|
|
Периодическая система |
|
|
||||
Задание 1. Охарактеризовать элементы (табл. 2), ответив на |
||||||||
следующие вопросы (см. прил. 1): |
|
|
|
|
|
|||
1) |
назвать элемент и записать его обозначение; |
|
|
|||||
С |
|
|
|
|
|
|
||
2) |
определить номера периода и группы, указать подгруппу, в |
|||||||
которой находится элемент; |
|
|
|
|
|
|
||
3) |
указать кол чество электронов (ē), протонов (р+), нейтронов (n0) в |
|||||||
атоме элемента; |
|
|
|
|
|
|
|
|
графическую |
|
|
|
|
|
|||
4) |
определ ть, металлом или неметаллом является элемент; |
|||||||
5) |
указать электронное семейство, к которому принадлежит элемент; |
|||||||
6) |
определ ть значения квантовых чисел; |
|
|
|
||||
7) |
нап сать электронную (полную и сокращенную) и электронно- |
|||||||
|
бА |
|
|
|||||
|
формулы атома элемента; |
|
|
|
||||
8) |
определ ть макс мальную и минимальную степени окисления; |
|||||||
9) |
состав ть формулу оксида в максимальной степени окисления. |
|||||||
Указать, как ми свойствами он о ладает (кислотными, основными или |
||||||||
амфотерными); |
|
|
|
|
|
|
|
|
10) написать формулу гидроксида, соответствующую составленному |
||||||||
оксиду; |
|
|
|
|
|
|
|
|
11) образует ли элемент газоо разное соединение с водородом? Если |
||||||||
«да», то написать его химическую формулу. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Д |
||||
|
|
Варианты задания |
|
Таблица 2 |
||||
|
Номер |
Порядковые |
|
Номер |
Порядковые |
|
||
|
варианта |
номера элементов |
|
варианта |
номера элементов |
|
||
|
1 |
3, |
52 |
|
11 |
7, |
75 |
|
|
2 |
9, |
20 |
|
12 |
19, |
54 |
|
|
3 |
15, |
56 |
|
13 |
14, |
38 |
|
|
4 |
12, |
53 |
|
14 |
4, |
34 |
|
|
5 |
25, |
52 |
|
15 |
13, |
35 |
|
|
6 |
6, |
24 |
|
16 |
5, |
74 |
|
|
7 |
8, |
55 |
|
17 |
17, |
37 |
|
|
|
|
|
|
|
И |
||
|
8 |
16, |
31 |
|
18 |
33, 82 |
|
|
|
9 |
11, |
85 |
|
19 |
16, |
49 |
|
|
10 |
38, |
53 |
|
20 |
14, |
42 |
|
Задание 2. Используя значение энергии ионизации и энергии сродства к электрону (прил. 5), расположить элементы в ряд по возрастанию металлических и неметаллических свойств (табл. 3).
16
Окислительными или восстановительными свойствами обладают элементы?
|
|
|
|
Варианты задания |
|
Таблица 3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
|
Элементы |
|
Номер |
|
Элементы |
|
|
|
варианта |
|
|
|
варианта |
|
|
|
|
|
1 |
|
F, Br, Cl, I |
|
11 |
|
Te, Se, O, Sn |
|
|
|
2 |
|
Ag, Cu, Li, O |
|
12 |
|
Hg, Zn, Se, Ca |
|
|
|
3 |
|
C, O, Li, N |
|
13 |
|
Ge, C, Sn, Si |
|
и |
|
14 |
|
Al, Ga, B, In |
|
||||
|
4 |
|
Zn, Cd, Be, N |
|
|
|
|||
|
|
5 |
|
Si, Ge, Al, Ga |
|
15 |
|
Nb, V, Ta, N |
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
|
V, Co, Fe, Br |
16 |
|
Ca, Ba, Cd, Te |
||||
|
|
7 |
|
Mn, Cr, Sc, Br |
|
17 |
|
B, Al, Tl, In |
|
|
|
8 |
|
Na, Mg, Ca, Si |
|
18 |
|
Cu, Au, Ag, Pt |
|
|
|
бА |
Rb, I, Sb, Sr |
|
|||||
|
9 |
|
V, Se, Mo, B |
19 |
|
|
|||
|
|
10 |
|
Mg, Be, Ca, P |
|
20 |
|
Cu, Fe, I, Re |
|
|
Вопросы |
задания для защиты лабораторной работы |
|||||||
«Периодическая система. Основные классы неорганических |
|||||||||
|
|
|
|
соединений» |
|
|
|
||
1. |
Какие существуют квантовые числа? |
|
|
|
|||||
2. |
Охарактеризуйте главное квантовое число. Какие значения оно |
||||||||
может принимать? |
|
Д |
|||||||
3. |
|
|
|
||||||
Охарактеризуйте орбитальное квантовое число. Какие значения |
|||||||||
оно может принимать? |
|
|
|
|
|
|
|||
4. |
Охарактеризуйте магнитное квантовое число. Какие значения оно |
||||||||
может принимать? |
|
|
|
|
|
|
|
||
5. |
Охарактеризуйте спиновое квантовое число. Какие значения оно |
||||||||
может принимать? |
|
|
|
|
И |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
Какое квантовое число характеризует запас энергии электрона на |
||||||||
уровне? Что еще характеризует это квантовое число? Какие значения оно |
|||||||||
может принимать? |
|
|
|
|
|
|
|
||
7. |
Какое квантовое число характеризует собственный момент |
||||||||
вращения электрона. Какие значения оно может принимать? |
|||||||||
8. |
Какое квантовое число характеризует запас энергии электрона на |
||||||||
подуровне? Что еще характеризует это квантовое число? Какие значения |
|||||||||
оно может принимать? |
|
|
|
|
|
|
|||
9. |
Сформулируйте правило Клечковского. |
||||||||
10.Сформулируйте правило Гунда.
11.Сформулируйте запрет Паули.
17
12.Какой подуровень заполняется первым: 4d или 5s? Аргументируйте ответ.
13.Можно ли охарактеризовать одинаковым набором квантовых чисел в одном атоме два электрона? Почему?
14.Каким правилом описывается порядок заполнения уровней и
подуровней? Сформулируйте его.
СибАДИ2. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦ
15.Каким правилом определяется порядок заполнения электронов внутри подуровня? Сформулируйте его.
16.Что такое электроотрицательность? Как она изменяется в группах и периодах? Нап сать старую формулировку периодического закона.
17.Что такое энерг я ионизации? какие свойства она характеризует? как изменяется в группах и периодах? Сформулируйте старую формулировку пер од ческого закона.
18.Что такое энергия сродствак электрону? какие свойства она
характер зует? как зменяется в группах и периодах? Сформулируйте новую формул ровку пер одического закона.
19. |
Что называется основанием? |
20. |
Как ми х м ческими свойствами обладают основания? |
21. |
Что называется кислотами? |
22. |
Какими химическими свойствами обладают кислоты? |
23. |
Что называется оксидами? |
24. |
Какими химическими свойствами обладают оксиды? |
25. |
Что называется солями? |
26. |
Назовите виды солей способы их получения. |
27. |
Какими химическими свойствами обладают соли? |
Реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, называются окислительно-восстановительными (ОВР) [1, 2].
Окисление - восстановление – единый взаимосвязанный процесс. Окисление – процесс отдачи ē, сопровождающийся повышением
степени окисления.
Восстановление – процесс присоединения ē, сопровождающийся понижением степени окисления.
Окислитель – элемент, присоединяющий ē (понижающий степень окисления).
Важнейшими окислителями являются: галогены; KMnO4; K2MnO4; K2Cr2O7; O2; H2O2; H2SO4(конц); HNO3(конц., разб).
18
Восстановитель – элемент, отдающий ē (повышающий степень окисления).
Важнейшими восстановителями являются: атомы металлов; H2; C; CO; H2S; SO2; H2SO3; HI; HBr; HCl; SnCl2; CrCl3; MnSO4; NH3; H3PO3; NO.
|
|
|
Классификация ОВР: |
|
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
Межмолекулярные – реакции, в которых окислитель и |
|||||||||||||
восстановитель находятся в разных веществах: |
|
|||||||||||||
|
3 Cu0 + 8 HN+5O3(P) = 3 Cu+2(NO3)2 + 2 N+2O + 4 H2O. |
|||||||||||||
|
|
Cu0 – 2ē = Cu+2 |
3 |
|
|
|
|
окисление, в-ль |
||||||
|
|
N+5 + 3ē = N+2 |
2 |
|
|
|
|
восстан-ие, о-ль |
||||||
2. Внутр молекулярные – реакции, в которых окислитель и |
||||||||||||||
восстанов |
тель находятся в составе одного вещества: |
|||||||||||||
|
|
|
2KCl+5O3 |
= 2KCl- + 3O20. |
||||||||||
|
|
бА |
||||||||||||
|
|
Cl+5 |
+ 6ē = Cl- |
|
2 |
|
|
восстан-ие, о-ль |
||||||
|
|
-2 |
0 |
|
|
|
3 |
|
окисление, в-ль |
|||||
и2O – 4ē = O2 |
|
|
||||||||||||
3. |
Реакц |
д спропорционирования |
– реакции, в которых |
|||||||||||
окислителем и восстановителем является атом одного и того же элемента: |
||||||||||||||
|
|
3K2Mn+6O4 + 2 H2O = 2KMn+7O4 + Mn+4O2 + 4 KOH. |
||||||||||||
|
|
Mn+6 – 1ē = Mn+7 |
|
|
2 |
|
|
окисление, в-ль |
||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Mn+6 + 2ē = Mn+4 |
|
|
1 |
восстан-ие, о-ль |
||||||||
|
|
Окислительно-восстановительная двойственность |
||||||||||||
Если элемент находится в высшей степени окисления, то в |
||||||||||||||
результате |
реакции он должен ее |
понизить, т.е. будет являться |
||||||||||||
окислителем. И наоборот. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||
Однако большинство элементовДс переменной степенью окисления |
||||||||||||||
могут проявлять себя в химических реакциях и как окислители, и как |
||||||||||||||
восстановители. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Например, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1) сера обладает двойственными свойствами: |
||||||||||||||
|
|
|
S0 + Zn0 = Zn+2S-2. |
|
||||||||||
|
|
S0 + 2ē = S-2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
в-е, о-ль |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Zn0 - 2ē = Zn+2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
о-е, в-ль |
|||
|
|
сера – окислитель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
19
|
|
|
S0 + O20 = S+4O-22. |
|
|||||||||||||
|
S0 - 4ē = S+4 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
о-е, в-ль |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
O20 + 4ē = 2 O-2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
в-е, о-ль |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
сера – восстановитель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2) Н2О2 обладает двойственными свойствами |
|||||||||||||||||
С |
I20 + 5 Н2О2-1 = 2 HI+5 |
O3 + 4 H2O-2. |
|||||||||||||||
|
I20 - 10ē = 2 I+5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
о-е, в-ль |
|||||
|
O2-1 + 2ē = 2 O-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
в-е, о-ль |
|||||
Н2О2 – ок сл тель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
HCl+5O3 |
+ 3 H2O2- |
= HCl- + 3 O20 + 3 H2O. |
||||||||||||||
и |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
в-е, о-ль |
||||||
|
Cl+5 |
+ 6ē |
= Cl- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
-1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
о-е, в-ль |
||
|
O2 |
- 2ē = O2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Н2О2 – восстанов тель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
бА |
||||||||||||||||
Услов я протекан я ОВР: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. |
С ла ок сл теля |
восстановителя. |
|
||||||||||||||
|
HCl – сла ый окислитель; |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
HNO3 – с льный окислитель. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
2 HCl + Fe = FeCl2 + H2; |
||||||||||||||
|
4 HNO3 + Fe = Fe+3(NO3)3 + NO + 2 H2O. |
||||||||||||||||
2. |
Концентрация веществ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Если |
H2SO4(K) , то образуется |
|
|
SO2; |
|
|
|
|
|
||||||||
|
HNO3(K) |
|
→ |
|
|
|
NO2; |
|
|
|
|
|
|||||
|
HNO3(P) |
|
→ |
|
|
|
NO; |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
H2SO4(P) + Zn = ZnSO4 + H2; |
|||||||||||||||
|
2 H2SO4(K) + Zn = ZnSO4 + SO2 + 2 H2O. |
||||||||||||||||
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
Температура. Например, холодная концентрированная серная |
|||||||||||||||||
кислота с железом не реагирует, |
Да при нагревании реакция протекает. |
||||||||||||||||
|
|
|
H2SO4(К) + Fe ≠; |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
t0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 H2S+6O4 + 2 Fe0 = Fe+32(SO4)3 + 3 S+4O2 + 6 H2O. |
||||||||||||||||
|
|
+6 |
|
+4 |
|
|
3 |
|
|
|
|
в-е, о-ль |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
S + 2ē |
= S |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Fe0 - 3ē = Fe+3 |
|
2 |
|
|
|
о-е, в-ль |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
4. |
Среда раствора: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а) В кислой среде элементы с высшей положительной степенью окисления восстанавливаются до элементов с низшей положительной степенью окисления, а в щелочной среде наоборот:
20