Все многообразие окружающей нас природы состоит из сочетаний сравнительно небольшого числа химических элементов. Так какова же характеристика химического элемента, и чем он отличается от простого вещества?
Химический элемент: история открытия
В различные исторические эпохи в понятие «элемент» вкладывался различный смысл. Древнегреческие философы в качестве таких «элементов» рассматривали 4 «стихии» – тепло, холод, сухость и влажность. Сочетаясь попарно они образовывали четыре «начала» всего на свете – огонь, воздух, воду и землю.
В XVII веке Р. Бойль указал на то, что все элементы носят материальный характер и их число может быть достаточно велико.
В 1787 году французский химик А. Лавуазье создал «Таблицу простых тел». В нее вошли все известные к тому времени элементы. Под последними понимались простые тела, которые не удавалось разложить химическими методами на еще более простые. Впоследствии выяснилось, что в таблицу вошли и некоторые сложные вещества.
К моменту, когда Д. И. Менделеев открыл периодический закон, было известно всего 63 химических элементов. Открытие ученого не только привело к упорядоченной классификации химических элементов, а также помогло предсказать существование новых, еще не открытых элементов.
Рис. 1. А. Лавуазье.
Что такое химический элемент?
Химическим элементом называют определенный вид атомов. В настоящее время известно 118 химических элементов. Каждый элемент обозначают символом, который представляет одну или две буквы из его латинского названия. Например, элемент водород обозначают латинской буквой H и формулой H 2 – первой буквой латинского названия элемента Hydrogenium. Все достаточно хорошо изученные элементы имеют символы и названия, которые можно найти в главных и побочных подгруппах Периодической системы, где все они расположены в определенном порядке.
Cуществует много видов систем, но общепринятой является Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, которая является графическим выражением Периодического закона Д. И. Менделеева. Обычно используют короткую и длинную формы Периодической системы.
Рис. 2. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева.
Что же является главным признаком, по которому атом относят к определенному элементу? Д. И. Менделеев и другие ученые-химики XIX века считали главным признаком атома массу как наиболее стабильную его характеристику, поэтому элементы в Периодической системе расположены в порядке возрастания атомной массы (за немногим исключением).
По современным представлениям, главным свойством атома, относящим его к определенному элементу, является заряд ядра. Таким образом, химический элемент – это вид атомов, характеризующихся определенным значением (величиной) части химического элемента – положительного заряда ядра.
Из всех существующих 118 химических элементов большую часть (около 90) можно обнаружить в природе. Остальные же получены искусственно с помощью ядерных реакций. Элементы 104-107 были синтезированы учеными-физиками в Объединенном институте ядерных исследований в городе Дубне. В настоящее время продолжаются работы по искусственному получению химических элементов с более высокими порядковыми номерами.
Все элементы делятся на металлы и неметаллы. Более 80 элементов относятся к металлам. Однако это деление условное. При определенных условиях некоторые металлы могут проявлять неметаллические свойства, а некоторые неметаллы – металлические свойства.
Содержание различных элементов в природных объектах колеблется в широких пределах. 8 химических элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний) составляют 99% земной коры по массе, все остальные – менее 1%. Большинство химических элементов имеют природное происхождение (95), хотя некоторые из них изначально были выведены искусственно (например, прометий).
Следует различать понятия «простое вещество» и «химический элемент». Простое вещество характеризуется определенными химическими и физическими свойствами. В процессе химического превращения простое вещество утрачивает часть своих свойств и входит в новое вещество в виде элемента. Например, азот и водород, входящие в состав аммиака, содержатся в нем не в виде простых веществ, а в виде элементов.
Некоторые элементы объединяются в группы, такие как органогены (углерод, кислород, водород, азот), щелочные металлы (литий, натрий, калий и т.д.), лантаноиды (лантан, церий и т.д.), галогены (фтор, хлор, бром и т.д.), инертные элементы (гелий, неон, аргон)
Алюминий был открыт в 1825 году датским физиком Х.К. Эрстедом.
Ребята, опишите местоположение данного металла в Переодической системе Менделеева :
Обучаемые: Алюминий – элемент третьего периода и IIIА подгруппы, порядковый номер 13.
Учитель: Давайте разберемся со строением атома:
Заряд ядра атома: +13.
Количество протонов и электронов в неионизированном атоме всегда одинаково и равно порядковому номеру в периодической таблице Менделеева, для алюминия Al - 13, а теперь найдем значение атомной массы (26,98) и округлим его, получим 27. Скорее всего, что его наиболее распространенный изотоп будет иметь массу равную 27. Следовательно, в ядре этого изотопа будет находиться 14 нейтронов (27–13=14). Количество нейтронов в неионизированном атоме Al = 14., т.о. p13n14e13
Электронную формула атома алюминия:
13 А l 1 S 2 2 S 2 2 P 6 3 S 2 3 P 1
графическая формула:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
Учитель: Из приведенной вами формулы мы видим, что атом алюминия имеет одни промежуточный 8-и электронный слой, который препятствует притяжению внешних электронов к ядру. Поэтому, у атома алюминия восстановительные свойства выражены гораздо сильнее, чем у атома бора. Почти во всех своих соединениях Аl имеет степень окисления +3.
Метал или неметалл: Является М (Металлическая связь, металлическая решетка со свободно перемещающимися электронами).
Высшая положительная степень окисления: +3 – в соединениях, 0 – в простом веществе.
Формула высшего оксида: Аl 2 O 3 бесцветные нерастворимые в воде кристаллы. Химические свойства - амфотерный оксид. Практически не растворим в кислотах. Растворяется в горячих растворах и расплавах щелочей.
Al 2 O 3 +6HCl→2AlCl 3 +3H 2 O
Al 2 O 3 +2 KOH (температура)→2 KAlO 2(алюминат калия) + H 2 О
Формула высшего гидроксида: Al(OH) 3 – амфотерный гидроксид (проявление основных и кислотных свойств).
Упрощенное Al ( OH ) 3 +3 KOH = KAlO 2 +3 H 2 O
Реальный процесс отражается таким уравнением: Al ( OH ) 3 + KOH = K [ Al ( O Н) 4 ]
Al(OH) 3 +3HCl=AlCl 3 +3H 2 O
Валентность по водороду : отсутствует
Формула летучего водородного соединения : отсутствует
Сравнение Al с соседними по периоду, подгруппе, группе, радиусу, электроотрицательности, энергии ионизации .
B Радиус атома(увел.)
Al Энергия ионизации (уменьш.)
Ga Электроотрицательность (уменьш.)
М свойства (увел.)
Радиус атома(увел.)
Энергия ионизации (уменьш.)
Электроотрицательность (уменьш.)
М свойства (увел.)
Тема урока: «Химические свойства алюминия и его соединения».
Тип урока: комбинированный
Задачи:
Образовательные:
1. Показать зависимость физических свойств алюминия от наличия в нем металлической связи и особенностей кристаллического строения.
2. Сформировать у учащихся знания о том, что алюминию в свободном состоянии присущи особые, характерные физические и химические свойства.
Развивающие:
1. Возбудить интерес к изучению науки путем предоставления кратких исторических и научных сообщений о прошлом, настоящем и будущем алюминия.
2. Продолжить формирование исследовательских навыков учащихся при работе с литературой, выполнением лабораторной работы.
3. Расширить понятие амфотерности раскрытием электронного строения алюминия, химических свойств его соединений.
Воспитательные:
1. Воспитывать бережное отношение к окружающей среде, предоставляя сведения о возможном использовании алюминия вчера, сегодня, завтра.
2. Формировать умения работать коллективом у каждого учащегося, считаться с мнением всей группы и отстаивать свое корректно, выполняя лабораторную работу.
3. Знакомить учащихся с научной этикой, честностью и порядочностью естествоиспытателей прошлого, предоставляя сведения о борьбе за право быть первооткрывателем алюминия.
Характеристика простого вещества:
Алюминий является металлом, таким образом, (металлическая связь; металлическая решетка, в узлах которой расположены свободно перемещающиеся общие электроны ).
уметь характеризовать элемент на основании его положения в периодической системе, систематизировать знания о составе и свойствах соединений, образуемых металлами
Просмотр содержимого документа
«Урок 1 характеристика элемента-металла»
Конспект урока по химии
в 9 классе
«Характеристика химического элемента-металла на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева.»
Тема урока: Характеристика химического элемента-металла на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева. (1 слайд)
Цели урока: актуализировать знания о структуре периодической системы,
систематизировать знания о составе и строении атома элемента,
уметь характеризовать элемент на основании его положения в периодической системе, систематизировать знания о составе и свойствах соединений, образуемых металлами (2 слайд)
Оборудование: Таблица Д. И. Менделеева. Простые вещества - металлы и неметаллы, компьютер, проектор, презентация по теме.
I . Организационный момент
Приветственное слово учителя. Поздравление ребят с началом нового учебного года.
П. Повторение основных теоретических вопросов программы 8 класса
Основным вопросом программы 8 класса является Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Она же является базой для изучения курса химии 9 класса.
Напоминаю, что таблица Д. И. Менделеева представляет собой «дом», в котором живут все химические элементы. Каждый элемент имеет номер (порядковый), который можно сравнить с номером квартиры. «Квартира» расположена на определенном «этаже» (т. е. периоде) и в определенном «подъезде» (т. е. группе). Каждая группа в свою очередь делится на подгруппы: главную и побочную. Пример: элемент магний Mg имеет порядковый номер (№) 12 и расположен в третьем периоде, в главной подгруппе второй группы.
Свойства химического элемента зависят от его положения в таблице Д. И. Менделеева. Поэтому очень важно научиться характеризовать свойства химических элементов на основании их положения в Периодической системе.
III . План характеристики химического элемента на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева
Алгоритм характеристики: (3-5 слайды)
1. Положение элемента в ПС
в) группа
д) относительная атомная масса.
а) число протонов (р +), нейтронов (n 0), электронов (е -)
б) заряд ядра
д) электронная формула атома
е) графическая формула атома
ж) семейство элемента.
Три последних пункта, для хорошо подготовленных классов.
3. Свойства атома
Записать в виде схем-уравнений. Сравнить с соседними атомами.
4. Возможные степени окисления.
5. Формула высшего оксида, его характер.
6. Формула высшего гидроксида, его характер.
7. Формула летучего водородного соединения, его характер.
Обратить внимание: При рассмотрении пунктов 5 и 7 все формулы высших оксидов и летучих водородных соединений помещены внизу таблицы Д. И. Менделеева, что фактически является «законной шпаргалкой».
Так как в начале, при характеристике элементов ребята могут испытывать определенные трудности, поэтому им полезно пользоваться «законными шпаргалками» - табл. 1 и др. Потом, по мере накопления опыта и знаний, эти помощники уже не потребуются.
Задание: Охарактеризуйте химический элемент натрий на основании его положения в периодической системе Д.И. Менделеева. (слайд 6)
Работает весь класс, записи поочередно ведут обучающиеся на доске.
Образец ответа. (слайд 7)
Na – натрий
1) 11, 3 период, малый, 1 группа, А
2) 11 р + , 12n 0 , 11 е -
+ 11 2-8-1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0 - s - элемент
3) Na 0 – 1 e → Na +
восстановитель
R a: Li Mg
по группе по периоду
Ме св-ва: Li Na K Na Mg
по группе по периоду
4) Na : 0, +1
5) Na 2 O – основный оксид
6) NaOH – основание, щелочь.
7) Не образует
IV
Каждый химический элемент образует простое вещество, обладающее определенным строением и свойствами. Простое вещество характеризуют по следующим параметрам: (слайд 8)
1) Тип связи.
2) Тип кристаллической решетки.
3) Физические свойства.
4) Химические свойства (схема).
Образец ответа : (слайд 9)
Металлическая связь [Na 0 – 1 e → Na + ]
- Металлическая кристаллическая решетка
- Твердое вещество, мягкий металл (режется ножом), белого цвета, блестящий, тепло-и электропроводен.
Металл продемонстрировать. Отметить, что в связи с высокой химической активностью, его хранят под слоем керосина.
- Na 0 – 1 e → Na + → взаимодействует с веществами-окислителями
восстановитель
Неметаллы + оксиды металлов (менее активные)
Кислоты + соли
Задание : Запишите уравнения реакций, характеризующие свойства простого вещества натрия. Рассмотрите уравнения с позиций окислительно-восстановительных процессов. (слайд 10)
Пять учащихся по желанию работают у доски.
1) 2 Na + Cl 2 → 2 NaCl
Cl 2 0 + 2e → 2Cl - │1 окислитель - восстановление
2) 2 Na + 2HCl → 2 NaCl + H 2
Na 0 – 1e → Na + │2 восстановитель - окисление
3) 2 Na + 2H 2 O → 2 NaOH + H 2
Na 0 – 1e → Na + │2 восстановитель - окисление
2H + + 2e → H 2 0 │1 окислитель - восстановление
4) 2 Na + MgO → Na 2 O + Mg
Na 0 – 1e → Na + │2 восстановитель - окисление
Mg 2+ + 2e → Mg 0 │1 окислитель - восстановление
5) 2 Na + CuCl 2 (расплав) → 2 NaCl + Cu
Na 0 – 1e → Na + │2 восстановитель - окисление
Cu 2+ + 2e → Cu 0 │1 окислитель - восстановление
V
Для каждого химического элемента характерно образование сложных веществ различных классов – оксиды, основания, кислоты, соли. Основными параметрами характеристики сложного вещества являются: (слайд 11)
Формула соединения.
Вид связи.
Характер соединения.
Химические свойства соединения (схема).
Образец ответа:
I . Оксид (слайд 12)
Na 2 O
Ионная связь
Химические свойства:
основный оксид + кислота → соль и вода
основный оксид + кислотный оксид → соль
основный оксид + Н 2 О → щелочь
(растворимый оксид)
II. Гидроксид (слайд 13)
1) NaOH
2) Ионная связь
3) Основание, щелочь.
4) Химические свойства:
основание (любое) + кислота = соль + вода
щёлочь + соль = новое основание + новая соль
щёлочь + оксид неметалла = соль + вода
Самостоятельная работа.
Задание: Запишите уравнения реакций, характеризующие свойства оксида и гидроксида. Уравнения рассмотрите с позиций окислительно-восстановительных процессов и ионного обмена. (слайд 14)
Образец ответов.
Оксид натрия:
l ) Na 2 O + 2HC 1 = 2NaCl + Н 2 О (реакция обмена)
2) Na 2 O + SO 2 = Na 2 SO 3 (реакция соединения)
3) Na 2 O + H 2 O = 2NaOH (реакция соединения)
Гидроксид натрия:
1) 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2Н 2 О (реакция обмена)
2Na + + 2ОН - + 2Н + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2- + 2Н 2 О
ОН - + Н + = Н 2 О
2) 2NaOH + СО 2 = Na 2 CO 3 + Н 2 О (реакция обмена)
2Na + + 2ОН- + СО 2 = 2Na + + СО 3 2- + Н 2 О
3) 2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu (OH) 2 (реакцияобмена)
2Na + + 2 ОН - + Cu 2+ + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2- + Cu (OH) 2
2OH - + Cu 2+ = Cu (OH ) 2
Вспомнить условия протекания реакций обмена до конца (образование осадка, газа или слабого электролита).
Для натрия, как и для всех металлов, характерно образование генетического ряда: (слайд 15)
Металл → основный оксид → основание (щелочь) → соль
Na → Na 2 O → NaOH → NaCl (Na 2 SO 4 , NaNO 3 , Na 3 PO 4 )
(слайд 16)
§ 1, упр. 1 (б), 3; составить уравнения реакций для генетического ряда Na
Просмотр содержимого презентации
«Характеристика элемента-металла»
Урок: «Характеристика химического элемента-металла на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева» урок химии, 9 класс
- актуализировать знания о структуре периодической системы,
- систематизировать знания о составе и строении атома элемента,
- уметь характеризовать элемент на основании его положения в периодической системе,
- систематизировать знания о составе и свойствах соединений, образуемых металлами
Алгоритм
характеристики элемента
- Положение элемента в ПС
а) порядковый номер химического элемента
б) период (большой или малый).
в) группа
г) подгруппа (главная или побочная)
д) относительная атомная масса
а) число протонов (р+), нейтронов (n 0), электронов (е -)
б) заряд ядра
в) число энергетических уровней в атоме
г) число электронов на уровнях
д) электронная формула атома
е) графическая формула атома
ж) семейство элемента.
- Свойства атома
а) способность отдавать электроны (восстановитель)
б) способность принимать электроны (окислитель).
- Возможные степени окисления.
- Формула высшего оксида, его характер.
- Формула высшего гидроксида, его характер.
- Формула летучего водородного соединения, его характер.
Задание: Охарактеризуйте химический элемент натрий на основании его положения в периодической системе Д.И. Менделеева.
Mg по группе по периоду Ме св-ва: Li Na K Na Mg по группе по периоду Na: 0, +1 Na 2 O – основный оксид NaOH – основание, щелочь. Не образует" width="640"
- Na – натрий
- 11, 3 период, малый, 1 группа, А
- 11 р +, 12n 0 , 11 е -
- +11 2-8-1
- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0 - s - элемент
- Na 0 – 1 e → Na +
- восстановитель
- Ra: Li Na Mg
- по группе по периоду
- Ме св-ва: Li Na K Na Mg
- по группе по периоду
- Na : 0, +1
- Na 2 O – основный оксид
- NaOH – основание, щелочь.
- Не образует
- Тип связи
- Тип кристаллической решетки
- Физические свойства
- Химические свойства (схема)
Образец ответа
- Металлическая связь [ Na 0 – 1 e → Na + ]
- Металлическая кристаллическая решетка
- Твердое вещество, мягкий металл (режется ножом), белого цвета, блестящий, тепло - и электропроводен.
- Na – восстановитель → взаимодействует с веществами-окислителями
Неметаллы + кислоты
Вода + соли
Оксиды металлов (менее активные)
Задание : Запишите уравнения реакций, характеризующие свойства простого вещества натрия.
Рассмотрите уравнения с позиций окислительно-восстановительных процессов.
- Формула соединения.
- Вид связи.
- Характер соединения.
- Химические свойства соединения (схема)
Образец ответа: Оксид натрия
- Na 2 O
- Ионная связь
- Солеобразующий, основный оксид.
- Химические свойства:
Основный оксид + кислота → соль и вода
Основный оксид + кислотный оксид → соль
Основный оксид + Н 2 О → щелочь
(растворимый оксид)
Гидроксид натрия
- Ионная связь
- Основание, щелочь.
- Химические свойства:
Щёлочь + кислота = соль + вода
Щёлочь + соль = новое основание + новая соль
Щёлочь + оксид неметалла = соль + вода
Самостоятельная работа
Задание: Запишите уравнения реакций, характеризующие свойства оксида и гидроксида.
Уравнения рассмотрите с позиций окислительно-восстановительных процессов и ионного обмена.
Генетический ряд натрия
Металл → Основный оксид →
→ Основание (щелочь) → Соль
Na → Na 2 O → NaOH → NaCl ( Na 2 SO 4 , NaNO 3 , Na 3 PO 4 )
- упр. 1 (б), 3
- составьте уравнения реакций для генетического ряда Na .
Как и литературным героям, химическим элементам - «героям» химических процессов дают характеристики. Только если для первых в качестве первоисточника используют литературное произведение, то для вторых - Периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева. Однако и в первом, и во втором случае необходим план.
Характеризуя химический элемент, будем придерживаться следующего плана.
- Положение элемента в Периодической системе Д. И. Менделеева и строение его атомов.
- Характер простого вещества (металл, неметалл).
- Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами.
- Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами.
- Состав высшего оксида, его характер (основный, кислотный, амфотерный).
- Состав высшего гидроксида, его характер (кислородсодержащая кислота, основание, амфотерный гидроксид).
- Состав летучего водородного соединения (для неметаллов).
В приведённом плане для вас незнакомыми являются следующие химические понятия: переходные металлы, амфотерные оксиды и гидроксиды. Их смысл будет раскрыт в следующем параграфе. Пока же рассмотрим характеристики металла и неметалла.
При этом будем руководствоваться уже известными вам из курса 8 класса основными закономерностями изменения свойств атомов, простых веществ и соединений, образованных химическими элементами главных подгрупп (А групп) и периодов Периодической системы Д. И. Менделеева (табл. 1).
Таблица 1
Закономерности изменения свойств атомов, простых веществ и соединений, образованных химическими элементами, в пределах главных подгрупп и периодов Периодической системы Д. И. Менделеева
Формы существования химического элемента и их свойства |
Изменения свойств |
||
в главных подгруппах ↓ |
в периодах → |
||
Заряд ядра |
Увеличивается |
Увеличивается |
|
Число заполняемых энергетических уровней |
Увеличивается |
Не изменяется и равно номеру периода |
|
Число электронов на внешнем уровне |
Не изменяется и равно номеру группы |
У величивается |
|
Радиус атома |
Увеличивается |
Уменьшается |
|
Восстанови-
|
Усиливаются |
Ослабевают |
|
Окислительные
|
Ослабевают |
Усиливаются |
|
Высшая степень окисления |
Постоянная и равна номеру группы (N) |
У величивается от +1 до +7 (+8) |
|
Низшая степень окисления |
Не изменяется и равна (8-N) |
Увеличивается от -4 до -1 |
|
Простые
|
Металлические
|
Усиливаются |
Ослабевают |
Неметаллические свойства |
Ослабевают |
Усиливаются |
|
Соеди-
|
Характер
|
Усиление
|
Основный ->
Усиление кислотных свойств и ослабление основных Щёлочь -> Нерастворимое основание ->
|
Характеристика металла на примере магния.
1. Магний имеет порядковый номер в Периодической системе Z - 12 и массовое число А - 24. Соответственно заряд ядра его атома +12 (число протонов). Следовательно, число нейтронов в ядре равно N = А - Z = 12. Так как атом электронейтрален, то число электронов, содержащихся в атоме магния, тоже равно 12.
Элемент магний находится в 3-м периоде Периодической системы, значит, все электроны атома располагаются на трёх энергетических уровнях. Строение электронной оболочки атома магния можно отразить с помощью следующей схемы:
Исходя из строения атома, можно предсказать и степень окисления магния в его соединениях. В химических реакциях атом магния отдаёт два внешних электрона, проявляя восстановительные свойства, следовательно, он получает степень окисления +2.
Восстановительные свойства у магния выражены сильнее, чем у бериллия, но слабее, чем у кальция (элементы IIA группы), что связано с увеличением радиусов атомов при переходе от Be к Mg и Са. Соответственно в ряду Be - Mg - Са два внешних электрона всё более удаляются от ядра, ослабевает их связь с ядром, и они всё легче покидают атом, который при этом переходит в ион М 2+ (М - металл).
2. Для магния - простого вещества - характерна металлическая кристаллическая решётка и металлическая химическая связь, а отсюда и все типичные для металлов свойства (вспомните какие).
3. Металлические свойства у магния выражены сильнее, чем у бериллия, но слабее, чем у кальция (объясните почему, учитывая, что металлические свойства определяются в первую очередь способностью атомов отдавать электроны).
4. Металлические свойства у магния выражены слабее, чем у натрия, но сильнее, чем у алюминия (соседние элементы 3-го периода) (объясните почему).
5. Оксид магния MgO является основным оксидом и проявляет все типичные свойства основных оксидов {вспомните какие).
6. В качестве гидроксида магнию соответствует основание Mg(OH) 2 , которое проявляет все характерные свойства оснований (вспомните какие).
7. Летучего водородного соединения магний не образует.
Характеристика неметалла на примере серы.
1. Сера - элемент VIA группы и 3-го периода, Z = 16, А = 32. Соответственно атом серы содержит в ядре 16 протонов и 16 нейтронов и на электронной оболочке - 16 электронов. Строение его электронной оболочки можно отразить с помощью следующей схемы:
Атомы серы проявляют как окислительные свойства (принимают недостающие для завершения внешнего уровня два электрона, получая при этом степень окисления -2, например в соединениях с металлами или менее электроотрицательными элементами-неметаллами - водородом, углеродом и т. п.), так и восстановительные свойства (отдают 2, 4 или все 6 внешних электронов более электроотрицательным элементам, например кислороду, галогенам, приобретая при этом степени окисления +2, +4, +6).
Сера - менее сильный окислитель, чем кислород, но более сильный, чем селен, что связано с увеличением радиусов атомов от кислорода к селену. По этой же причине восстановительные свойства элементов в главной подгруппе VI группы (VIA группы) при переходе от кислорода к селену усиливаются. {Дайте объяснения указанных изменений окислительных и восстановительных свойств.)
2. Сера - простое вещество, типичный неметалл. Сере свойственно явление аллотропии. Разные простые вещества, образованные химическим элементом серой, имеют различные свойства, так как кристаллическое строение их различно. Например, у ромбической серы молекулярная кристаллическая решётка состоит из циклических молекул состава S 8 , а у пластической серы молекулы представляют собой длинные открытые цепи атомов:
3. Неметаллические свойства у серы выражены слабее, чем у кислорода, но сильнее, чем у селена.
4. Неметаллические свойства у серы выражены сильнее, чем у фосфора, но слабее, чем у хлора (соседние элементы в 3-м периоде).
5. Высший оксид серы имеет формулу SO 2 . Это кислотный оксид. Он проявляет все типичные свойства кислотных оксидов {какие?).
6. Высший гидроксид серы - хорошо известная вам серная кислота H 2 SO 4 , раствор которой проявляет все типичные свойства кислот {какие?).
7. Сера образует летучее водородное соединение - сероводород H 2 S.
Подобные характеристики можно привести для большинства элементов-металлов и элементов-неметаллов главных подгрупп. На их основе можно составить генетические ряды металла и неметалла.
Генетический ряд металла:
Генетический ряд неметалла:
Новые слова и понятия
- План характеристики химического элемента.
- Характеристика элемента-металла.
- Характеристика элемента-неметалла.
- Генетические ряды металла и неметалла.
Задания для самостоятельной работы
- Дайте характеристику элементов: а) фосфора; б) калия.
- Запишите уравнения химических реакций, характеризующие свойства: a) MgO и SO 3 ; б) Mg(OH) 2 и H 2 SO 4 . Уравнения реакций с участием электролитов запишите также в ионной форме.
- Дайте характеристику магния - простого вещества. Какой тип связи наблюдается в нём? Какие физические свойства имеет металл магний? Запишите уравнения реакций магния со следующими веществами: а) кислородом; б) хлором Сl 2 ; в) серой; г) азотом N 2 ; д) соляной кислотой. Рассмотрите их с позиций процессов окисления-восстановления.
- Что такое аллотропия? Какой тип химической связи реализуется в молекулах состава: a) S 8 ; б) H 2 S? Какие физические свойства имеет наиболее устойчивая модификация серы - ромбическая сера? Запишите уравнения реакций серы со следующими веществами: а) натрием; б) кальцием; в) алюминием; г) кислородом; д) водородом; е) фтором F 2 . Рассмотрите их с позиций процессов окисления-восстановления.
- Сравните свойства простого вещества кремния со свойствами простых веществ, образованных химическими элементами - соседями кремния по периоду.
- У высшего оксида какого химического элемента наиболее выражены кислотные свойства: а) азота или фосфора; б) фосфора или серы?
- Вычислите объём воздуха (примите объёмную долю кислорода в нём равной 0,2), который потребуется для сжигания 120 мг образца магния, содержащего 2% негорючих примесей.
- Вычислите объём оксида серы (IV) (н. у.), который может быть получен при сжигании 1,6 кг серы, если выход продукта составляет 80% от теоретически возможного.
Указание . Сначала по уравнению реакции рассчитайте объём оксида серы (IV) - это теоретический объём V теор, затем найдите практический объём V практ, исходя из известного выхода продукта W:
W = V практ: V теор, отсюда V практ = W V теор.
Аналогично можно найти массу продукта реакции, используя формулу:
W = m практ: m теор, отсюда m практ = W m теор.
- Можно ли утверждать, что высшему оксиду серы SO 3 соответствует сернистая кислота H 2 SO 3 ? Почему?
- Используя метод электронного баланса, определите коэффициенты в схемах химических реакций:
а) Mg + СO 2 -> MgO + С;
б) S + КСlO 3 -> КСl + SO 2 .