Описание элемента по положению в Периодической системе

1. Строение атома элемента

Для того чтобы опре­де­лить со­став ядра и рас­пре­де­ле­ние элек­тро­нов по слоям в атоме хи­ми­че­ско­го эле­мен­та, нужно знать по­ряд­ко­вый номер эле­мен­та, номер пе­ри­о­да, номер груп­пы и под­груп­пу в Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме.

Рас­смот­рим кон­крет­ный при­мер. Опре­де­лим стро­е­ние атома калия. По­ряд­ко­вый номер калия равен 19. По­ряд­ко­вый номер опре­де­ля­ет число про­то­нов в ядре и общее число элек­тро­нов в атоме. Число ней­тро­нов в кон­крет­ном атоме можно опре­де­лить по раз­ни­це между мас­со­вым чис­лом и чис­лом про­то­нов. Для изо­то­па калия с мас­со­вым чис­лом 39 число про­то­нов равно 19, число ней­тро­нов равно 39-19=20, число элек­тро­нов – 19.

По но­ме­ру пе­ри­о­да можно опре­де­лить число элек­трон­ных слоев в атоме. Калий – эле­мент 4 пе­ри­о­да, зна­чит, все его 19 элек­тро­нов рас­по­ло­же­ны на 4-х элек­трон­ных слоях. При этом нужно пом­нить, что на 1-м слое может мак­си­маль­но на­хо­дить­ся не более 2-х элек­тро­нов, на вто­ром – не более 8. Число элек­тро­нов на по­след­нем слое равно но­ме­ру груп­пы (для эле­мен­тов глав­ных под­групп). У калия всего 1 внеш­ний элек­трон, он на­хо­дит­ся на 4-м слое. Остав­ши­е­ся элек­тро­ны – на тре­тьем слое. Таким об­ра­зом, в атоме калия элек­тро­ны рас­пре­де­ля­ют­ся по слоям в сле­ду­ю­щем ко­ли­че­стве: 2, 8, 8, 1 (Рис. 1).

Схема стро­е­ния атома калия

Рис. 1. Схема стро­е­ния атома калия

Номер груп­пы опре­де­ля­ет не толь­ко число внеш­них элек­тро­нов, но выс­шую ва­лент­ность эле­мен­та. Чис­лен­ное зна­че­ние низ­шей ва­лент­но­сти для эле­мен­тов V-VII групп равно 8 - номер груп­пы. Итак, выс­шая и един­ствен­ная ва­лент­ность калия равна I.

2. Свойства простого вещества, образованного элементом

По по­ло­же­нию эле­мен­та в пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме можно опре­де­лить его при­над­леж­ность к ме­тал­лам или неме­тал­лам, а также свой­ства об­ра­зо­ван­ных им выс­ших ок­си­да и гид­рок­си­да. Эле­мен­ты глав­ных под­групп, ле­жа­щие выше диа­го­на­ли Be-At, от­но­сят­ся к неме­тал­лам. Осталь­ные эле­мен­ты – ме­тал­лы. При этом ме­тал­ли­че­ские свой­ства слева на­пра­во по пе­ри­о­ду осла­бе­ва­ют, а свер­ху вниз по груп­пе уси­ли­ва­ют­ся.

Таким об­ра­зом, калий – ме­талл. Его ме­тал­ли­че­ские свой­ства вы­ра­же­ны силь­нее, чем у на­трия и каль­ция.

3. Формула и свойства высшего оксида и гидроксида элемента

Если эле­мент об­ра­зу­ет про­стое ве­ще­ство-ме­талл, то его выс­ший оксид и гид­рок­сид будут ос­нов­ны­ми. Если неме­талл – то кис­лот­ны­ми. Если пе­ре­ход­ный ме­талл – то ам­фо­тер­ны­ми (Рис. 2).

Связь свойств эле­мен­тов и об­ра­зо­ван­ных ими со­еди­не­ний

Рис. 2. Связь свойств эле­мен­тов и об­ра­зо­ван­ных ими со­еди­не­ний

Так как калий – ме­талл, его выс­ший оксид и гид­рок­сид будут про­яв­лять ос­нов­ные свой­ства.

Со­ста­вим фор­му­лы выс­ше­го ок­си­да и гид­рок­си­да калия. Выс­шая ва­лент­ность калия равна I, зна­чит, фор­му­ла выс­ше­го ок­си­да – К2О, его ха­рак­тер – ос­нов­ный.

Ос­нов­но­му ок­си­ду со­от­вет­ству­ет ос­но­ва­ние – КОН.

Можно под­твер­дить ос­нов­ный ха­рак­тер ок­си­да и гид­рок­си­да калия, за­пи­сав урав­не­ния ре­ак­ций этих ве­ществ с кис­ло­той:

K2O + 2HCl = 2KCl + H2O

KOH + HCl = KCl + H2O

Эле­мен­ты-неме­тал­лы могут об­ра­зо­вать ле­ту­чие во­до­род­ные со­еди­не­ния. Чтобы со­ста­вить фор­му­лу ле­ту­че­го во­до­род­но­го со­еди­не­ния неме­тал­ла, нужно знать низ­шую ва­лент­ность по­след­не­го. На­при­мер, ле­ту­чее во­до­род­ное со­еди­не­ние азота – NH3 (низ­шая ва­лент­ность азота равна III). Ме­тал­лы ле­ту­чих во­до­род­ных со­еди­не­ний не об­ра­зу­ют.

Если срав­ни­вать калий с со­сед­ни­ми по под­груп­пе и пе­ри­о­ду эле­мен­та­ми, то можно ска­зать, что ос­нов­ные свой­ства его ок­си­да и гид­рок­си­да будут ярче вы­ра­же­ны, чем у ок­си­дов и гид­рок­си­дов на­трия и каль­ция. Ру­би­дий – более ак­тив­ный ме­талл, чем калий. Зна­чит, ос­нов­ные свой­ства его ок­си­да и гид­рок­си­да будут вы­ра­же­ны силь­нее, чем у ок­си­да и гид­рок­си­да калия.

Ха­рак­те­ри­сти­ка эле­мен­та по плану

Оха­рак­те­ри­зу­ем по плану хи­ми­че­ский эле­мент серу, учи­ты­вая ее по­ло­же­ние в Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме эле­мен­тов Д.И. Мен­де­ле­е­ва:

1. Хи­ми­че­ский знак – S («Эс»)

2. По­ряд­ко­вый номер – 16, VI груп­па, А под­груп­па, 3 пе­ри­од

3. Стро­е­ние атома:

Стро­е­ние атома серы

4. Свой­ства про­сто­го ве­ще­ства: S – неме­талл

5. Выс­шая и низ­шая ва­лент­ность: VI и II

6. Выс­ший оксид: SO3 (кис­лот­ный)

Выс­ший гид­рок­сид: H2SO4 (кис­ло­та)

7. Фор­му­ла ле­ту­че­го во­до­род­но­го со­еди­не­ния: H2S

Последнее изменение: Понедельник, 16 Октябрь 2017, 03:22