Какой из элементов ванадий или мышьяк более выраженными металлическими свойствами
Какой из элементов четвертого периода – ванадий или мышьяк обладает более выраженными металлическими свойствами? Какой из элементов образует газообразные соединения с водородом? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов данных элементов.
Решение:
V (ванадий) и As (мышьяк) находятся в одной группе (V) периодической системы, в одном периоде (IV), но в разных подгруппах.
Число протонов ванадия составляет 23 – элемент, который находится в побочной подгруппе пятой группы. Запишем на основании этого электронную формулу:
+23V 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d 3 4s2
V – неметалл, d – элемент.
Электронная формула мышьяка:
+33As 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3
As – неметалл, p – элемент.
Размещение элементов в разных подгруппах свидетельствует об их различной химической и физической активности.
V – неметалл, d – элемент, способен только отдавать электроны, т.к. находится в побочной группе т.е. число электронов на внешнем уровне не больше двух, принимает положительные степени окисления.
V0 – 3e – > V+3 процесс окисления
Восстановитель.
V0 – 5e – > V+5 процесс окисления
Восстановитель.
Обладает металлическими свойствами.
As находится в главной подгруппе V группы, т.е. число электронов на внешнем уровне = 5.
As – неметалл, способен к реакциям окисления и восстановления.
As0 – 5e – > As+5 процесс окисления
Восстановитель.
As0 + 3e – > As-3 процесс восстановления
Окислитель.
As-3 H3+ – арсин, газообразное вещество.
Атомные массы элементов в периодической системе непрерывно увеличиваются, тогда как свойства простых тел изменяются периодически. Чем это можно объяснить? Дайте мотивированный ответ.
Решение:
По закону периодичности Д. И Менделеева “Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от атомных весов элементов” или “Свойства элементов находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов”.
Атомные массы увеличиваются за счёт увеличения количества протонов и нейтронов в ядре и электронов, а свойства периодически изменяются за счёт изменения количества электронов на внешних энергетических уровнях атомов. Чем меньше электронов, тем легче они его отдают (например металлы окисляются) и чем больше электронов (больше заполнен энергетический уровень) тем чаще они забирают электроны недостающие для заполнения уровня (кислород окисляет металлы).
Распределите электроны атома серы по квантовым ячейкам. Сколько неспаренных электронов имеют ее атомы в нормальном и возбужденном состоянии? Чему равна валентность серы, обусловленная неспаренными электронами?
Распределение электронов атома серы по квантовым ячейкам в нормальном состоянии:
Из данного электронного строения атома видно, что количество неспаренных электронов равно 2. Соответственно валентность в таком состоянии равна 2.
Электронная формула серы:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Атома серы имеет два возбужденных состояния.
Из данного электронного строения атома видно, что количество неспаренных электронов равно 4. Валентность = 4.
молярная масса электронная формула
Из данного электронного строения атома видно, что количество неспаренных электронов равно 6. Валентность = 6.
Источник
Задание 47.
Какой из элементов четвертого периода – ванадий или мышьяк – обладает более выраженными металлическими свойствами? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов данных элементов?
Решение:
+23V 1s22s22p63s23p63d34s2; +33Аs 1s22s22p63s23p63d104s24p3.
Ванадий d-элемент VВ- группы, а мышьяк – р-элемент VА- группы. На внешнем энергетическом уровне у атома ванадия два электрона, а у атома мышьяка – пять. Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, и, следовательно, тенденцией терять эти электроны. Эти атомы обладают только восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов. Элементы, атомы которых на внешнем энергетическом уровне содержат более трёх электронов, обладают определённым сродством к электрону, и, следовательно, приобретают определённую отрицательную степень окисления и даже образуют элементарные отрицательные ионы. Таким образом, ванадий, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для мышьяка, проявляющего слабые восстановительные свойства, более свойственны окислительные функции. Общей закономерностью для всех групп, содержащих р- и d-элементы, является преобладание металлических свойств у d-элементов. Следовательно, металлические свойства у ванадия сильнее выражены, чем у мышьяка.
Мышьяк с водородом образует газообразный гидрид AsH3 – арсин, где мышьяк проявляет отрицательную степень окисления -3, так как атом мышьяка способен присоединять три электрона до полного заполнения внешнего энергетического уровня:
Задание 48.
Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV).
Решение:
Марганец в своих соединениях проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7.
Формулы оксидов, отвечающих этим степеням окисления:
MnO – оксид марганца (II);
Mn2O3 – оксид марганца(III);
MnO2 – оксид марганца(IV);
MnO3 – ; оксид марганца(VI);
Mn2O7 – оксид марганца(VII).
Формулы гидроксидов марганца:
Mn(OH)2 – гидроксид марганца(II);
Mn(OH)3 – гидроксид марганца(III);
Mn(OH)4 – гидроксид марганца(IV);
H2MnO4 – марганцовистая кислота;
HMnO4 – марганцовая кислота.
Mn(OH)4 – гидроксид марганца(IV) – амфотерное основание, которое реагирует как с кислотами, так и со щелочами:
Mn(OH)4 + 4HCl = MnCl4 + 4H2O;
Mn(OH)4 + 4NaOH = Na4MnO4 + 4H2O
Задание 49.
У какого элемента четвертого периода – хрома или селена – сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте строением атомов хрома и селена.
Решение:
Электронные формулы хрома и селена:
+24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1; +34Se 1s22s22p63s23p63d104s24p4.
Хром d-элемент VIВ- группы, а селен – р-элемент VIА – группы. На внешнем энергетическом уровне у атома хрома один электрон, а у атома селена – шесть. Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, и, следовательно, тенденцией терять их. Они обладают только восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов. Элементы, атомы которых на внешнем энергетическом уровне содержат более трёх электронов, обладают определённым сродством к электрону, и, следовательно, приобретают определённую отрицательную степень окисления и даже образуют элементарные отрицательные ионы. Таким образом, хром, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для селена, проявляющего слабые восстановительные свойства, более свойственны окислительные функции. Общей закономерностью для всех групп, содержащих р- и d-элементы, является преобладание металлических свойств у d-элементов. Следовательно, металлические свойства у хрома сильнее выражены, чем у селена. К тому же селен, присоединив два электрона к наружному р-подуровню, проявляет отрицательную степень окисления и образует с водородом газообразное соединение H2Se, которое называют селеноводород.
Задание 50.
Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений алюминия с данными элементами в этой степени окисления. Как называются соответствующие соединения?
Решение:
Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того числа электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки (ns2p6). Элементы хлор, сера, азот и углерод находятся соответственно в VIIА-, VIА-, VА-, IVА- группах и имеют структуру внешнего энергетического уровня s2p5, s2p4, s2p3, s2p2. Следовательно, низшая степень окисления хлора, серы, азота и углерода равны соответственно -1, -2, -3 и -4.
Формулы соединений алюминия с данными элементами в этой степени окисления:
AlCl3 – хлорид алюминия;
Al2S3 – сульфид алюминия;
AlN – нитрид алюминия;
Al4C3 – карбид алюминия.
Задание 51.
У какого из р-элементов пятой группы периодической системы – фосфора или сурьмы – сильнее выражены неметаллические свойства? Какое из водородных соединений данных элементов более сильный восстановитель? Ответ мотивируйте строением атома этих элементов.
Решение:
Фосфор и сурьма находятся в VА- группе и имеют следующие электронные формулы:
+15Р 1s22s22p63s23p3; +51Sb 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p3
На внешнем энергетическом уровне оба элемента содержат по пять валентных электронов, из которых два s-и три р-электрона.
Так как фосфор – элемент третьего периода, а сурьма – пятого, то из этого следует, что радиус атома фосфора значительно меньше, чем у атома сурьмы. В группах с увеличением порядкового номера элементов закономерно увеличиваются радиусы их атомов, что приводит к уменьшению связи внешних электронов; поэтому атом фосфора обладает определённым сродством к электрону, и, следовательно, приобретает отрицательную степень окисления и имеет больше шансов образовывать отрицательные ионы. Таким образом, фосфор, как все неметаллы, обладает только очень слабыми восстановительными свойствами и более сильными окислительными функциями. Сурьма, имея большие размеры атома, будет легче отдавать электроны внешнего энергетического уровня, чем принимать и поэтому будет проявлять восстановительные функции, т. е. обладать характерными металлическими свойствами.
Водородное соединение сурьмы (SbH3 – стибин) обладает более сильными восстанови-тельными свойствами, чем водородное соединение фосфора (РН3 – фосфин). Это объясняется тем, что в группах с ростом порядкового номера элемента закономерно возрастают радиусы атомов элементов и, соответственно ионные радиусы. Ион Sb3- имеет больший диаметр, чем ион Р3-, поэтому иону сурьмы значительно легче отдать электроны (из-за большего радиуса иона требуется меньше энергии на отрыв электрона).
Задание 52.
Исходя из положения металла в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание: Ва(ОН)2 или Мg(OH)2; Ca(OH)2 или Fе(ОН)2; Сd(ОН)2 или Sr(OH)2.
Решение:
Гидроксиды можно изобразить общей формулой ЭОН, где Э – металл. Гидроксиды могут диссоциировать по схеме:
Диссоциация зависит от прочности и полярности связей Э — О и О — Н и может протекать по двум направлениям:
Прочность связей определяется разностью электроотрицательностей компонентов, размерами и эффективными зарядами ионов. Если прочность связей Э — О и О — Н близки или равны , то диссоциация гидроксида может одновременно протекать и по основному (I), и по кислотному типу (II). В этом случае речь идёт об амфотерных электролитах (амфолитах):
где Э – элемент (металл или неметалл); n+ – положительная степень окисления элемента.
а) Ва(ОН)2 будет более сильным основанием, чем Mg(OH)2, так как эти элементы стоят во IIА- группе главной подгруппе, а в группе у элементов с увеличением порядкового номера увеличиваются размеры атомов (ионов), что уменьшает прочность связей Ва2+ с ОН-, чем у Mg2+ с ОН-.
б) Ca и Fe – элементы большого ряда четвёртого периода периодической системы химических элементов, поэтому с ростом порядкового номера элемента будет наблюдаться рост эффективного заряда, что приводит к уменьшению размеров атома (радиус атома железа будет намного меньше, чем радиус атома кальция). Из-за чего связь между Са2+ и ОН- будет значительно меньше, чем между Fe2+ с ОН-, значит, Са(ОН)2 будет проявлять сильнее основные свойства, чем Fe(ОН)2.
в) Стронций – типичный р-элемент IIА- группы, а кадмий – d-элемент IIВ- группы и у их атомов на внешнем энергетическом уровне содержатся по два электрона, поэтому они в своих соединения будут проявлять степень окисления +2. У кадмия порядковый номер (48) значительно больше, чем у стронция (38), поэтому радиус иона кадмия (Cd2+) имеет большее численное значение, чем у иона стронция (Sr2+), значит, связь между ионами Cd2+ и ОН- будет прочнее, чем связь между Sr2+ и ОН-, Sr(OH)2 будет проявлять меньше основных свойств чем Cd(ОН)2.
Задание 53.
Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: СuОН Или Сu(OH)2; Fе(ОН)2 или Fе(ОН)3; Sn(ОН)2 или Sn(ОН)4? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида олова (II).
Решение:
Если данный элемент проявляет переменную степень окисления (валентность) и образует несколько оксидов и гидроксидов, то с увеличением степени окисления свойства послед-них меняются от основных к амфотерным и кислотным. Это объясняется характером электролитической диссоциации (ионизации) гидроксидов ЭОН, которая в зависимости от сравнительной прочности и полярности связей Э — О и О — Н может протекать по двум направлениям:
Полярность связей, в свою очередь, определяется разностью электроотрицательностей компонентов, размерами и эффективными зарядами ионов. Диссоциация по кислотному типу (II) протекает, если
ЕО—Н < < ЕЭ—О (высокая степень окисления), а по основному типу (I), если ЕО—Н >> ЕЭ—О (низкая степень окисления).
Если прочности связей Э — О и О — Н близки или равны, то диссоциация гидроксида может одновременно протекать и по основному (I), и по кислотному типу (II). В этом случае речь идёт об амфотерных электролитах (амфолитах):
где Э – элемент (металл или неметалл); n+ – положительная степень окисления элемента. Таким образом, исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, можно уверенно считать, что, если элемент образует два гидроксида, то более сильным основанием будет тот гидроксид, в котором степень окисления элемента имеет меньшее численное значение.
Отсюда вытекает, что гидроксид меди (I) CuOH более сильное основание, чем гидроксид меди (II) Cu(OH)2; а Fe(OH)2 более сильное основание, чем Fe(OH)3; Sn(OH)2 более сильное основание, чем Sn(OH)4.
Источник
- Главная
- Вопросы & Ответы
- Вопрос 9998361
Пармезан Черница
более месяца назад
Просмотров : 3
Ответов : 1
Лучший ответ:
Главный Попко
1)Чем ближе к францию, тем больше металлические свойства.
2)Связь между As и H – ковалентная полярная связь => атомное строение, а они нелетучие. Но у V и H будет ионная, а там вообще об этом и речи нет… Не уверена тут.
более месяца назад
Ваш ответ:
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи за : неделю месяц все время
Другие вопросы:
Суррикат Мими
Какое количество теплоты необходимо для нагревания алюминевой детали массой 300г от 0 до 100 градусов C? Ответ выразите в джоулях и калориях.
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 4
Ответов : 1
Пармезан Черница
Реши задачи. Из-за каких слов в условиях задачи решаются разными дейстиями?Подчеркни эти слова на овощную базу привезли 18 ц кабачков , а капусты на 3 ц больше . Сколько центнеров капусты привезли на овощную базу? На овощную базу привезли 18 ц кабачков , а капусты на 3 ц больше . Сколько центнеров…
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов :
Зачетный Опарыш
подскажите я правельно зделал пожалуйста
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
Картинок: 1
Онтонио Веселко
Какой массы груз нужно подвесить на коротком плече рычага в точке А, если к длинному плечу в точке В прикреплены два груза, действующие на рычаг с силой 1 Н каждый? От точки О до точки А 10 см; от точки О до точки В 40 см
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов : 1
Пармезан Черница
ПОЕЗД ДВИГАЛСЯ 1 ЧАС СО СКОРОСТЬЮ 50км/ч, ПОТОМ ПРОШЕЛ 30км СО СКОРОСТЬЮ 60км/ч. НАЙТИ СРЕДНЮЮ СКОРОСТЬ И ПРОЙДЕННЫЙ ПОЕЗДОМ ПУТЬ
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 2
Ответов :
Источник