Номер 504, страница 91 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

504. Крупные прозрачные кристаллы корунда являются драгоценными камнями. Примеси окрашивают корунд в разные цвета: красный корунд называют рубином, синий — сапфиром. Кристаллы ювелирного корунда можно вырастить искусственно, но природные камни ценятся выше. Корунд является оксидом металла, оксид и гидроксид которого проявляют амфотерные свойства. Металл является хорошим проводником электрического тока, поэтому его широко используют при производстве проводов. Укажите место металла в периодической системе, назовите его. Дайте характеристику этому металлу на основе его положения в периодической системе химических элементов.

Для определения металла воспользуемся данными из условия задачи. В тексте указано несколько ключевых свойств, которые позволяют однозначно идентифицировать элемент:

1. Корунд — это оксид искомого металла. Химическая формула природного корунда, а также его драгоценных разновидностей — рубина и сапфира, — это $Al_2O_3$. Следовательно, искомый металл — алюминий.
2. Оксид ($Al_2O_3$) и соответствующий ему гидроксид ($Al(OH)_3$) проявляют амфотерные свойства, то есть способны реагировать как с кислотами, так и со щелочами. Это полностью соответствует описанию в задаче.
3. Металл является хорошим проводником электрического тока и используется при производстве проводов. Алюминий — легкий металл с высокой электропроводностью, который является вторым после меди материалом для изготовления электрических кабелей.

На основании этих данных можно сделать вывод, что речь идет об алюминии.

Укажите место металла в периодической системе, назовите его.

Искомый металл — Алюминий (лат. Aluminium), химический символ — Al.

Положение в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева:

• Атомный номер — 13.
• Расположен в 3-м периоде (малом).
• Расположен в главной подгруппе III группы (по устаревшей классификации) или в 13-й группе (по современной классификации IUPAC).

Ответ: Металл — Алюминий (Al). Он расположен в 3-м периоде, главной подгруппе III группы (13-й группе) Периодической системы.

Дайте характеристику этому металлу на основе его положения в периодической системе химических элементов.

Характеристика алюминия на основе его положения в периодической системе:

1. Алюминий имеет порядковый номер 13. Это означает, что заряд ядра его атома равен +13 (в ядре 13 протонов), а вокруг ядра в нейтральном атоме движутся 13 электронов. Относительная атомная масса $A_r(Al) \approx 27$.
2. Алюминий — элемент 3-го периода, следовательно, его 13 электронов расположены на трёх энергетических уровнях (электронных слоях).
3. Электронная конфигурация атома алюминия: $1s^22s^22p^63s^23p^1$. На внешнем, третьем энергетическом уровне, находится 3 валентных электрона.
4. Поскольку последним у атома заполняется p-подуровень, алюминий относится к семейству p-элементов.
5. Находясь в IIIА (13-й) группе и имея 3 валентных электрона, которые он способен отдавать в химических реакциях, алюминий является типичным металлом. В своих соединениях он проявляет постоянную степень окисления +3.
6. Высший оксид алюминия имеет формулу $Al_2O_3$. Его амфотерный характер обусловлен положением алюминия в периодической таблице (на диагонали бор-астат, разделяющей металлы и неметаллы).
7. Гидроксид алюминия, $Al(OH)_3$, также является амфотерным, то есть реагирует и с кислотами, и со щелочами.
8. Как и другие металлы, алюминий не образует летучих водородных соединений.

Ответ: Алюминий (Al) — это металл, расположенный в 3-м периоде, 13-й (IIIА) группе. Атом содержит 13 протонов и 13 электронов, которые распределены по трем энергетическим уровням ($1s^22s^22p^63s^23p^1$). Наличие трех валентных электронов определяет его металлические свойства и устойчивую степень окисления +3. Его высший оксид ($Al_2O_3$) и гидроксид ($Al(OH)_3$) проявляют амфотерные свойства.