ответы2

2. Исходя из положения германия, молибдена и рения в периодической системе составьте формулы следующих соединений: водородного соединения германия, рениевой кислоты и оксида молибдена, отвечающего его высшей степени окисления. Изобразите графически формулы этих соединений.

3. Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающие их высшей степени окисления. Как изменяется кислотно-основной характер этих соединений при переходе от натрия к хлору? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида алюминия. Na2O - NaOH - оксид и гидроксид натрия MgO - Mg(OH)2 - оксид и гидроксид магния Al2O3 - Al(OH)3 - оксид и гидроксид алюминия (амфотерные) SiO2 - H2SiO3 - оксид кремния (4) и метакремниевая кислота P2O5 - H3PO4 - оксид фосфора (5) и ортофосфорная кислота SO3 - H2SO4 - оксид серы (6) и серная кислота Cl2O7 - HClO4 - оксид хлора (7) и хлорная кислота При переходе от натрия к хлору основные свойства этих соединений ослабляются, а кислотные - усиливаются: гидроксид натрия - щелочь, гидроксид магния - слабое основание, гидроксид алюминия - амфотерен, гидроксид кремния (4) - слабая кислота, гидроксид фосфора (5) - кислота средней силы, гидроксиды серы (6) и хлора (7) - сильные кислоты. Доказательство амфотерности гидроксида алюминия: 1. Взаимодействие с кислотами (основные свойства) Al(OH)3 + 3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O 2. Взаимодействие со щелочами (кислотные свойства) Al(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na[Al(OH)4(Н2О)2]  Al(OH)3 + 3KOH = K3[Al(OH)6] (в растворе)

оксиды и гидроксиды: Na2O, NaOH, MgO,Mg(OH)2, Al2O3, Al(OH)3, SiO2, H2SiO3, P2O5, H3PO4, SO3, H2SO4, Cl2O7, HClO4. уравнения реакций, доказывающиe амфотерность гидроксида алюминия: Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O кислотный характер Al(OH)3+3HCl=AlCL3+3H2O основный характер

4. 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?

Ванадий расположен в побочной подгр. (в поб. подгр. располагаются только металлы),на внешнем, четвертом уровне 2 электрона - т.е. это металл. У мышьяка (элемент главной подгруппы) на внешнем, четвертом уровне 5 электронов => это неметалл.

5. 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).

Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидрооксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидрооксида марганца (IV).

Оксид марганца (II) MnO , Ему соответствует гидроксид марганца (II), Mn(ОН)₂

Оксид марганца (III) Mn₂O₃ , Mn(ОН)3 - гидроксид марганца (III),

MnO₂ – оксид марганца(IV)

Гидроксид марганца (IV) неустойчив, его формула может быть представлена в двух видах: Mn(ОН)4 и Н4MnO4 ортомарганцоватистая и Н2MnO3 метамарганцоватистая кислота. Также, как и оксид марганца (IV), гидроксид марганца (IV) амфотерен.

H₄MnO₄ + 4KOH = K₄MnO₄ + 4H₂O Вз-вие с щелочами

Mn(ОН)₄ + 4HCl = MnCl₄ + 4H₂O Вз-вие с кислотами

MnO₃ – оксид марганца(VI), ему соответствует H₂MnO₄ – марганцоватая кислота

Mn₂O₇ – оксид марганца(VII), ему соответствует HMnO₄ – марганцовая кислота

6 . 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

На внешнем энергетическом уровне у атома хрома один электрон (3d⁵4s¹), а у селена – шесть (4s²4p⁴). Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, а следовательно, тенденцией терять эти электроны. Они обладают только восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов. Элементы, атомы которых на внешнем уровне содержат более трех электронов, обладают определенным сродством к электрону, а следовательно, приобретают отрицательную степень окисления и даже образуют отрицательные ионы. Таким образом, хром, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для селена, проявляющего слабые восстановительные свойства, более свойственны окислительные. Общей закономерностью для всех групп, содержащих p- и d-элементы, является преобладание металлических свойств у d-элементов. Следовательно, металлические свойства у хрома выражены сильнее, чем у селена. Селен относится к p-элементам поэтому с водородом он образует соединение с ковалентно-полярной связью (H₄Se) такая связь практически всегда образует молекулярную кристаллическую решетку (связи в молекулах прочные, но между молекулами связи очень слабые), поэтому селен способен образовывать газообразное соединение с водородом.

7. . 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?

Неметаллы (грубо говоря) проявляют низшую степень оксиления в соединениях с металлами. Чтобы узнать, какая низшая степень окисления у этих атомов, нужно вычесть номер их группы из 8 (8 - х). Это происходит по теории квантовых чисел и внутриатомных энергий, но просче говоря потому, что неметалл, при соединение с металлом, всегда остается в обычном состоянии - не возбужденном - и принимает электроны металлов, т.к. они - металлы - могут только отдавать электроны (все типичные металлы - только востановители). Тогда, исходя из этого:  Cl: -1 (это вообще галоген), S: -2, N: -3, C: -2 (вот тут нужно знать, т.к. правило 8 - х, на самом деле, глупо, и далеко не всегда работает).  Вот почему у углерода -2:  6C: 1s2 2s2 2p2  У него на внешнем элк. уровне всего 2 неспаренных электрона.  1) AlCl3 - хлорид алюминия  2) Al2S3 - сульфид алюминия  3) AlN - нитрид алюминия  4) Al2C3 - карбид алюминия

7. . У какого из p-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.

Неметаллические свойства сильнее всего выражены у фосфора по сравнению с сурьмой, потому что радиус атома фосфора намного меньше радиуса атома сурьмы (у фосфора валентные электроны находятся на 3-м энергетическом уровне, а у сурьмы на 5-ом), поэтому атому фосфора легче притянуть нужные ему электроны, чем атому сурьмы. Так, у фосфора есть водородное соединение фосфин PH₃ - очень сильный восстановитель (фосфор в фосфине может отдать 8 электронов). У сурьмы тоже есть газообразное водородное соединение - сурьмянистый водород SbH₃, которое очень слабо проявляет восстановительные свойства (степень окисления сурьмы +3, и сурьма в этом соединении может отдать только 2 электрона). Оба химических элемента имеют максимальную степень окисления +5. Если посмотреть на таблицу относительных электроотрицательностей элементов, то мы увидим, что у P она 2,11, у H она 2,1, а у Sb она 1,82. Это доказывает, что Sb в SbH₃ имеет положительную степень окисления.

10. Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: Fe(OH)₂ или Fe(OH)₃; Sn(OH)₂ или Sn(OH)₄? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида олова (II).

Чем ниже степень окисления металла, тем более сильные основные свойства проявляет его гидроксид. Связано это с тем, что чем больше гидроксогрупп присоединено к металлу, тем менее полярной оказывается связь металл-кислород, а значит более полярной связь кислород-водород.

11, Какую низшую степень окисления проявляют водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой их степени окисления. Как называются соответствующие соединения?

ответ

Атом водорода имеет единственный валентный электрон. Поэтому низшая степень окисления водорода будет равна -1. CaH₂ - гидрид кальция. Атом фтора имеет семь валентных электронов, до завершения энергетического уровня недостает одного электрона. Поэтому низшая (и единственная) степень окисления фтора -1.  CaF₂ - фторид кальция. Атом серы имеет шесть валентных электронов, до завершения энергетического уровня не достает двух электронов. Поэтому низшая степень окисления серы равна -2.  CaS - сульфид кальция. Атом азота имеет пять валентных электронов, до завершения энергетического уроня не достает трех электронов. Поэтому низшая степень окисления азота равна -3. CaN₂ - нитрид кальция.

12, Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и хлор? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Высшую степень окисления элемента определяет номер группы периодической системы Д.М. Менделеева, в которой он находится. Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того количества электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки (ns2np6).  Элемент Степень окисления Примеры соединений  высшая низшая  Si +4 -4 Na2SiO3, SiH4  As +5 -3 H3AsO4, H3As  Se +6 -2 SeO3, Na2Se  Cl +7 -1 KClO4, KBr

13, хром образует соединения, в которых он проявляет степени окисления +2,+3,+6. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида хрома (III). Очень просто: оксид хрома (II) - CrO, (III) - Cr2O3, (VI) - CrO3. Гидроксиды - Cr(OH)2 (основные свойства), Cr(OH)3 (амфотерные свойства), Cr(OH)6 (кислотные свойства). Свойства, так же, как и окислительно-восстановительные, обусловлены степенью окисления. Все гидроксиды нерастворимые. Амфотерность: Cr(OH)3 + 3HCl -> CrCl3 + 3H2O Cr(OH)3 + 3NaOH -> Na3[Cr(OH)6]

14, Какова современная формулировка периодического закона. Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием, хотя и имеют большую атомную массу?

Современная формулировка периодического закона такова: «Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от зарядов ядер атомов элементов».  Аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием потому, что положение в таблице не зависит от атомной массы, а определяется количеством протонов в ядре и электронов в оболочке

15, Какую низшую и высшую степени окисления проявляют углерод, фосфор, сера и йод? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

Высшую степень окисления элемента определяет номер группы периодической системы Д.М. Менделеева, в которой он находится. Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того количества электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки (ns²np⁶).

Элемент		Степень окисления			Примеры соединений
		высшая	низшая
C		+4	-4	Na2CO3, CH4
P		+5	-3	H3PO4, H3P
S		+6	-2	SO3, Na2S
I		+7	-1	KIO4, KI
	16, Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Э2О5 ? Какой из них образует газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, отвечающих их оксидам, и изобразите их графически.

Это элементы пятой группы: ванадий и мышьяк. Их высшие оксиды: V2O5 – оксид ванадия (ν). Это кислотный оксид, ему соответствует ванадиевая кислота HVO3  H – O – V = O                O  As2O5 – оксид мышьяка (ν). Это кислотный оксид, ему соответствуют метамышьяковая кислота HAsO3 и ортомышьяковая кислота H3AsO4  H – O –As = O                O                  O H – O – As – O - H O - H  Газообразное соединение с водородом образует мышьяк, это арсин AsН3