenstofffluorid CF 4 ist Fluor ein elektronegativeres Element und zieht das gemeinsame Elektronenpaar der C-F-Bindung zu sich hin, was eine Oxidationsstufe von -1 zeigt. Daher hat Kohlenstoff C eine Oxidationsstufe von +4.

Aufgabe Nummer 12

A32B0B

Die Oxidationsstufe +7 weist Chlor in jeder der beiden Verbindungen auf:

• 1. Ca(OCl) 2 und Cl 2 O 7
• 2. KClO 3 und ClO 2
• 3. BaCl 2 und HClO 4
• 4. Mg(ClO 4) 2 und Cl 2 O 7

Antwort: 4

Erläuterung:

In der ersten Variante haben Chloratome die Oxidationsstufen +1 bzw. +7. Eine Struktureinheit von Calciumhypochlorit Ca(OCl) 2 besteht aus einem Calciumion Ca 2+ (Ca ist ein Element der Hauptuntergruppe der II. Gruppe) und zwei Hypochloritionen OCl − , die jeweils die Ladung 1− aufweisen. In komplexen Verbindungen, mit Ausnahme von OF 2 und verschiedenen Peroxiden, hat Sauerstoff immer eine Oxidationsstufe von –2, daher ist es offensichtlich, dass Chlor eine Ladung von +1 hat. In Chloroxid Cl 2 O 7 hat Sauerstoff wie in allen Oxiden eine Oxidationsstufe von –2, daher hat Chlor in dieser Verbindung eine Oxidationsstufe von +7.

In Kaliumchlorat KClO 3 hat das Kaliumatom eine Oxidationsstufe von +1 und Sauerstoff - -2. Damit das Molekül elektrisch neutral bleibt, muss Chlor eine Oxidationsstufe von +5 aufweisen. In Chloroxid ClO 2 hat Sauerstoff wie in jedem anderen Oxid eine Oxidationsstufe von –2, daher ist seine Oxidationsstufe für Chlor +4.

In der dritten Variante ist das Bariumkation in der Komplexverbindung +2 geladen, daher konzentriert sich auf jedem Chloranion im BaCl 2 -Salz eine negative Ladung von –1. In Perchlorsäure HClO 4 beträgt die Gesamtladung von 4 Sauerstoffatomen -2⋅4 = -8, am Wasserstoffkation beträgt die Ladung +1. Damit das Molekül elektrisch neutral bleibt, muss die Ladung von Chlor +7 sein.

In der vierten Variante ist im Magnesiumperchlorat-Molekül Mg (ClO 4 ) 2 die Ladung von Magnesium +2 (in allen Komplexverbindungen weist Magnesium eine Oxidationsstufe von +2 auf), daher hat jedes ClO 4 - Anion eine Ladung von 1 -. Insgesamt haben 4 Sauerstoffionen, von denen jedes eine Oxidationsstufe von -2 aufweist, eine Ladung von -8. Damit also die Gesamtladung des Anions 1− ist, muss die Ladung des Chlors +7 sein. In Chloroxid Cl 2 O 7 ist, wie oben erklärt, die Chlorladung +7.

Frage Nummer 5. "Die höchste Oxidationsstufe von Stickstoff in Verbindungen ist größer als die höchste Oxidationsstufe von Kohlenstoff, da ..."

Es gibt 5 Elektronen auf der äußeren Energieebene des Stickstoffatoms, die elektronische Formel der äußeren Schicht des Stickstoffatoms, die höchste Oxidationsstufe ist +5.

Auf dem äußeren Energieniveau des Kohlenstoffatoms befinden sich 4 gepaarte Elektronen in einem angeregten Zustand, die elektronische Formel der äußeren Schicht des Kohlenstoffatoms, die höchste Oxidationsstufe ist +4.

Antwort: Auf der äußeren Elektronenschicht des Stickstoffatoms befinden sich mehr Elektronen als auf dem Kohlenstoffatom.

Frage Nummer 6. „Welches Volumen einer 15 masseprozentigen Lösung (c = 1,10 g/ml) wird benötigt, um 27 g Al vollständig aufzulösen?“

Reaktionsgleichung:

Gewicht von 1 Liter von 15%:

1000 Std. 1,10 \u003d 1100 g;

1100 g einer 15%igen Lösung enthalten:

Um 27 g Al aufzulösen, benötigen Sie:

Antwort: a) 890 ml.

Frage Nummer 7. „Die Reaktion der Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen ist ein endothermer Prozess.

Wie verschiebt man das Gleichgewicht der Reaktion: C4H10 (g) > C4H6 (g) + 2H2 (g) hin zur Bildung von C4H6? (Geben Sie die Antwort als Summe der Zahlen an, die den gewählten Methoden entsprechen): C4H10 (g) > C4H6 (g) + 2H2 (g)

10) Erhöhen Sie die Temperatur;

Da die Butan-Dehydrierungsreaktion ein endothermer Prozess ist, bedeutet dies, dass sich das Gleichgewicht beim Erhitzen des Systems (bei steigender Temperatur) in Richtung der endothermen Reaktion, der Bildung von Butin (C 4 H 6), verschiebt.

50) den Druck senken;

An der Butandehydrierungsreaktion nehmen gasförmige Substanzen teil. Die Gesamtmolzahl der Ausgangsstoffe ist geringer als die Gesamtmolzahl der gebildeten gasförmigen Substanzen, daher verschiebt sich das Gleichgewicht mit abnehmendem Druck zu größeren Volumina.

Der Oxidationsgrad ist eine konditionale Größe zur Erfassung von Redoxreaktionen. Zur Bestimmung des Oxidationsgrades wird eine Tabelle der Oxidation chemischer Elemente verwendet.

Bedeutung

Der Oxidationszustand von chemischen Grundelementen basiert auf ihrer Elektronegativität. Der Wert entspricht der Anzahl der in den Verbindungen verschobenen Elektronen.

Die Oxidationsstufe gilt als positiv, wenn die Elektronen aus dem Atom verdrängt werden, d.h. das Element gibt Elektronen in der Verbindung ab und ist ein Reduktionsmittel. Zu diesen Elementen gehören Metalle, deren Oxidationszustand immer positiv ist.

Wenn ein Elektron in Richtung eines Atoms verschoben wird, wird der Wert als negativ angesehen und das Element als Oxidationsmittel betrachtet. Das Atom nimmt bis zur Vollendung des äußeren Energieniveaus Elektronen auf. Die meisten Nichtmetalle sind Oxidationsmittel.

Einfache Substanzen, die nicht reagieren, haben immer eine Oxidationsstufe von Null.

Reis. 1. Tabelle der Oxidationsstufen.

In der Verbindung hat ein Nichtmetallatom mit einer niedrigeren Elektronegativität eine positive Oxidationsstufe.

Definition

Sie können die maximale und minimale Oxidationsstufe (wie viele Elektronen ein Atom abgeben und aufnehmen kann) mithilfe des Periodensystems von Mendelejew bestimmen.

Die maximale Leistung ist gleich der Nummer der Gruppe, in der sich das Element befindet, oder der Anzahl der Valenzelektronen. Der Mindestwert wird durch die Formel bestimmt:

Nr. (Gruppen) - 8.

Reis. 2. Periodensystem.

Kohlenstoff gehört zur vierten Gruppe, daher ist seine höchste Oxidationsstufe +4 und die niedrigste -4. Die maximale Oxidationsstufe von Schwefel beträgt +6, die minimale -2. Die meisten Nichtmetalle haben immer eine variable – positive und negative – Oxidationsstufe. Ausnahme ist Fluor. Seine Oxidationsstufe ist immer -1.

Es sei daran erinnert, dass diese Regel nicht für Alkali- und Erdalkalimetalle der Gruppen I bzw. II gilt. Diese Metalle haben eine konstante positive Oxidationsstufe - Lithium Li +1, Natrium Na +1, Kalium K +1, Beryllium Be +2, Magnesium Mg +2, Calcium Ca +2, Strontium Sr +2, Barium Ba +2. Andere Metalle können andere Oxidationsstufen aufweisen. Ausnahme ist Aluminium. Obwohl es sich in Gruppe III befindet, ist seine Oxidationsstufe immer +3.

Reis. 3. Alkali- und Erdalkalimetalle.

Von der Gruppe VIII können nur Ruthenium und Osmium die höchste Oxidationsstufe +8 aufweisen. Gold und Kupfer, die zur Gruppe I gehören, weisen Oxidationsstufen von +3 bzw. +2 auf.

Aufzeichnung

Um den Oxidationszustand korrekt zu erfassen, sollten Sie sich einige Regeln merken:

• Inertgase reagieren nicht, daher ist ihr Oxidationszustand immer Null;
• in Verbindungen hängt die variable Oxidationsstufe von der variablen Wertigkeit und Wechselwirkung mit anderen Elementen ab;
• Wasserstoff in Verbindungen mit Metallen weist einen negativen Oxidationszustand auf - Ca +2 H 2 -1, Na +1 H -1;
• Sauerstoff hat immer eine Oxidationsstufe von -2, mit Ausnahme von Sauerstofffluorid und Peroxid - O +2 F 2 -1, H 2 +1 O 2 -1.

Was haben wir gelernt?

Die Oxidationsstufe ist ein bedingter Wert, der angibt, wie viele Elektronen ein Atom eines Elements in einer Verbindung aufgenommen oder abgegeben hat. Der Wert hängt von der Anzahl der Valenzelektronen ab. Metalle in Verbindungen haben immer eine positive Oxidationsstufe, d.h. sind Restauratoren. Bei Alkali- und Erdalkalimetallen ist die Oxidationsstufe immer gleich. Nichtmetalle, außer Fluor, können positive und negative Oxidationsstufen annehmen.

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Aufgabe 54.
Was ist die niedrigste Oxidationsstufe von Wasserstoff, Fluor, Schwefel und Stickstoff? Wieso den? Schreiben Sie Formeln für Calciumverbindungen mit diesen Elementen in dieser Oxidationsstufe. Wie heißen die entsprechenden Verbindungen?
Lösung:
Die niedrigste Oxidationsstufe wird durch die bedingte Ladung bestimmt, die ein Atom durch Addition der Anzahl von Elektronen erhält, die zur Bildung einer stabilen Elektronenhülle eines Edelgases ns2np6 (bei Wasserstoff ns 2) erforderlich ist. Wasserstoff, Fluor, Schwefel und Stickstoff gehören jeweils zu den IA-, VIIA-, VIA- und VA-Gruppen des Periodensystems der chemischen Elemente und haben die Struktur der äußeren Energieniveaus s 1, s 2 p 5, s 2 p 4 und s 2 p 3.

Um also das externe Energieniveau zu vervollständigen, müssen ein Wasserstoffatom und ein Fluoratom jeweils ein Elektron hinzufügen, ein Schwefelatom - zwei, ein Stickstoffatom - drei. Daher ist die niedrige Oxidationsstufe für Wasserstoff, Fluor, Schwefel und Stickstoff jeweils -1, -1, -2 und -3. Formeln von Calciumverbindungen mit diesen Elementen in dieser Oxidationsstufe:

CaH 2 - Calciumhydrid;
CaF 2 - Calciumfluorid;
CaS, Calciumsulfid;
Ca 3 N 2 - Calciumnitrid.

Aufgabe 55.
Was sind die niedrigsten und höchsten Oxidationsstufen von Silizium, Arsen, Selen und Chlor? Wieso den? Schreiben Sie Formeln für Verbindungen dieser Elemente, die diesen Oxidationsstufen entsprechen.
Lösung:
Die höchste Oxidationsstufe eines Elements wird in der Regel durch die Gruppennummer des Periodensystems bestimmt
D. I. Mendeleev, in dem er sich befindet. Die niedrigste Oxidationsstufe wird durch die bedingte Ladung bestimmt, die ein Atom erhält, wenn es die Anzahl von Elektronen anlagert, die zur Bildung einer stabilen Acht-Elektronen-Hülle eines Edelgases ns 2 np 6 (bei Wasserstoff ns 2) erforderlich ist. Silizium, Arsen, Selen und Chlor befinden sich jeweils in IVA-, VA-, VIa- und VIIA-Gruppen und haben die Struktur des externen Energieniveaus bzw. s 2 p 2, s 2 p 3, s 2 p 4 und s 2 p5. Somit ist die höchste Oxidationsstufe von Arsen, Selen und Chlorsilizium jeweils +4, +5, +6 und +7. Formeln von Verbindungen dieser Elemente, die diesen Oxidationsstufen entsprechen: H 2 SiO 3 - Kieselsäure; H 3 AsO 4 - Arsensäure; H 2 SeO 4 - Selensäure; HClO 4 - Perchlorsäure.

Die niedrigste Oxidationsstufe von Arsen, Selen und Chlorsilizium ist jeweils -4, -5, -6 und -7. Formeln von Verbindungen dieser Elemente, die diesen Oxidationsstufen entsprechen: H 4 Si, H 3 As, H 2 Se, HCl.

Aufgabe 56.
Chrom bildet Verbindungen, in denen es die Oxidationsstufen +2, +3, +6 aufweist. Schreiben Sie Formeln für seine Oxide und Hydroxide, die diesen Oxidationsstufen entsprechen. Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf, die die amphotere Natur von Chrom(III)-hydroxid belegen.
Lösung:
Chrom bildet Verbindungen, in denen es die Oxidationsstufen +2, +3, +6 aufweist. Die Formeln seiner Oxide und Hydroxide, die diesen Oxidationsstufen entsprechen, lauten:

a) Chromoxide:

CrO, Chrom(II)oxid;
Cr 2 O 3 - Chromoxid (III);
CrO 3 - Chrom(VI)-oxid.

b) Chromhydroxide:

Cr(OH) 2 - Chrom(II)-hydroxid;
Cr(OH) 3 - Chrom(III)-hydroxid;
H 2 CrO 4 - Chromsäure.

Cr (OH) 3 - Chrom (III) hydroxid - Ampholyt, d. H. Eine Substanz, die sowohl mit Säuren als auch mit Basen reagiert. Reaktionsgleichungen zum Nachweis der Amphoterität von Chrom(III)-hydroxid:

a) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O;
b) Cr(OH) 3 + 3NaOH = NaCrO 3 + 3H 2 O.

Aufgabe 57.
Die Atommassen der Elemente im Periodensystem nehmen kontinuierlich zu, während sich die Eigenschaften einfacher Körper periodisch ändern. Wie lässt sich das erklären? Geben Sie eine begründete Antwort.
Lösung:
In den meisten Fällen nehmen mit zunehmender Ladung des Atomkerns der Elementatome ihre relativen Atommassen natürlich zu, da der Gehalt an Protonen und Neutronen in den Atomkernen regelmäßig zunimmt. Die Eigenschaften einfacher Körper ändern sich periodisch, weil sich die Anzahl der Elektronen auf dem äußeren Energieniveau von Atomen periodisch ändert. Bei Atomen von Elementen steigt periodisch mit zunehmender Ladung des Kerns die Anzahl der Elektronen auf dem äußeren Energieniveau, was für die Bildung einer stabilen Acht-Elektronen-Hülle (Hülle eines Inertgases) erforderlich ist. Beispielsweise erklärt sich die periodische Wiederholung der Eigenschaften der Atome von Li, Na und K dadurch, dass sich auf der äußeren Energieebene ihrer Atome jeweils ein Valenzelektron befindet. Die Eigenschaften von He-, Ne-, Ar-, Kr-, Xe- und Rn-Atomen wiederholen sich ebenfalls periodisch - die Atome dieser Elemente enthalten acht Elektronen auf der äußeren Energieebene (Helium hat zwei Elektronen) - sie sind alle chemisch inert, da ihre Atome beides nicht können Elektronen an Atome anderer Elemente aufnehmen oder abgeben.

Aufgabe 58.
Wie lautet die moderne Formulierung des periodischen Gesetzes? Erklären Sie, warum im Periodensystem der Elemente Argon, Kobalt, Tellur und Thorium jeweils vor Kalium, Nickel, Jod und Protactinium stehen, obwohl sie eine große Atommasse haben?
Lösung:
Die moderne Formulierung des Periodengesetzes: "Die Eigenschaften der chemischen Elemente und der von ihnen gebildeten einfachen oder komplexen Substanzen stehen in periodischer Abhängigkeit von der Größe der Ladung des Kerns der Atome der Elemente."

Da die Atome K, Ni, I, Pa - eine geringere relative Masse haben als Ar, Co, Te, Th - sind die Ladungen der Atomkerne eins mehr

dann erhalten Kalium, Nickel, Jod und Protactinium die Seriennummern 19, 28, 53 bzw. 91. Somit wird einem Element im Periodensystem eine Seriennummer nicht durch Erhöhung seiner Atommasse, sondern durch die Anzahl der darin enthaltenen Protonen zugewiesen des Atomkerns, d.h. durch die Ladung des Atomkerns. Die Elementnummer gibt die Kernladung an (die Anzahl der im Kern eines Atoms enthaltenen Protonen), die Gesamtzahl der in einem bestimmten Atom enthaltenen Elektronen.

Aufgabe 59.
Was sind die niedrigsten und höchsten Oxidationsstufen von Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel und Jod? Wieso den? Schreiben Sie Formeln für Verbindungen dieser Elemente, die diesen Oxidationsstufen entsprechen.
Lösung:
Die höchste Oxidationsstufe eines Elements wird in der Regel durch die Gruppennummer des Periodensystems von D. I. Mendeleev bestimmt, in der es sich befindet. Die niedrigste Oxidationsstufe wird durch die bedingte Ladung bestimmt, die ein Atom erhält, wenn es die Anzahl von Elektronen hinzufügt, die notwendig ist, um eine stabile Acht-Elektronen-Hülle eines Edelgases ns2np6 (bei Wasserstoff ns2) zu bilden. Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel und Jod befinden sich jeweils in IVA-, VA-, VIa- und VIIA-Gruppen und haben die Struktur des äußeren Energieniveaus bzw. s 2 p 2, s 2 p 3, s 2 p 4 und s 2 S. 5. Somit ist die höchste Oxidationsstufe von Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel und Jod +4, +5, +6 bzw. +7. Formeln von Verbindungen dieser Elemente, die diesen Oxidationsstufen entsprechen: CO 2 - Kohlenmonoxid (II); H 3 PO 4 - Orthophosphorsäure; H 2 SO 4 - Schwefelsäure; HIO 4 - Jodsäure.

Die niedrigste Oxidationsstufe von Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel und Jod ist jeweils -4, -5, -6 und -7. Formeln von Verbindungen dieser Elemente, die diesen Oxidationsstufen entsprechen: CH 4, H 3 P, H 2 S, HI.

Aufgabe 60.
Die Atome welcher Elemente der vierten Periode des Periodensystems bilden ein Oxid entsprechend ihrer höchsten Oxidationsstufe E 2 O 5 ? Welcher von ihnen ergibt eine gasförmige Verbindung mit Wasserstoff? Die Formeln der diesen Oxiden entsprechenden Säuren aufstellen und grafisch darstellen?
Lösung:
Oxid E 2 O 5, bei dem das Element in seiner höchsten Oxidationsstufe +5 ist, ist charakteristisch für die Elemente der Gruppe V. Ein solches Oxid kann von zwei Elementen der vierten Periode und der V-Gruppe gebildet werden - dies ist Element Nr. 23 (Vanadium) und Nr. 33 (Arsen). Vanadium und Arsen bilden als Elemente der fünften Gruppe Wasserstoffverbindungen der Zusammensetzung EN 3, da sie die niedrigste Oxidationsstufe -3 aufweisen können. Da Arsen ein Nichtmetall ist, bildet es mit Wasserstoff eine gasförmige Verbindung - H 3 As - Arsenwasserstoff.

Formeln von Säuren, die Oxiden in der höchsten Oxidationsstufe von Vanadium und Arsen entsprechen:

H 3 VO 4 - Orthovanadinsäure;
HVO 3 - Metavanadinsäure;
HAsO 3 - Metaarsensäure;
H 3 AsO 4 - Arsensäure (ortho-Arsensäure).

Grafische Formeln von Säuren:

Die moderne Formulierung des periodischen Gesetzes, entdeckt von D. I. Mendeleev im Jahr 1869:

Die Eigenschaften der Elemente stehen in periodischer Abhängigkeit von der Ordnungszahl.

Die periodisch wiederkehrende Art der Veränderung der Zusammensetzung der Elektronenhülle der Atome der Elemente erklärt die periodische Veränderung der Eigenschaften der Elemente beim Durchlaufen der Perioden und Gruppen des Periodensystems.

Verfolgen wir beispielsweise die Änderung der höheren und niedrigeren Oxidationsstufen der Elemente der Gruppen IA - VIIA in der zweiten - vierten Periode gemäß Tabelle. 3.

Positiv Oxidationsstufen weisen alle Elemente mit Ausnahme von Fluor auf. Ihre Werte steigen mit zunehmender Kernladung und stimmen mit der Anzahl der Elektronen auf der letzten Energiestufe (mit Ausnahme von Sauerstoff) überein. Diese Oxidationsstufen werden genannt höher Oxidationsstufen. Beispielsweise ist die höchste Oxidationsstufe von Phosphor P +V.

Negativ Oxidationsstufen werden von Elementen ausgehend von Kohlenstoff C, Silizium Si und Germanium Ge gezeigt. Ihre Werte entsprechen der Anzahl der bis zu acht fehlenden Elektronen. Diese Oxidationsstufen werden genannt unterlegen Oxidationsstufen. Beispielsweise fehlen dem Phosphoratom P auf der letzten Energiestufe drei bis acht Elektronen, was bedeutet, dass die niedrigste Oxidationsstufe von Phosphor P -III ist.

Die Werte höherer und niedrigerer Oxidationsstufen werden periodisch wiederholt und fallen in Gruppen zusammen; zum Beispiel haben in der IVA-Gruppe Kohlenstoff C, Silizium Si und Germanium Ge die höchste Oxidationsstufe +IV und die niedrigste Oxidationsstufe –IV.

Diese Periodizität der Änderung der Oxidationsstufen spiegelt sich in der periodischen Änderung der Zusammensetzung und der Eigenschaften chemischer Verbindungen von Elementen wider.

In ähnlicher Weise kann eine periodische Änderung der Elektronegativität von Elementen in der 1.–6. Periode der IA–VIIA-Gruppen verfolgt werden (Tabelle 4).

In jeder Periode des Periodensystems steigt die Elektronegativität der Elemente mit steigender Seriennummer (von links nach rechts).

In jedem Gruppe Im Periodensystem nimmt die Elektronegativität mit zunehmender Ordnungszahl ab (von oben nach unten). Unter den Elementen der 1.-6. Periode hat Fluor F die höchste und Cäsium Cs die niedrigste Elektronegativität.

Typische Nichtmetalle haben eine hohe Elektronegativität, während typische Metalle eine niedrige Elektronegativität haben.

Beispiele für Aufgaben der Teile A, B

1. In der 4. Periode ist die Anzahl der Elemente

2. Metallische Eigenschaften von Elementen der 3. Periode von Na bis Cl

1) Kraft

2) schwächen

3) nicht ändern

4) weiß nicht

3. Nichtmetallische Eigenschaften von Halogenen mit steigender Ordnungszahl

1) erhöhen

2) nach unten gehen

3) bleiben unverändert

4) weiß nicht

4. In der Reihe der Elemente Zn – Hg – Co – Cd ist ein Element, das nicht in der Gruppe enthalten ist

5. Die metallischen Eigenschaften der Elemente nehmen sukzessive zu

1) In-Ga-Al

2) K-Rb-Sr

3) Ge-Ga-Tl

4) Li-Be-Mg

6. Nichtmetallische Eigenschaften in der Reihe der Elemente Al - Si - C - N

1) erhöhen

2) abnehmen

3) nicht ändern

4) weiß nicht

7. In der Reihe der Elemente O - S - Se - Te die Dimensionen (Radien) des Atoms

1) abnehmen

2) erhöhen

3) nicht ändern

4) weiß nicht

8. In der Reihe der Elemente P - Si - Al - Mg sind die Abmessungen (Radien) des Atoms

1) abnehmen

2) erhöhen

3) nicht ändern

4) weiß nicht

9. Für Phosphor ist das Element mit kleiner Elektronegativität ist

10. Ein Molekül, bei dem die Elektronendichte zum Phosphoratom verschoben ist

11. Höchst Der Oxidationszustand der Elemente manifestiert sich in einer Reihe von Oxiden und Fluoriden

1) ClO 2, PCl 5, SeCl 4, SO 3

2) PCl, Al 2 O 3, KCl, CO

3) SeO 3, BCl 3, N 2 O 5, CaCl 2

4) AsCl 5 , SeO 2 , SCl 2 , Cl 2 O 7

12. Minderwertig der Oxidationsgrad von Elementen - in ihren Wasserstoffverbindungen und Fluoriden des Satzes

1) ClF 3 , NH 3 , NaH, OF 2

2) H 3 S+, NH+, SiH 4, H 2 Se

3) CH 4 , BF 4 , H 3 O + , PF 3

4) PH 3 , NF+, HF 2 , CF 4

13. Wertigkeit für ein mehrwertiges Atom das Gleiche in einer Reihe von Verbindungen

1) SiH 4 - AsH 3 - CF 4

2) PH 3 - BF 3 - ClF 3

3) AsF 3 - SiCl 4 - IF 7

4) H 2 O – BClg – NF 3

14. Geben Sie die Entsprechung zwischen der Formel einer Substanz oder eines Ions und dem Oxidationsgrad des darin enthaltenen Kohlenstoffs an