Тема: Характеристика химического элемента по его положению в периодической системе химических элементов.

Цели урока:

Научить составлять план общей характеристики элемента по его положению в периодической системе химических элементов; закрепить умение характеризовать элемент, его свойства и свойства его соединений по положению в периодической системе;

Развивать умение самостоятельно добывать и использовать необходимую информацию, умение делать выводы на основании полученной информации;

Формирование умения работать самостоятельно и в группе.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: индивидуальная, групповая.

Методы урока: прием развития критического мышления «древо знаний», самостоятельное выполнение заданий в группах, защита постеров, обучение через диалог учителя и учащихся.

Оборудование: ПСХЭ, раздаточный материал (яблочки, смайлики, оценочные листы, тест на самооценку для рефлексии,ватманы и фломастеры), интерактивная доска, презентация.

Ход урока

1.Организационный момент (3 мин). Приветствие.

Делим класс на 4 группы с помощью химических элементов. Учащиеся, вытянувшие карточки с одним и тем же элементом образуют одну группу. Элементы: натрий, алюминий, фосфор, хлор. Выбор спикеров, которые распределяют работу внутри группы и ведут оценочный лист.

Группам раздаются оценочные листы. Разъяснения по оценочному листу.

2. Проверка домашнего задания (11 мин). Учитель: Ребята, какую тему вы изучали на прошлом уроке? (ПЗ и ПСХЭ) Сегодня для проверки ваших знаний по этой теме я предлагаю вам следующее задание. Используем прием «Древо знаний». Учащиеся работают индивидуально. На интерактивной доске рисунок дерева с яблоками трех цветов: красные, желтые, зеленые. За каждым яблоком вопрос. Учащимся предлагается проанализировать свою работу при изучении предыдущей темы и, взвесив свои возможности, «собрать урожай», учитывая, что

«красные яблоки уже созрели» – они висят высоко, сорвать их тяжело - вопросы на них самые трудные,

«желтые яблоки» – висят ниже, сорвать легче – вопросы тоже легче,

«зеленые яблоки» – висят совсем низко, поэтому и вопросы самые простые.

Учащиеся по очереди выбирают яблоки и соответствующие вопросы. Ребята отвечают на вопросы устно, а учитель получает хороший материал для диагностики не только в освоении темы, но и уровня самооценки учащихся. Бумажные яблоки разных цветов раздаются детям за правильные ответы.

Вопросы для карточек зелёного цвета.

Кем и когда был открыт периодический закон? (Д.И.Менделеев. 1869 год)

Формулировка периодического закона, данная Д.И.Менделеевым. (Свойства элементов, а также состав и свойства образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от их атомных масс)

Современная формулировка периодического закона. (Свойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атом этих элементов)

Что представляет собой период? (Период- это ряд химических элементов, расположенных в порядке возрастания атомных масс. Период начинается щелочным металлом и заканчивается инертным элементом)

Что такое периодическая система химических элементов? (Периодическая система химических элементов – это графическое изображение периодического закона и естественной классификации химических элементов)

Каким образом подразделяют периоды? Почему? (Малые периоды: 1-3 периоды содержат 2-8 химических элементов, большие периоды: 4-7 периоды содержат 18-32 химических элемента)

Что представляет собой группа? Сколько групп? (Группа – это вертикальные ряды, в которых располагаются элементы, принадлежащие к одному семейству с одинаковым количество внешних электронов и соответственно проявляющие одинаковые свойства. 8 групп.)

Какие элементы образуют главные подгруппы? (Элементы малых и больших периодов)

Какие элементы образуют побочные подгруппы? (Переходные элементы больших периодов)

Элементы каких групп образуют летучие соединения с водородом? (Элементы главных подгрупп IV-VII групп)

Вопросы для карточек жёлтого цвета.

Какие свойства химических элементов Д.И.Менделеев положил в основу их классификации? (Атомную массу, валентность химических элементов и свойства образуемых ими соединений)

Какой элемент из предложенных проявляет наиболее ярко выраженные неметаллические свойства: кислород, сера, селен, теллур? Объясните почему? (Кислород. В главных подгруппах сверху вниз неметаллические свойства ослабевают, а металлические усиливаются)

Как изменяются свойства химических элементов в периодах? (Слева направо металлические свойства ослабевают, неметаллические свойства усиливаются)

Какой элемент из предложенных проявляет наиболее ярко выраженные металлические свойства: магний, кальций, стронций, барий? Объясните почему? (Барий. В главных подгруппах сверху вниз металлические свойства усиливаются, неметаллические ослабевают)

У какого из предложенных элементов наиболее ярко выраженные неметаллические: магний, кремний, сера, хлор? Объясните почему? (Хлор. В периодах слева направо неметаллические свойства усиливаются)

У какого элемента из предложенных наиболее ярко выраженные металлические свойства: натрий, магний, алюминий, кремний? Объясните почему? (Натрий. В периодах слева направо металлические свойства ослабевают)

Вопросы для карточек красного цвета.

В чем основная причина изменения свойств элементов в периоде? (В постепенном увеличении числа протонов в ядре и числа электронов на внешнем энергетическом уровне)

В чем причина усиления металлических свойств элементов в главных подгруппах сверху вниз? (С возрастанием заряда ядер увеличивается число энергетических уровней, внешние валентные электроны отдаляются от ядра, связь с ядром ослабевает и соответственно усиливаются металлические свойства)

Почему изменилась современная формулировка периодического закона? (В связи с открытием строения атома. Главной характеристикой химического элемента является не его атомная масса, а заряд ядра его атома. Именно заряд ядра атома определяет количество электронов, а количество электронов в атоме и их распределение по уровням определяет свойства химических элементов и их соединений)

За каждый правильный ответ учащиеся получают соответствующего цвета яблоки. Зеленые яблоки- 1 балл, жёлтые-2 балла, красные- 3 балла.

Количество баллов учащихся на оценочных листах отмечают спикеры от каждой группы.

Оценочный лист

Группа _____________ Спикер _______________________

Количество яблок

Количест

во смай

ликов

Баллы по количеству яблок:

Зеленые-1 балл

Желтые-2 балла

Красные-3 балла

Баллы по количеству смайликов:

1 балл за каждый смайлик

Вс е го баллов

Оценка за урок

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Зеленых-

Желтых- Красных-

Перевод баллов в оценки:

1-4 балла – оценка «3»

5-8 баллов – оценка «4»

9 баллов и больше – оценка «5»

Спикеру необходимо ознакомить учащихся с их оценками внутри группы.

3. Изучение новой темы (6 мин).

Учитель: Ребята, вы изучили такие темы как «Состав и строение атома», «Периодический закон и периодическая система химических элементов». Сегодня на уроке мы с вами научимся давать характеристику химическому элементу по его положению в периодической системе химических элементов. Запишите тему урока в тетрадях «Характеристика химического элемента по его положению в периодической системе химических элементов». Главной характеристикой атома является его строение, т.е. такие характеристики как заряд ядра, распределение электронов по уровням, валентность. Скажите можем ли мы эти сведения получить из периодической системы химических элементов.

Давай вспомним и заполним таблицу, показывающую взаимосвязь главных характеристик Периодической системы со строением атома элемента.

Таблицу учащиеся чертят и заполняют в тетрадях.

Главные характеристики элементов и их взаимосвязь со строением атомов.

Вопросы, задаваемые в ходе заполнения таблицы:

1. Что является главной характеристикой химического элемента в периодической системе химических элементов? (порядковый номер)

2. Что можно определить в строении атома по порядковому номеру химического элемента? (положительный заряд ядра, число протонов и общее число электронов)

3. Какие еще характеристики Периодической системы мы знаем? (номер периода, номер группы)

4. Что можно определить по номеру периода в котором находится химический элемент? (число электронных слоев в атоме этого элемента)

5. Что можно определить по номеру группы в котором находится химический элемент? (Число электронов внешнего электронного слоя (для элементов главных подгрупп), высшая валентность в кислородных соединениях)

За правильные ответы учащимся раздаются смайлики.

План характеристики химических элементов на основе теории строения атома и положения его в периодической системе.

2. Положение элемента в периодической системе химических элементов:

Порядковый номер

Относительная атомная масса, А r

Период

Группа, подгруппа.

№12 элемент

А r ( Mg )=24

3-ий период

ІІ группа, главная подгруппа

3. Состав и строение атома элемента:

Состав атома

Распределение электронов по уровням

Электронная формула атома

Графическая электронная формула

24 _

12 Mg(12 р , 12n), 12 е

12 Mg)2)8)2

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0

4. Свойства простого вещества, образованного данным элементом: Металл или неметалл, или же проявляет амфотерные свойства Высшая валентность	Mg - металл Валентность постоянная - ІІ
5. Формула высшего оксида и летучего водородного соединения	Mg О - оксид магния,

В ходе рассмотрения плана характеристики химического элемента учащимся задаются уточняющие и дополняющие вопросы, за ответы на которые учащимся раздаются смайлики:

1. Как определяют количество нейтронов в атоме? (находим по разности между относительной атомной массы и порядковым номером: N = А r - Z )

2. Как определяем максимальное количество электронов которое может разместиться на уровне? (по формуле N =2 n 2 )

3. Сколько электронов максимально может разместиться на первом, втором, третьем, четвертом уровнях? (на первом-2 электрона, на втором-8 электронов, на третьем-18 электронов, на четвертом-32 электрона)

4. Какие подуровни имеются на каждом уровне? (на первом уровне – s -подуровень, на втором- s и p -подуровни, на третьем – s , p и d -подуровни, на четвертом- s , p , d и f -подуровни)

5. Сколько электронов может разместиться на каждом из подуровней? (на s -подуровне 2 электрона, на p -подуровне 6 электронов, на d -подуровне 10 электронов и на f -подуровне 14 электронов)

6. Как можно определить по количеству внешних электронов свойства элементов? (1-3 электрона- металл, 4-8 электрона - неметалл)

7. Чему равна высшая валентность химического элемента в оксидах? (высшую валентность можно определить по номеру группы для элементов главных подгрупп)

4. Закрепление (18 мин). Учитель: Далее каждая группа выполняет следующие задания (на интерактивной доске). Оценивание этого задания осуществляет спикер. Спикер будет решать кому дать смайлик по следующим критериям: участие учащегося в выполнении задания на ватмане и выступление перед классом.

1 задание. Учащиеся каждой группы на ватманах дают характеристику тому элементу по которому они поделились на группы в начале урока: натрий, алюминий, фосфор, хлор.

Ответы учащихся:

Na, натрий

Al, алюминий

P, фосфор

Cl, хлор

№11 элемент

А r ( Na )=23

3-ий период

І группа, главная подгруппа

№13 элемент

А r ( Al )=27

3-ий период

І І І группа, главная подгруппа

№15 элемент

А r ( P )=31

3-ий период

V группа, главная подгруппа

№17 элемент

А r ( Cl )=35,5

3-ий период

V ІІ группа, главная подгруппа

23 _

11 Na (11 р , 12n), 11 е

11 Na)2)8)1

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0

27 _

13 Al (13 р , 14n), 13 е

13 Al)2)8)3

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

31 _

15 P (15 р , 16n), 15 е

15 P)2)8)5

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

35 _

17 Cl (17 р , 18n), 17 е

17 Cl)2)8)7

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 3d 0

1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0

Na - металл Валентность постоянная - І	Al - амфотерный элемент Валентность постоянная - ІІІ	P -неметалл V	Cl -неметалл Валентность переменная, высшая валентность - VII
Na 2 О - оксид натрия, летучее водородное соединение не образует	Al 2 O 3 - оксид алюминия, летучее водородное соединение не образует	P 2 O 5 - оксид фосфора ( V ), PH 3	Cl 2 O 7 - оксид хлора ( VII ) летучее водородное соединение - HCl

Учащиеся защищают свои постеры. Работу учащихся в группах оцениваем совместно со спикерами. Учитель: Спикер, кому из учащихся твоей группы за выполнение этого задания ты хотел бы дать смайлики? Раздаются смайлики членам групп.

Спикеры групп считают количество баллов по количеству яблок и смайликов.

Если останется время можно выполнить следующее задание.

Задание 2. (если останется время на его выполнение)

Задача для группы Na .

Назвать элемент по таким данным: находится в III группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 102.

а) Алюминий; б)Скандий; в)Галлий.

Дано: Решение:

R2O3

Mr(R2O3)=102

Mr(R2O3)=102, Ar(O)=16

2x+16*3=102

2x=102-48

2x=54

x=27

R-?

Данная Аг соответствует элементу Al.

Ответ: Алюминий.

Задача для группы Al .

Назвать элемент по таким данным: находится во VI группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 80.

а) Сера; б) Селен; в) Теллур

Дано: Решение:

RО3

Mr(RО3)

Mr(R О 3)=80, Ar(O)=16

R-?

x+16*3=80,

x=80-48=32

Данная Аг соответствует элементу S.

Ответ: Сера

Задача для группы P .

Назвать элемент по таким данным: находится в IV группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 60.

а) Олово; б) Кремний; в) Углерод

RO2

Mr(RO2)=60

Mr(RO2)=60, Ar(O)=16

x+32=60

x=60-32=28

R-?

Дано: Решение:

Данная Аг соответствует элементу Si.

Ответ: Кремний

Задача для группы Cl .

Назвать элемент по таким данным: находится в V группе, относительная молекулярная масса высшего оксида 108.

а) Азот; б)Фосфор; в)Мышьяк.

Дано: Решение:

R2O5

Mr(R2O5)=108

Mr(R2O5)=102, Ar(O)=16

2x+16*5=108

2x=108-80

2x=28

x=214

R-?

Данная Аг соответствует элементу N.

Ответ: Азот

Домашнее задание (1 мин) §59, дать характеристику двум элементам: металлу и неметаллу по плану.

Оценивание (2 мин) Спикеры на оценочных листах проставляют баллы и оценки, знакомят членов группы с их оценками за урок.

Рефлексия (3 мин)

По результатам своей работы на уроке, вам необходимо установить степень достижения учебной цели и приобретение уверенности в своих знаниях.

Предлагаю проанализировать то, чему вы научились на уроке. Выполните тест.

Ф.И. учащегося___________________________________

Тест (для самоанализа полученных знаний и приобретенных умений)

а) план характеристики элемента по положению в периодический системе

б) логическая последовательность характеристики элемента по положению в периодической системе

2) Я умею определять для элемента:

а) число элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов) в атоме

б) число энергетических уровней

в) электронную формулу

г) число электронов на внешнем уровне у атома

д) валентность элемента

е) высшую степень окисления элемента

ж) металлом или неметаллом является описываемый элемент

з) формулу высшего оксида и водородного соединения

3) Я умею сравнивать свойства элемента со свойствами соседних по периодической системе элементов

Подведение итогов.

Первый уровень

Вариант 1

1. Дано уравнение реакции нейтрализации гидроксида натрия соляной кислотой:
NaOH + НСl = NaCl + Н20 + Q.

тепловой эффект;
участие катализатора;
направление.
Рассмотрите данную химическую реакцию с точки зрения теории электролитической диссоциации. Запишите полное и сокращенное ионные уравнения.
NaOH + HCl = NaCl + H2O + Q
Исходные вещества: 1 моль гидроксида натрия тв.(1 атом натрия, 1 атом водорода, 1 атом кислорода), 1 моль соляной кислоты ж.(1 атом водорода, 1 атом хлора).
Продукты реакции: 1 моль хлорида натрия тв.(1 атом натрия, 1 атом хлора), 1 моль воды ж.(1 атом кислорода, 2 атом водорода).
Реакция экзотермическая
Исходные вещества и продукты находятся в растрворе.
Без катализатора

Необратимая реакция
Na+ + OH- + H+ + Cl- = Na+ + Cl- + H2O
OH- + H+ = H2O

2. Дайте характеристику химического элемента магния по плану:
положение элемента в ПСХЭ;
строение атома;

Магний -- Mg
Порядковый номер Z=12; массовое число А= 24, заряд ядра + 12, число протонов =12, нейтронов(N= A-Z= 12) 24 – 12=12 нейтронов, электронов = 12, период – 3, энергетических уровней - 3,
Строение электронной оболочки: 12 М g 2е; 8е; 2е.
12 М g)))
2 8 2
Степень окисления +2;
Восстановительные свойства у магния выражены сильнее, чем у бериллия, но слабее, чем у кальция, что связано с увеличением радиусов атомов Ве – М g -- Са;
Ион магния М g 2+
МgО – оксид магния является основным оксидом и проявляет все характерные свойства оксидов. Магний образует гидроксид Мg(ОН)2, который проявляет все характерные свойства оснований.

3. Напишите уравнения реакций оксида и гидроксида магния с соляной кислотой в молекулярном и ионном виде.
MgO+2HCl=MgCl₂ + H₂O
MgO+2H+=Mg2+ + H₂O
Mg(OН)2+2HCl= MgCl₂ + 2H₂O
Mg(OН)2+2H+= Mg2+ + 2H₂O

Вариант 2

1. Дана схема реакции горения алюминия
Аl + 02 → А1203 + Q.

Дайте характеристику реакции по следующим признакам:
число и состав исходных веществ и продуктов реакции;
тепловой эффект;
агрегатное состояние веществ;
участие катализатора;
изменение степеней окисления элементов;
направление.
0 0 +3 –2
Al + O2 = Al2O3+Q
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Алюминий восстановитель, а кислород – окислитель.
Исходные вещества: 4 моль алюминия, 3 моль кислорода (3 молекулы из 2 атомов кислорода). Продукт реакции: 2 моль оксида алюминия (2 атома алюминия, 3 атома кислорода в одной молекуле).
Реакция экзотермическая.
Алюминия – тв., кислород – г., оксид алюминия – тв.
Без участия катализатора

Необратимая.

2. Дайте характеристику химического элемента натрия по плану:
положение элемента в ПСХЭ;
строение атома;
формулы оксида и гидроксида, их характер.
Натрий -- Na

11 Na)))
2 8 1
Степень окисления +1;

Ион натрия Na +

3. Напишите уравнения реакций оксида и гидроксида натрия с раствором серной кислоты в молекулярном и ионном виде.
2NaOH+H2SO4=2H2O+Na2SO4
2OH-+2H+=2H2O
Na2O+H2SO4=H2O+Na2SO4
Na2O+2H+=H2O+2Na+

Вариант 3

1. Дана схема реакции получения оксида серы (VI) из оксида серы (IV)
S02 + 02  S03 + Q.
Составьте уравнение данной реакции, расставив коэффициенты в нем методом электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель.
Дайте характеристику реакции по следующим признакам:
число и состав исходных веществ и продуктов реакции;
тепловой эффект;
агрегатное состояние веществ;
участие катализатора;
изменение степеней окисления элементов;
направление.
2S+4O2 + O02 = 2S+6O-23+ Q
S+4 -2e →S+6 восстановитель
O02 +4e→2O-2 окислитель
Исходные вещества – 2 моль оксида серы 4 (в одной молекуле 1 атом серы, 2 атома кислорода) и 1 моль кислорода (в одной молекуле 2 атома кислорода).
Продукт реакции – 2 моль оксида серы 6 (в одной молекуле 1 атом серы, 3 атома кислорода)
Реакция экзотермическая.
Оксид серы 4 и кислород – газы, Оксид серы (VI) жидкость
С катализатором

Обратимая.

2. Дайте характеристику химического элемента лития по плану:
строение атома;
формулы оксида и гидроксида, их характер.
Литий Li
Порядковый номер Z=3; массовое число А= 7, заряд ядра + 3, число протонов =3, нейтронов(N= A-Z= 4) 7 – 3=4 нейтронов, электронов = 3, период – 2, энергетических уровней - 2
Строение электронной оболочки: 3 Li 2е; 1е.
3 Li))
2 1
Степень окисления +1;
Восстановительные свойства у лития выражены слабее, чем у натрия и калия, что связано с увеличением радиусов атомов;
Ион лития Li +
Li 2О – оксид лития является основным оксидом и проявляет все характерные свойства оксидов. Литий Li образует гидроксид Li ОН (щелочь), который проявляет все характерные свойства оснований.

3. Напишите уравнения реакций оксида и гидроксида лития с серной кислотой в молекулярном и ионном виде.
2 LiOH+H2SO4=2H2O+ Li2SO4
2OH-+2H+=2H2O
Li 2O+H2SO4=H2O+ Li 2SO4
Li 2O+2H+=H2O+2Li +

Вариант 4

1. Дано уравнение реакции цинка с соляной кислотой:
Zn + 2НСl = ZnCl2 + Н2 + Q.
Дайте характеристику реакции по следующим признакам:
число и состав исходных веществ и продуктов реакции;
тепловой эффект;
агрегатное состояние участвующих в реакции веществ;
участие катализатора;
изменение степеней окисления химических элементов;
направление.
Рассмотрите данную химическую реакцию с точки зрения теории электролитической диссоциации: запишите полное и сокращенное ионные уравнения.
2HCl+Zn=ZnCl2+H2 + Q
Исходные вещества: 1 моль цинк, 2 моль соляной кислоты (1 атом водорода, 1 атом хлора в молекуле). Продукты реакции: 1 моль хлорида цинка (1 атом цинка, 2 атома хлора в ФЕ), 1 моль водорода (2 атома водорода).
Экзотермическая реакция
Цинк – тв., соляная кислота – ж., хлорид цинка тв. (раствор), водород – г.
Без катализатора
С изменением степеней окисления
Необратимая
2H++2Cl-+Zn0=Zn2++2Cl-+H20
2H++Zn0=Zn2++H20

2. Дайте характеристику химического элемента кальция по плану:
положение элемента в Периодической системе;
строение атома;
формулы высшего оксида и гидроксида, их характер.
Кальций Са
Порядковый номер Z=20; массовое число А= 40, заряд ядра + 20, число протонов =20, нейтронов(N= A-Z= 20) 40 – 20=20 нейтронов, электронов = 20, период – 4, энергетических уровней - 4,
Строение электронной оболочки: 20 М g 2е; 8е; 8е; 2е.
20 Са))))
2 8 8 2
Степень окисления +2;
Восстановительные свойства у кальция выражены сильнее, чем у магния, но слабее, чем у стронция, что связано с увеличением радиусов атомов
Ион кальция Са 2+
Са О – оксид кальция является основным оксидом и проявляет все характерные свойства оксидов. Кальций образует гидроксид Са (ОН)2, который проявляет все характерные свойства оснований.

3. Напишите уравнения реакций оксида и гидроксида кальция с азотной кислотой в молекулярном и ионном виде.
СаO+2HNO3= Са(NO3)₂ + H₂O
СаO+2H+= Са 2+ + H₂O
Са(OН)2+2HNO3= Са(NO3)₂ + 2H₂O
Са(OН)2+2H+= Са 2+ + 2H₂O

Второй уровень

Вариант 1

1. Дано уравнение реакции получения оксида азота (II):
N2 + 02 2NO - Q.


N20 + O20 2N+2O-2 - Q
N20 – 2*2е = 2N+2 восстановитель
O20+2*2е = 2O-2 окислитель
Исходные вещества: азот 1 моль, 2 атома N, кислород 1 моль (2 атома О).
Продукт реакции: 2 моль оксида азота 2 (в молекуле 1 атом азота и 1 атом кислорода).
Исходные вещества и продукты реакции – газы.
Реакция эндотермическая.
Обратимая.
Без катализатора.
С изменением степеней окисления.

6 С))
2 4
Степень окисления +4;

3. Составьте формулы высшего оксида и гидроксида углерода, укажите их характер.
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3
СО2 + Н2О ↔ 2Н+ + СО32-
Na2O + CO2 → Na2CO3
Na2O + CO2 → 2Na+ + CO32-
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
OH- + CO2 → CO32- + H2O
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓+ H2O

H2CO3 + Ca = CaCO3 + H2
2H+ +CO32- + Ca = CaCO3 ↓+ H2
H2CO3 + CaO = CaCO3 ↓+ H2O

H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2H2O

2H+ +OH- = 2H2O

Вариант 2

1. Дано уравнение реакции синтеза аммиака:
N2 + 3Н2  2NH3 + Q.
Дайте характеристику реакции по всем изученным вами классификационным признакам.
Рассмотрите данную реакцию с точки зрения ОВР. Укажите окислитель и восстановитель.
3H2 + N2 2NH3 + Q
N20 +2*3е→2N-3 окислитель
H20 -2*1е→2H+1 восстановитель
Исходные вещества: 1 моль азота (молекула из 2 атомов азота), 3 моль водорода (молекула из 2 атомов водорода). Продукт реакции – аммиак, 2 моль. Молекула из 1 атома азота и 2 атомов водорода. Исходные вещества продукты реакции – газы.
Реакция:
Экзотермическая.
Окислительно-восстановительная.
Прямая.
Каталитическая.
Обратимая.

2. Дайте характеристику химического элемента серы по его положению в Периодической системе.
Сера - S
Порядковый номер Z=16 и массовое число А= 32, заряд ядра + 16, число протонов =16, нейтронов(N= A-Z= 12) 32 – 16=16 нейтронов, электронов = 16, период – 3, энергетических уровней - 3
16 S)))
Строение электронной оболочки: 16 S 2е; 8е; 6е.
16 S)))
2 8 6
Степень окисления - (-2) и (+ 2; +4; +6)
Окислительные свойства у серы выражены сильнее, чем у селена, но слабее, чем у кислорода, что связано с увеличением радиусов атомов от кислорода к селену
SО 3 – оксид серы является кислотным оксидом и проявляет все характерные свойства оксидов.
Сера образует гидроксид Н2SО4, который проявляет все характерные свойства кислот.
Сера из водородных соединений образует Н2S.

3. Составьте формулы высшего оксида и гидроксида серы, укажите их характер. Напишите уравнения всех реакций, характерных для этих веществ, в ионной и молекулярной формах.
SO3 + H2O → H2SO4
2NaOH + SO3 → Na2SO4 + H2O
2ОН- + SO3 → SO42- + H2O
Na2O + SO3 → Na2SO4
Na2O + SO3 → 2Na+ +SO42-
Zn0 + H2+1SO4(разб) → Zn+2SO4 + H20
Zn0 + 2H+ → Zn2+ + H20
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
CuO + 2H+ → Cu2+ + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (реакция нейтрализации)
H+ + OH- → H2O
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O
2H+ + Cu(OH)2 → Cu2+ + 2H2O
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓
MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + H2O + CO2
MgCO3 + 2H+ → Mg2+ + H2O + CO2¬

Вариант 3

1. Дано уравнение реакции хлорида меди (II) с гидроксидом натрия:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl.
Дайте характеристику реакции по всем изученным вами классификационным признакам.
Рассмотрите реакцию с точки зрения ТЭД: запишите полное и сокращенное ионные уравнения.
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2↓
Исходные вещества: 1 моль хлорида меди (1 атом меди, 2 атома хлора), 2 моль гидроксида натрия (1 атом натрия, 1 атом кислорода, 1 атом водорода в ФЕ).
Продукты реакции: 1 моль гидроксида меди (1 атом меди, 2 атома кислорода, 2 атома водорода), 2 моль хлорид натрия (1 атом натрия, 1 атом хлора в ФЕ).
Продукты реакции и исходные вещества – твердые растворенные. Cu(OH)2 – твердый осадок.
Реакция:
Экзотермическая
Без изменения степеней окисления
Прямая
Без участия катализатора
Необратимая.

2. Дайте характеристику химического элемента фосфора по его положению в Периодической системе Д. И. Менделеева.
Характеристика Р (фосфор)
Атомная масса=31.Заряд ядра атома Р+15,т. к. в ядре находится 15 протонов. Схема:
15Р 2е)8е)5е)

3. Составьте формулы высшего оксида и гидроксида фосфора, укажите их характер. Напишите уравнения всех реакций, характерных для этих веществ, в ионной и молекулярной формах.
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
P2O5 + 3H2O = 6H+ +2PO43-
3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2




6H++ 3CO3 2-= 3H2O + 3CO2
3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3OH- + 3H+= 3H2O

Вариант 4

1. Дано уравнение реакции карбоната калия с соляной кислотой:
К2С03 + 2НСl = 2КСl + С02 + Н20.
Дайте характеристику реакции по всем изученным вами классификационным признакам.
Рассмотрите данную реакцию с точки зрения ТЭД: запишите полное и сокращенное ионные уравнения.
K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2
2К+ +СО32- + 2Н+ + 2Сl-= 2К+ 2Сl-+ H2O + CO2
СО32- + 2Н+= H2O + CO2
Исходные вещества: 1 моль карбоната калия (2 атома калия, 1 атом углерода, 3 атома кислорода) тв., 2 моль соляной кислоты (в молекуле 1 атом водорода, 1 атом хлора) жидк.
Продукты реакции: 2 моль хлорида калия (в ФЕ 1 атом калия, 1 атом хлора) тв., 1 моль воды (2 тома водорода, 1 атом кислорода) жидк., 1 моль углекислого газа (1 атом углерода, 2 атома кислорода) - газ.
Реакция:
Экзотермическая.
Без изменения степеней окисления.
Прямая.
Без участия катализатора.
Необратимая.

2. Дайте характеристику химического элемента азота по его положению в Периодической системе.
Азот N- неметалл, II период (малый) , V группа, главная подгруппа.
Атомная масса=14, заряд ядра - +7, число энергетических уровней=2
p=7, e=7,n=Ar-p=14-7=7.
Строение электронной оболочки: 7 N 2е; 5е
7 N))
2 5
Степень окисления +5;
Окислительные свойства выражены сильнее, чем у углерода, но слабее, чем у кислорода, что связано с увеличением заряда ядра.
N2О5 оксид азота является кислотным оксидом и проявляет все характерные свойства оксидов. Азот образует кислоту НNО3, которая проявляет все характерные свойства кислот.
Летучее водородное соединение - NH3

3. Составьте формулы высшего оксида и гидроксида азота, укажите их характер.
Напишите уравнения всех реакций, характерных для этих веществ, в ионной и молекулярной формах.
N2O5 + H2O = 2НNO3
N2O5 + H2O = 2Н+ +NO3-
N2O5 + BaO = Ba(NO3)2
N2O5 + BaO = Ba2+ +2NO3-
N2O5 + 2KOH (р-р) = 2KNO3 + H2O
N2O5 + 2K+ +2OH- = 2K+ +NO32- + H2O
N2O5 + 2OH- = NO32- + H2O
K2O + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O
K2O + 2H+ + 2NO3- → 2K+ + 2NO3- + H2O
K2O + 2H+ → 2K+ + H2O
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
H+ + NO3- + Na+ + OH- → Na+ + NO3- + H2O
H+ + OH- → H2O
2HNO3 + Na2CO3 → 2NaNO3 + H2O + CO2¬
2H+ + 2NO3- + 2Na+ + СO32- → 2Na+ + 2NO3- + H2O + CO2¬
2H+ + СO32- → H2O + CO2¬
S0 + 6HNO3(конц) → H2S+6O4 + 6NO2 + 2H2O
B0 + 3HNO3 → H3B+3O3 + 3NO2
3P0 + 5HNO3 + 2H2O → 5NO + 3H3P+5O4
С разб.
4Zn + 9HNO3 = NH3 + 4Zn(NO3)2 + 3H2O
4Zn + 9H+ + 9NO3- = NH3 + 4Zn2+ + 8NO3- + 3H2O
3Cu + 8HNO3 = 2NO + 3Cu(NO3)2+ 4H2O
3Cu + 8H+ +8NO3-= 2NO + 3Cu2+ +6NO3-+ 4H2O
конц.
Zn + 4HNO3 = 2NO2 + 2H2O + Zn(NO3)2
Zn + 4H+ +4NO3-= 2NO2 + 2H2O + Zn2+ +2NO3-
Cu + 4HNO3 = 2NO2 + 2H2O + Cu(NO3)2
Cu + 4H+ +4NO3- = 2NO2 + 2H2O + Cu2+ +2NO3-

Третий уровень

Вариант 1

1. Дано уравнение реакции получения азотной кислоты:
4N02 + 02 + 2Н20 = 4HN03 + Q.
Дайте характеристику реакции по всем изученным вами классификационным признакам.

4N+4O2 + О02 + 2H2O ↔ 4HN+5O-23
N+4 -1e = N+5 восстановитель
O20 +4e = 2O-2 окислитель
Реакция:
Экзотермическая.
С изменением степени окисления (ОВР).
Без участия катализатора.
Прямая.
Обратимая.
Исходные вещества: 4 моль оксида азота 4 (1 атом азота, 2 атома кислорода в молекуле) – газ, 1 моль кислорода (2 атома кислорода в молекуле) - газ, 2 моль воды (1 атом кислорода, 2 атома водорода в молекуле) – жидк.
Продукт реакции – 4 моль азотной кислоты (1 атом азота, 1 атом водорода, 3 атома кислорода в молекуле) – жидкость.

2. Дайте характеристику химического элемента магния по его положению в Периодической системе.
Магний – порядковый номер в Периодической системе Z = 12 и массовое число А = 24. Заряд ядра +12 (число протонов). Число нейтронов в ядре N = А - Z = 12. Число электронов = 12.
Элемент магний находится в 3-м периоде Периодической системы. Строение электронной оболочки:
12 Mg)))
2 8 2

Степень окисления +2.
Восстановительные свойства у магния выражены сильнее, чем у бериллия, но слабее, чем у кальция (элементы IIА группы), что связано с увеличением радиусов атомов при переходе от Be к Mg и Са.
Оксид магния MgO является основным оксидом и проявляет все типичные свойства основных оксидов. В качестве гидроксида магнию соответствует основание Mg(OH)2, которое проявляет все характерные свойства оснований.

3. Составьте формулы оксида и гидроксида магния, укажите их характер.
Напишите уравнения всех реакций, характерных для этих веществ, в ионной и молекулярной формах.
Оксид магния MgO – основной оксид, основание Mg(OH)2 проявляет все характерные свойства оснований.
MgO + H2O = Mg(OH)2
MgO + CO2 = MgCO3
MgO + CO2 = Mg2+ +CO32-
MgO + H2SO4 = MgSO4 +H2O
MgO + 2H+ = Mg2+ +H2O
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O
Mg(OH)2 + CO2 = Mg2+ +CO32- + H2O
3Mg(OH)2 + 2FeCl3 = 2Fe(OH)3 + 3MgCl2
3Mg(OH)2 + 2Fe3+ = 2Fe(OH)3 + 3Mg2+
Mg(OH)2 + 2NH4Cl = MgCl2 + 2NH3 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2NH4+= Mg2+ + 2NH3 + 2H2O
MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2

Вариант 2

1. Дано уравнение реакции железа с хлором:
2Fe + 3Сl2 = 2FeCl3 + Q.
Дайте характеристику химической реакции по всем изученным вами классификационным признакам.
Рассмотрите реакцию с точки зрения процессов окисления-восстановления. Укажите окислитель и восстановитель.
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 + Q
2
3 Fe – 3e– = Fe+III,
Cl2 + 2e– = 2Cl–I
2Fe – 6e– = 2Fe+III,
3Cl2 + 6e– = 6Cl–I.
Fe – 3e– = Fe+III восстановитель
Cl2 + 2e– = 2Cl–I окислитель
Экзотермическая
ОВР
Прямая
Необратимая
Некаталитическая
Исходные вещества: 2 моль железа – тв., 2 моль хлора (молекула из 2 атомов) – газ
Продукт: 2 моль хлорида железа (из 1 атома железа, 2 атомов хлора в ФЕ) – тв.

2. Дайте характеристику химического элемента натрия по его положению в Периодической системе Д. И. Менделеева.
Натрий -- Na
Порядковый номер Z=11; массовое число А= 23, заряд ядра + 11, число протонов =11, нейтронов(N= A-Z= 11) 23 – 11=12 нейтронов, электронов = 11, период – 3, энергетических уровней - 3,
Строение электронной оболочки: 11 Na 2е; 8е; 1е.
11 Na)))
2 8 1
Степень окисления +1;
Восстановительные свойства у натрия выражены сильнее, чем у лития, но слабее, чем у калия, что связано с увеличением радиусов атомов;
Ион натрия Na +
Na 2О – оксид натрия является основным оксидом и проявляет все характерные свойства оксидов. Натрий образует гидроксид NaОН (щелочь), который проявляет все характерные свойства оснований.

3. Составьте формулы оксида и гидроксида натрия, укажите их характер. Напишите уравнения всех реакций, характерных для этих веществ, в ионной и молекулярной формах.
2NaOH+H2SO4=2H2O+Na2SO4
2OH-+2H+=2H2O
2NaOH + CO2 ---> Na2CO3 + H2O
2OH(-) + CO2 ---> CO3(2-) + H2O
2NaOH + SO2 ---> Na2SO3 + H2O
2OH(-) + SO2 ---> SO3(2-) + H2O
NaOH+ Al(OH)3 ---> Na
OH(-) + Al(OH)3 ---> Al(OH)4 (-)
Na2O+H2SO4=H2O+Na2SO4
Na2O+2H+=H2O+2Na+
Na2O + H2O ---> 2NaOH
Na2O + H2O ---> 2Na+ +2OH-
Na2O + 2HCl ----> 2NaCl + H2O
Na2O + 2H+ ----> 2Na+ + H2O
Na2O + CO2 ---> Na2CO3
Na2O + CO2 ---> 2Na++CO32-
Na2O + SO2 ---> Na2SO3
Na2O + SO2 ---> 2Na++SO32-

Вариант 3

1. Дано уравнение реакции разложения нитрата калия:
2KN03 = 2KN02 + О2 - Q.
Дайте характеристику реакции по всем изученным вами классификационным признакам.
Рассмотрите реакцию с точки зрения процессов окисления-восстановления. Укажите окислитель и восстановитель.
2КNO3 = 2KNO2 + O2- Q
окислитель: N5+ + 2e− = N=3+|2| восстановление
восстановитель: O2− − 4e− = O20 |1| окисление
Исходные вещества: 2 моль нитрата калия (в ФЕ 1 атом калия, 1 атом азота, 3 атома кислорода) – тв.
Продукты реакции – 2 моль нитрита калия (в ФЕ 1 атом калия, 1 атом азота, 2 атома кислорода) – тв., 1 моль кислорода (2 атома кислорода) - газ.
Эндотермическая
ОВР
Прямая
Необратимая
Некаталитическая

2. Дайте характеристику химического элемента углерода по его положению в Периодической системе.
Углерод С - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева: атомный номер 6, атомная масса 12,011.
Порядковый номер Z=6; массовое число А= 12, заряд ядра + 6 число протонов =6, нейтронов(N= A-Z= 6) 12 – 6=6 нейтронов, электронов = 6, период – 2, энергетических уровней - 2,
Строение электронной оболочки: 6 С 2е; 4е
6 С))
2 4
Степень окисления +4;
Окислительные свойства у углерода выражены сильнее, чем у бора, но слабее, чем у азота, что связано с увеличением заряда ядра.
СО2 кислотный оксид, Н2СО3 кислота.

3. Составьте формулы оксида и гидроксида углерода, укажите их характер.
Напишите уравнения всех реакций, характерных для этих веществ, в ионной и молекулярной формах.
СО2 оксид углерода является кислотным оксидом и проявляет все характерные свойства оксидов. Углерод образует кислоту Н2СО3, которая проявляет все характерные свойства кислот.
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3
СО2 + Н2О ↔ 2Н+ + СО32-
Na2O + CO2 → Na2CO3
Na2O + CO2 → 2Na+ + CO32-
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
OH- + CO2 → CO32- + H2O
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓+ H2O
Ca2+ +2OH- + CO2 → CaCO3 ↓+ H2O
H2CO3 + Ca = CaCO3 + H2
2H+ +CO32- + Ca = CaCO3 ↓+ H2
H2CO3 + CaO = CaCO3 ↓+ H2O
2H+ +CO32- + CaO = CaCO3 ↓+ H2O
H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2H2O
2H+ + CO32- + 2Na+ +OH- = 2Na++CO32- + 2H2O
2H+ +OH- = 2H2O
Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCO3 ↓+ 2H2O
Ca2+ +2OH- + 2H+ +CO32- → CaCO3 ↓+ 2H2O

Вариант 4

1. Дано уравнение реакции образования гидроксида железа (III):
4Fe(OH)2 + 2Н20 + 02 = 4Fe(OH)3.
Дайте характеристику реакции по всем изученным вами классификационным признакам.
Рассмотрите реакцию с точки зрения процессов окисления-восстановления. Укажите окислитель и восстановитель.
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3↓
Fe2+ -1е→ Fe3+ восстановитель
O20 + 4е→ 2O2- окислитель
Исходные вещества: 4 моль гидроксида железа 2 (в ФЕ 1 атом железа, 2 атома кислорода, 2 атома водорода) – тв., 1 моль кислорода (2 атома кислорода) – газ, 2 моль воды (2 атома водорода, 1 атом кислорода в молекуле) – ж.
Продукт реакции – 4 моль гидроксида железа 3 (в ФЕ 1 атом железа, 3 атома кислорода, 3 атома водорода) – тв.
Экзотермическая
ОВР
Прямая
Необратимая
Некаталитическая.

2. Дайте характеристику химического элемента фосфора по его положению в Периодической системе.
Характеристика Р (фосфор)
Элемент с порядковым №15 находится в 3 периоде 5 группе, главной подгруппы.
Атомная масса=31.Заряд ядра атома Р+15,т. к. в ядре находится 15 протонов.
Схема 15Р 2е)8е)5е)
В ядре атома 16 нейтронов. В атоме 15 электронов, т. к. их число равно числу протонов и порядковому номеру. В атоме фосфора 3 электронных слоя, т. к. Р стоит в 3 периоде. На последнем слое 5 электронов, т. к. фосфор стоит в 5 группе. Последний слой не завершен. Р-неметалл, т. к. в хим. реакции с металлами принимает 3 электрона до завершения слоя. Его оксид Р2О5-кислотный. Он взаимод. с Н2О, основаниями и основными оксидами. Его гидроксид Н3РО4-кислота. Она взаимод. с металлами, стоящими до Н (водорода), с основными оксидами, основаниями.

3. Составьте формулы оксида и гидроксида фосфора, укажите их характер.
Напишите уравнения всех реакций, характерных для этих веществ, в ионной и молекулярной формах.
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
P2O5 + 3H2O = 6H+ +2PO43-
3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2
3Ca(OH)2 + P2O5 = Ca3(PO4)2 + 3H2O.
3Mg + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2↓ + 3H2
3Mg + 6H++ 2PO43- = Mg3(PO4)2↓ + 3H2
2H3PO4+3Na2CO3 = 2Na3PO4 + 3H2O + 3CO2
6H++ 3CO3 2-= 3H2O + 3CO2
3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3OH- + 3H+= 3H2O

На этом уроке вы узнаете о Периодическом законе Менделеева, который описывает изменение свойств простых тел, а также формы и свойства соединений элементов в зависимости от величины их атомных масс. Рассмотрите, как по положению в Периодической системе можно описать химический элемент.

Тема: Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Урок: Описание элемента по положению в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева

В 1869 году Д.И.Менделеев на основе данных накопленных о химических элементах сформулировал свой периодический закон. Тогда он звучал так: « Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных масс элементов». Очень долго физический смысл закона Д.И.Менделеева был непонятен. Всё встало на свои места после открытия в XX веке строения атома.

Современная формулировка периодического закона: « Свойства простых веществ, также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома».

Заряд ядра атома равен числу протонов в ядре. Число протонов уравновешивается числом электронов в атоме. Таким образом, атом электронейтрален.

Заряд ядра атома в Периодической таблице - это порядковый номер элемента.

Номер периода показывает число энергетических уровней, на которых вращаются электроны.

Номер группы показывает число валентных электронов. Для элементов главных подгрупп число валентных электронов равно числу электронов на внешнем энергетическом уровне. Именно валентные электроны отвечают за образование химических связей элемента.

Химические элементы 8 группы - инертные газы имеют на внешней электронной оболочке 8 электронов. Такая электронная оболочка энергетически выгодна. Все атомы стремятся заполнить свою внешнюю электронную оболочку до 8 электронов.

Какие же характеристики атома меняются в Периодической системе периодически?

Повторяется строение внешнего электронного уровня.

Периодически меняется радиус атома. В группе радиус увеличивается с увеличением номера периода, так как увеличивается число энергетических уровней. В периоде слева направо будет происходить рост атомного ядра, но притяжение к ядру будет больше и поэтому радиус атома уменьшается .

Каждый атом стремится завершить последний энергетический уровень У элементов 1 группы на последнем слое 1 электрон. Поэтому им легче его отдать. А элементам 7 группы легче притянуть 1 недостающий до октета электрон. В группе способность отдавать электроны будет увеличиваться сверху вниз, так ка увеличивается радиус атома и притяжение к ядру меньше. В периоде слева направо способность отдавать электроны уменьшается, потому что уменьшается радиус атома.

Чем легче элемент отдает электроны с внешнего уровня, тем большими металлическими свойствами он обладает, а его оксиды и гидроксиды обладают большими основными свойствами. Значит, металлические свойства в группах увеличиваются сверху вниз, а в периодах справа налево. С неметаллическими свойствами все наоборот.

Рис. 1. Положение магния в таблице

В группе магний соседствует с бериллием и кальцием. Рис.1. Магний стоит ниже, чем бериллий, но выше кальция в группе. У магния больше металлические свойства, чем у бериллия, но меньше чем у кальция. Основные свойства его оксидов и гидроксидов изменяются также. В периоде натрий стоит левее, а алюминий правее магния. Натрий будет проявлять больше металлические свойства, чем магний, а магний больше, чес алюминий. Таким образом, можно сравнить любой элемент с соседями его по группе и периоду.

Кислотные и неметаллические свойства изменяются противоположно основным и металлическим свойствам.

Характеристика хлора по его положению в периодической системе Д.И.Менделеева.

Рис. 4. Положение хлора в таблице

. Значение порядкового номера 17 показывает число протонов17 и электронов17 в атоме. Рис.4. Атомная масса 35 поможет вычислить число нейтронов (35-17 = 18). Хлор находится в третьем периоде, значит число энергетических уровней в атоме равно 3. Стоит в 7 -А группе, относится к р- элементам. Это неметалл. Сравниваем хлор с его соседями по группе и по периоду. Неметаллические свойства хлора больше чем у серы, но меньше, чем у аргона. Хлор об-ла-да-ет мень-ши-ми неме-тал-ли-че-ски-ми свой-ства-ми, чем фтор и боль-ши-ми чем бром. Распределим электроны по энергетическим уровням и напишем электронную формулу. Общее распределение электронов будет иметь такой вид. См.Рис. 5

Рис. 5. Распределение электронов атома хлора по энергетическим уровням

Определяем высшую и низшую степень окисления хлора. Высшая степень окисления равна +7, так как он может отдать с последнего электронного слоя 7 электронов. Низшая степень окисления равна -1, потому что хлору до завершения необходим 1 электрон. Формула высшего оксида Cl 2 O 7 (кислотный оксид), водородного соединения HCl.

В процессе отдачи или присоединения электронов атом приобретает условный заряд . Этот условный заряд называется .

- Простые вещества обладают степенью окисления равной нулю.

Элементы могут проявлять максимальную степень окисления и минимальную . Максимальную степень окисления элемент проявляет тогда, когда отдает все свои валентные электроны с внешнего электронного уровня. Если число валентных электронов равно номеру группы, то и максимальная степень окисления равна номеру группы.

Рис. 2. Положение мышьяка в таблице

Минимальную степень окисления элемент будет проявлять тогда, когда он примет все возможные электроны для завершения электронного слоя.

Рассмотрим на примере элемента №33 значения степеней окисления.

Это мышьяк As.Он находится в пятой главной подгруппе.Рис.2. На последнем электронном уровне у него пять электронов. Значит, отдавая их, он будет иметь степень окисления +5. До завершения электронного слоя атому As не хватает 3 электрона. Притягивая их, он будет иметь степень окисления -3.

Положение элементов металлов и неметаллов в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Рис. 3. Положение металлов и неметаллов в таблице

В побочных подгруппах находятся все металлы . Если мысленно провести диагональ от бора к астату , то выше этой диагонали в главных подгруппах будут все неметаллы , а ниже этой диагонали - все металлы . Рис.3.

1. №№ 1-4 (с.125) Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. М.: Просвещение. 2011 г.176с.:ил.

2. Какие характеристики атома изменяются периодичности?

3. Дайте характеристику химического элемента кислорода по его положению в Периодической системе Д.И.Менделеева.

Укажите название элемента, его обозначение. Определите порядковый номер элемента, номер периода, группу, подгруппу. Укажите физический смысл параметров системы – порядкового номера, номера периода, номера группы. Обоснуйте положение в подгруппе.

Укажите количество электронов, протонов и нейтронов в атоме элемента, заряд ядра, массовое число.

Составьте полную электронную формулу элемента, определите электронное семейство, отнесите простое вещество к классу металлов или неметаллов.

Изобразите графически электронную структуру элемента (или двух последних уровней).

Укажите число и тип валентных электронов.

Графически изобразите все возможные валентные состояния.

Перечислите все возможные валентности и степени окисления.

Напишите формулы оксидов и гидроксидов для всех валентных состояний. Укажите их химический характер (подтвердите ответ уравнениями соответствующих реакций).

Приведите формулу водородного соединения.

Назовите область применения данного элемента

Решение . В ПСЭ элементу с порядковым номером 21 соответствует скандий .

1. Элемент находится в IV периоде. Номер периода означает число энергетических уровней в атоме этого элемента, у него их 4. Скандий расположен в 3-й группе – на внешнем уровне 3 электрона; в побочной подгруппе. Следовательно, его валентные электроны находятся на 4s- и 3d- подуровнях. Является d-элементом. Порядковый номер численно совпадает с зарядом ядра атома.

2. Заряд ядра атома скандия +21.

Число протонов и электронов - по 21.

Число нейтронов А-Z= 45-21=24.

Общий состав атома: ().

3. Полная электронная формула скандия:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 или в сокращенной форме: 3d 1 4s 2

Электронное семейство: d-элемент, так как в стадии заполнения d-орбитали. Электронное строение атома заканчивается s- электронами, поэтому скандий проявляет металлические свойства; простое вещество – металл.

4. Электронно-графическая конфигурация имеет вид:

5. Он имеет в возбужденном состоянии три валентных электрона (два на 4s- и один на 3d- подуровне)

6. Возможные валентные состояния, обусловленные числом неспаренных электронов:

В основном состоянии:

s p d

В возбужденном состоянии:

s p d

спинвалентность равна 3 (один неспаренный d-электрон и два неспаренных s-электрона)

7. Возможные валентности в данном случае определяются числом неспаренных электронов: 1, 2, 3 (или I, II, III). Возможные степени окисления (отражают число смещенных электронов) +1, +2, +3. Наиболее характерные и устойчивая валентность III, степени окисления +3. Наличие лишь одного электрона в d- состоянии обуславливает малую устойчивость d 1 s 2 - конфигурации. Скандий и его аналоги, в отличие от других d-элементов проявляет постоянную степень окисления +3, это высшая степень окисления и соответствует номеру группы.

8. Формулы оксидов и их химический характер: форма высшего оксида – Sc 2 O 3 (амфотерный).

Формулы гидроксидов: Sc(OH) 3 – амфотерный.

Уравнения реакций, подтверждающих амфотерный характер оксидов и гидроксидов:

Sc (OH ) 3 +3 КОН = К 3 [ Sc (OH ) 6 ] (гекса гидроксоскандиат калия)

2 Sc (OH ) 3 + 3 Н 2 SO 4 = 6 Н 2 О + Sc 2 (SO 4 ) 3 (сульфат скандия)

9. Соединения с водородом не образует, так как находится в побочной подгруппе и является d-элементом.

10. Соединения скандия применяются в полупроводниковой технике.

Пример 6. У какого из двух элементов марганца или брома сильнее выражены металлические свойства?

Решение. Данные элементы находятся в четвертом периоде. Записываем их электронные формулы:

25 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5

35 Br 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Марганец – d-элемент, то есть элемент побочной подгруппы, а бром – р-элемент главной подгруппы этой же группы. На внешнем электронном уровне у атома марганца только два электрона, а у атома брома – семь. Радиус атома марганца меньше радиуса атома брома при одинаковом числе электронных оболочек.

Общей закономерностью для всех групп, содержащих р- и d-элементы является преобладание металлических свойств у d-элементов. Таким образом, у марганца металлические свойства выражены сильнее, чем у брома.

Пример 7. Какой из двух гидроксидов является более сильным основанием а) Sr (OH ) 2 или Ba (OH ) 2 ; б) Ca (OH ) 2 или Fe (OH ) 2 в) Sr (OH ) 2 или Cd (OH ) 2 ?

Решение. Чем больше заряд и чем меньше радиус иона, тем сильнее удерживает он другие ионы. В этом случае гидроксид будет более слабым, так как у него меньше способность к диссоциации.

а) Для ионов одинакового заряда со сходным электронным строением радиус, тем больше, чем больше электронных слоев содержит ион. Для элементов главных подгрупп (s- и р-) радиус у ионов увеличивается с увеличением порядкового номера элемента. Следовательно, Ba (OH ) 2 является болеесильным основанием, чем Sr (OH ) 2 .

б) В пределах одного периода радиусы ионов уменьшаются при переходе от s- и р-элементов к d-элементам. При этом число электронных слоев не меняется, а заряд ядра увеличивается. Поэтому основание Ca (OH ) 2 более сильное, чем Fe (OH ) 2 .

в) Если элементы находятся в одном периоде, в одной группе, но в разных подгруппах, то радиус атома элемента главной подгруппы больше радиуса атома элемента побочной подгруппы. Отсюда, основание Sr (OH ) 2 сильнее, чем Cd (OH ) 2 .

Пример 8. Каким типом гибридизации АО азота описывается образование иона и молекулыNH 3 ? какова пространственная структура этих частиц?

Решение. Как в ионе аммония, так и в молекуле аммиака валентный электронный слой атома азота содержит четыре электронных пары. Поэтому в обоих случаях электронные облака атома азота будут максимально удалены друг от друга при sр 3 -гибритизации, когда их оси направлены к вершинам тетраэдра. При этом в ионе все вершины тетраэдра заняты атомами водорода, так что этот ион имеет тетраэдрическую конфигурацию с атомом азота в центре тетраэдра.

При образовании молекулы аммиака атомы водорода занимают только три вершины тетраэдра, а к четвертой вершине направлено электронное облако неподеленной электронной пары атома азота. Образовавшаяся фигура при этом – тригональная пирамида с атомом азота в ее вершине и атомами водорода в вершинах основания.

Пример 9. Объясните с позиций метода МО возможность существования молекулярного иона и невозможность существования молекулыНе 2 .

Решение. В молекулярном ионе имеются три электрона. Энергетическая схема образования этого иона с учетом принципа Паули показана на рис.21.

Рис. 21. Энергетическая схема образования иона .

На связывающей орбитали размещены два электрона, а на разрыхляющей – один. Следовательно, кратность связи в этом ионе равна (2-1)/2 = 0,5, и он должен быть энергетически устойчивым.

Напротив, молекула Не 2 должна быть энергетически неустойчивой, поскольку из четырех электронов, которые должны разместиться на МО, два займут связывающую МО, а два – разрыхляющую. Следовательно, образование молекулы Не 2 не будет сопровождаться выделением энергии. Кратность связи в этом случае равна нулю – молекула не образуется.

Пример 10. Какая из молекул – В 2 или С 2 характеризуется более высокой энергией диссоциации на атомы? Сопоставьте магнитные свойства этих молекул.

Решение. Составим энергетические схемы образования данных молекул (рис. 22).

Рис. 22. Энергетическая схема образования молекул В 2 и С 2 .

Как видно, в молекуле В 2 разность между числом связывающих и числом разрыхляющих электронов равна двум, а в молекуле С 2 – четырем; это отвечает кратности связи соответственно 1 и 2. Следовательно, молекула С 2 . характеризующаяся более высокой кратностью связи между атомами, должна быть более прочной. Этот вывод соответствует экспериментально установленным значениям энергии диссоциации на атомы молекул В 2 (276 кДж/моль) и С 2 (605 кДж/моль).

В молекуле В 2 два электрона расположены, согласно правилу Гунда, на двух π св 2р-орбиталях. Наличие двух неспаренных электронов сообщает этой молекуле парамагнитные свойства. В молекуле С 2 все электроны спарены, следовательно, эта молекула диамагнитна.

Пример 11. Как располагаются электроны по МО в молекуле CN и в молекулярном ионе CN - , образующемся по схеме: C - + N → CN - . В какой из этих частиц длина связи наименьшая?

Решение. Составив энергетические схемы образования рассматриваемых частиц (рис. 23), заключаем, что кратность связи в CN и CN - соответственно равна 2,5 и 3. Наименьшей длиной связи характеризуется ион CN - , в котором кратность связи между атомами наибольшая.

Рис. 23. Энергетические схемы

образования молекулы CN и молекулярного иона CN - .

Пример 12. Какой тип кристаллической решетки характерен для твердого простого вещества, образованного элементом с порядковым номером 22?

Решение. По ПСЭ Д.И. Менделеева определяем элемент с данным порядковым номером и составляем его электронную формулу.

Титан 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Титан является d-элементом, на внешнем уровне содержит два электрона. Является типичным металлом. В кристалле титана между атомами, имеющими на внешнем валентном уровне два электрона, возникает металлическая связь. Энергия кристаллической решетки ниже энергии решетки ковалентных кристаллов, но значительно выше, чем у молекулярных кристаллов. Кристалл титана обладает высокой электро- и теплопроводностью, способен деформироваться без разрушения, обладает характерным металлическим блеском, имеет высокую механическую прочность и температуру плавления.

Пример 13. Чем отличается структура кристалла CaF 2 от структуры кристаллов Са и F 2 ? Какие виды связей существуют в кристаллах этих веществ? Как это влияет, а их свойства?

Решение. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 Са – типичный металл, s-элемент, имеет на внешнем энергетическом уровне два валентных электрона. Образует металлическую кристаллическую структуру с выраженным металлическим типом связи. Обладает металлическим блеском, электро- и теплопроводностью, пластичен.

1s 2 2s 2 2p 5 F 2 – типичный неметалл, р-элемент, на внешнем энергетическом уровне имеет только один неспаренный электрон, что недостаточно для образования прочных ковалентных кристаллов. Атомы фтора связаны ковалентной связью в двухатомные молекулы, которые образуют молекулярный кристалл за счет сил межмолекулярного взаимодействия. Он непрочен, легко возгоняется, обладает низкой температурой плавления, изолятор.

При образовании кристалла CaF 2 между атомами Са и F образуется ионная связь, поскольку разница в электроотрицательности между ними достаточно велика ЭО=4 (табл. 14). Это приводит к образованию ионного кристалла. Вещество растворимо в полярных растворителях. При обычных температурах является изолятором, при повышении температуры усиливаются точечные дефекты кристалла (за счет теплового движения ионы покидают узлы кристаллической решетки и переходят в междоузлия или на поверхность кристалла). Когда кристалл попадает в электрическое поле, наблюдается направленное перемещение ионов к вакансии, образованные ушедшим ионом. Тем самым обеспечивается ионная проводимость кристалла CaF 2 .

Углерод (С) – типичный неметалл; в периодической системе находится в 2-м периоде IV группе, главной подгруппе. Порядковый номер 6, Ar = 12,011 а.е.м., заряд ядра +6.

Физические свойства: углерод образует множество аллотропных модификаций: алмаз – одно из самых твердых веществ, графит, уголь, сажа .

Атом углерода имеет 6 электронов: 1s 2 2s 2 2p 2 . Последние два электрона располагаются на отдельных р-орбиталях и являются неспаренными. В принципе, эта пара могла бы занимать одну орбиталь, но в таком случае сильно возрастает межэлектронное отталкивание. По этой причине один из них занимает 2р х, а другой, либо 2р у , либо 2р z -орбитали.

Различие энергии s- и р-подуровней внешнего слоя невелико, поэтому атом довольно легко переходит в возбужденное состояние, при котором один из двух электронов с 2s-орбитали переходит на свободную 2р. Возникает валентное состояние, имеющее конфигурацию 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 . Именно такое состояние атома углерода характерно для решетки алмаза — тетраэдрическое пространственное расположение гибридных орбиталей, одинаковая длина и энергия связей.

Это явление, как известно, называют sp 3 -гибридизацией, а возникающие функции – sp 3 -гибридными. Образование четырех sp 3 -cвязeй обеспечивает атому углерода более устойчивое состояние, чем три р-р- и одна s-s-связи. Помимо sp 3 -гибридизации у атома углерода наблюдается также sp 2 — и sp-гибридизация. В первом случае возникает взаимное наложение s- и двух р-орбиталей. Образуются три равнозначные sp 2 — гибридных орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Третья орбиталь р неизменна и направлена перпендикулярно плоскости sp 2 .

При sp-гибридизации происходит наложение орбиталей s и р. Между двумя образующимися равноценными гибридными орбиталями возникает угол 180°, при этом две р-орбитали у каждого из атомов остаются неизменными.

Аллотрорпия углерода. Алмаз и графит

В кристалле графита атомы углерода расположены в параллельных плоскостях, занимая в них вершины правильных шестиугольников. Каждый из атомов углерода связан с тремя соседними sp 2 -гибридными связями. Между параллельными плоскостями связь осуществляется за счет ван-дер-ваальсовых сил. Свободные р-орбитали каждого из атомов направлены перпендикулярно плоскостям ковалентных связей. Их перекрыванием объясняется дополнительная π-связь между атомами углерода. Таким образом, от валентного состояния, в котором находятся атомы углерода в веществе, зависят свойства этого вещества .

Химические свойства углерода

Наиболее характерные степени окисления: +4, +2.

При низких температурах углерод инертен, но при нагревании его активность возрастает.

Углерод как восстановитель:

— с кислородом
C 0 + O 2 – t° = CO 2 углекислый газ
при недостатке кислорода — неполное сгорание:
2C 0 + O 2 – t° = 2C +2 O угарный газ

— со фтором
С + 2F 2 = CF 4

— с водяным паром
C 0 + H 2 O – 1200° = С +2 O + H 2 водяной газ

— с оксидами металлов. Таким образом выплавляют металл из руды.
C 0 + 2CuO – t° = 2Cu + C +4 O 2

— с кислотами – окислителями:
C 0 + 2H 2 SO 4 (конц.) = С +4 O 2 ­ + 2SO 2 ­ + 2H 2 O
С 0 + 4HNO 3 (конц.) = С +4 O 2 ­ + 4NO 2 ­ + 2H 2 O

— с серой образует сероуглерод:
С + 2S 2 = СS 2 .

Углерод как окислитель:

— с некоторыми металлами образует карбиды

4Al + 3C 0 = Al 4 C 3

Ca + 2C 0 = CaC 2 -4

— с водородом — метан (а также огромное количество органических соединений)

C 0 + 2H 2 = CH 4

— с кремнием, образует карборунд (при 2000 °C в электропечи):

Нахождение углерода в природе

Ссвободный углерод встречается в виде алмаза и графита. В виде соединений углерод находится в составе минералов: мела, мрамора, известняка – СаСО 3 , доломита – MgCO 3 *CaCO 3 ; гидрокарбонатов – Mg(НCO 3) 2 и Са(НCO 3) 2 , СО 2 входит в состав воздуха; углерод является главной составной частью природных органических соединений – газа, нефти, каменного угля, торфа, входит в состав органических веществ, белков, жиров, углеводов, аминокислот, входящих в состав живых организмов.

Неорганические соединения углерода

Ни ионы С 4+ , ни С 4- ‑ ни при каких обычных химических процессах не образуются: в соединениях углерода имеются ковалентные связи различной полярности.

Оксид углерода (II) СО

Угарный газ; бесцветный, без запаха, малорастворим в воде, растворим в органических растворителях, ядовит, t°кип = -192°C; t пл. = -205°C.

Получение
1) В промышленности (в газогенераторах):
C + O 2 = CO 2

2) В лаборатории — термическим разложением муравьиной или щавелевой кислоты в присутствии H 2 SO 4 (конц.):
HCOOH = H 2 O + CO­

H 2 C 2 O 4 = CO­ + CO 2 ­ + H 2 O

Химические свойства

При обычных условиях CO инертен; при нагревании – восстановитель; несолеобразующий оксид.

1) с кислородом

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2) с оксидами металлов

C +2 O + CuO = Сu + C +4 O 2

3) с хлором (на свету)

CO + Cl 2 – hn = COCl 2 (фосген)

4) реагирует с расплавами щелочей (под давлением)

CO + NaOH = HCOONa (формиат натрия)

5) с переходными металлами образует карбонилы

Ni + 4CO – t° = Ni(CO) 4

Fe + 5CO – t° = Fe(CO) 5

Оксид углерода (IV) СO 2

Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде — в 1V H 2 O растворяется 0,9V CO 2 (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°C (твёрдый CO 2 называется «сухой лёд»); не поддерживает горение.

Получение

1. Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка:

CaCO 3 – t° = CaO + CO 2

1. Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты:

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ­

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 ­

Химические свойства СO 2
Кислотный оксид: реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

NaOH + CO 2 = NaHCO 3

При повышенной температуре может проявлять окислительные свойства

С +4 O 2 + 2Mg – t° = 2Mg +2 O + C 0

Качественная реакция

Помутнение известковой воды:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ¯(белый осадок) + H 2 O

Оно исчезает при длительном пропускании CO 2 через известковую воду, т.к. нерастворимый карбонат кальция переходит в растворимый гидрокарбонат:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Сa(HCO 3) 2

Угольная кислота и её соли

H 2 CO 3 — Кислота слабая, существует только в водном растворе:

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

Двухосновная:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 — Кислые соли — бикарбонаты, гидрокарбонаты
HCO 3 — ↔ H + + CO 3 2- Cредние соли — карбонаты

Характерны все свойства кислот.

Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:

2NaHCO 3 – t° = Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ­

Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 = 2NaHCO 3

Карбонаты металлов (кроме щелочных металлов) при нагревании декарбоксилируются с образованием оксида:

CuCO 3 – t° = CuO + CO 2 ­

Качественная реакция — «вскипание» при действии сильной кислоты:

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2 ­

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2 ­

Карбиды

Карбид кальция:

CaO + 3 C = CaC 2 + CO

CaC 2 + 2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2 .

Ацетилен выделяется при реакции с водой карбидов цинка, кадмия, лантана и церия:

2 LaC 2 + 6 H 2 O = 2La(OH) 3 + 2 C 2 H 2 + H 2 .

Be 2 C и Al 4 C 3 разлагаются водой с образованием метана:

Al 4 C 3 + 12 H 2 O = 4 Al(OH) 3 = 3 CH 4 .

В технике применяют карбиды титана TiC, вольфрама W 2 C (твердые сплавы), кремния SiC (карборунд – в качестве абразива и материала для нагревателей).

Цианиды

получают при нагревании соды в атмосфере аммиака и угарного газа:

Na 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO = 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2

Синильная кислота HCN – важный продукт химической промышленности, широко применяется в органическом синтезе. Ее мировое производство достигает 200 тыс. т в год. Электронное строение цианид-аниона аналогично оксиду углерода (II), такие частицы называют изоэлектронными:

C= O: [:C= N:] –

Цианиды (0,1-0,2%-ный водный раствор) применяют при добыче золота:

2 Au + 4 KCN + H 2 O + 0,5 O 2 = 2 K + 2 KOH.

При кипячении растворов цианидов с серой или сплавлении твердых веществ образуются роданиды :
KCN + S = KSCN.

При нагревании цианидов малоактивных металлов получается дициан: Hg(CN) 2 = Hg + (CN) 2 . Растворы цианидов окисляются до цианатов :

2 KCN + O 2 = 2 KOCN.

Циановая кислота существует в двух формах:

H-N=C=O; H-O-C= N:

В 1828 г. Фридрих Вёлер (1800-1882) получил из цианата аммония мочевину: NH 4 OCN = CO(NH 2) 2 при упаривании водного раствора.

Это событие обычно рассматривается как победа синтетической химии над «виталистической теорией».

Существует изомер циановой кислоты – гремучая кислота

H-O-N=C.
Ее соли (гремучая ртуть Hg(ONC) 2) используются в ударных воспламенителях.

Синтез мочевины (карбамида):

CO 2 + 2 NH 3 = CO(NH 2) 2 + H 2 O. При 130 0 С и 100 атм.

Мочевина является амидом угольной кислоты, существует и ее «азотный аналог» – гуанидин.

Карбонаты

Важнейшие неорганические соединения углерода – соли угольной кислоты (карбонаты). H 2 CO 3 – слабая кислота (К 1 =1,3·10 -4 ; К 2 =5·10 -11). Карбонатный буфер поддерживает углекислотное равновесие в атмосфере. Мировой океан обладает огромной буферной емкостью, потому что он является открытой системой. Основная буферная реакция – равновесие при диссоциации угольной кислоты:

H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 — .

При понижении кислотности происходит дополнительное поглощение углекислого газа из атмосферы с образованием кислоты:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 .

При повышении кислотности происходит растворение карбонатных пород (раковины, меловые и известняковые отложения в океане); этим компенсируется убыль гидрокарбонатных ионов:

H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 —

CaCO 3 (тв.) ↔ Ca 2+ + CO 3 2-

Твердые карбонаты переходят в растворимые гидрокарбонаты. Именно этот процесс химического растворения избыточного углекислого газа противодействует «парниковому эффекту» – глобальному потеплению из-за поглощения углекислым газом теплового излучения Земли. Примерно треть мирового производства соды (карбонат натрия Na 2 CO 3) используется в производстве стекла.