Номер 298, страница 49 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

298. Охарактеризуйте следующие химические элементы на основании их положения в периодической таблице:

а) $Se$;

б) $Al$;

в) $In$;

г) $N$.

Решение

а) Se

1.Положение в периодической системе химических элементов (ПСХЭ). Селен (Se) — химический элемент с порядковым номером 34. Он расположен в 4-м периоде, VI группе, главной подгруппе (16-я группа). Относительная атомная масса составляет примерно 78.96.

2.Строение атома. Заряд ядра атома селена +34, оно содержит 34 протона. В нейтральном атоме 34 электрона, которые располагаются на четырех электронных слоях. Электронная конфигурация атома селена: $1s^22s^22p^63s^23p^63d^{10}4s^24p^4$. На внешнем энергетическом уровне находится 6 валентных электронов ($4s^24p^4$).

3.Характер элемента и его соединений. Селен является p-элементом и проявляет свойства типичного неметалла. В соединениях проявляет степени окисления от -2 (низшая) до +6 (высшая), а также промежуточные, например, +4.

• Высший оксид — $SeO_3$ (оксид селена(VI)), является кислотным оксидом.
• Ему соответствует сильная селеновая кислота $H_2SeO_4$.
• Образует летучее водородное соединение — селеноводород $H_2Se$, которое является ядовитым газом с неприятным запахом и проявляет кислотные свойства в водном растворе.

По сравнению с соседями по группе, неметаллические свойства селена выражены слабее, чем у серы (S), но сильнее, чем у теллура (Te). В периоде его неметаллические свойства сильнее, чем у мышьяка (As), но слабее, чем у брома (Br).

Ответ: Селен — неметалл, расположенный в 4-м периоде, 16-й группе ПСХЭ. Электронная конфигурация валентных электронов $4s^24p^4$. Проявляет степени окисления от -2 до +6. Его высший оксид $SeO_3$ и соответствующий ему гидроксид $H_2SeO_4$ имеют кислотный характер. Образует летучее водородное соединение $H_2Se$.

б) Al

1.Положение в ПСХЭ. Алюминий (Al) — элемент с порядковым номером 13. Расположен в 3-м периоде, III группе, главной подгруппе (13-я группа). Относительная атомная масса примерно 26.98.

2.Строение атома. Заряд ядра атома алюминия +13, в ядре 13 протонов. В атоме 13 электронов, расположенных на трех электронных слоях. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^1$. На внешнем слое 3 валентных электрона ($3s^23p^1$).

3.Характер элемента и его соединений. Алюминий — p-элемент, является металлом. Проявляет амфотерные свойства. В соединениях имеет постоянную степень окисления +3.

• Высший оксид — $Al_2O_3$ (оксид алюминия), проявляет амфотерные свойства, то есть реагирует как с кислотами, так и со щелочами.
• Ему соответствует амфотерный гидроксид $Al(OH)_3$.
• Как металл, летучих водородных соединений не образует.

Металлические свойства алюминия выражены сильнее, чем у бора (B), находящегося выше в группе, но слабее, чем у галлия (Ga), расположенного ниже. В своем периоде он более активный металл, чем кремний (Si), но менее активный, чем магний (Mg).

Ответ: Алюминий — амфотерный металл, расположенный в 3-м периоде, 13-й группе ПСХЭ. Электронная конфигурация валентных электронов $3s^23p^1$. Проявляет степень окисления +3. Его оксид $Al_2O_3$ и гидроксид $Al(OH)_3$ являются амфотерными.

в) In

1.Положение в ПСХЭ. Индий (In) — элемент с порядковым номером 49. Расположен в 5-м периоде, III группе, главной подгруппе (13-я группа). Относительная атомная масса примерно 114.82.

2.Строение атома. Заряд ядра атома индия +49, содержит 49 протонов. В атоме 49 электронов, которые находятся на пяти электронных слоях. Электронная конфигурация: $[Kr] 4d^{10}5s^25p^1$. На внешнем слое 3 валентных электрона ($5s^25p^1$).

3.Характер элемента и его соединений. Индий — p-элемент, металл. Проявляет степени окисления +3 (более характерна) и +1.

• Высший оксид — $In_2O_3$ (оксид индия(III)), является амфотерным оксидом, но с преобладанием основных свойств.
• Ему соответствует гидроксид $In(OH)_3$, который является очень слабым основанием и проявляет слабые амфотерные свойства.
• Летучих водородных соединений не образует.

Металлические свойства индия выражены сильнее, чем у алюминия (Al) и галлия (Ga), но слабее, чем у таллия (Tl). По сравнению с соседями по периоду, индий является металлом, его металлические свойства выражены слабее, чем у кадмия (Cd), но сильнее, чем у олова (Sn).

Ответ: Индий — металл, расположенный в 5-м периоде, 13-й группе ПСХЭ. Электронная конфигурация валентных электронов $5s^25p^1$. Характерные степени окисления +3 и +1. Его высший оксид $In_2O_3$ и гидроксид $In(OH)_3$ амфотерны с преобладанием основных свойств.

г) N

1.Положение в ПСХЭ. Азот (N) — элемент с порядковым номером 7. Находится во 2-м периоде, V группе, главной подгруппе (15-я группа). Относительная атомная масса примерно 14.007.

2.Строение атома. Заряд ядра атома азота +7, в ядре 7 протонов. В атоме 7 электронов, расположенных на двух электронных слоях. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^3$. На внешнем (втором) слое 5 валентных электронов ($2s^22p^3$).

3.Характер элемента и его соединений. Азот — p-элемент, является типичным неметаллом. Один из самых электроотрицательных элементов. Проявляет широкий диапазон степеней окисления: от -3 (низшая) до +5 (высшая).

• Высший оксид — $N_2O_5$ (оксид азота(V)), типичный кислотный оксид.
• Ему соответствует сильная азотная кислота $HNO_3$.
• Образует летучее водородное соединение — аммиак $NH_3$, который проявляет основные свойства.

Неметаллические свойства азота выражены значительно сильнее, чем у фосфора (P), расположенного под ним в группе. В своем периоде азот — более активный неметалл, чем углерод (C), но менее активный, чем кислород (O).

Ответ: Азот — типичный неметалл, расположенный во 2-м периоде, 15-й группе ПСХЭ. Электронная конфигурация валентных электронов $2s^22p^3$. Проявляет степени окисления от -3 до +5. Высший оксид $N_2O_5$ и соответствующая ему кислота $HNO_3$ — сильные кислотные соединения. Летучее водородное соединение $NH_3$ (аммиак) обладает основными свойствами.