Упражнение: 2

Назовите химический элемент, в атоме, которого электроны располагаются по уровням согласно ряду чисел: 2,5. Какое простое вещество образует этот элемент? Какую формулу имеет водородное соединение и как оно называется? Какую формулу имеет высший оксид этого элемента, каков его характер? Запишите уравнения реакций, характеризующих свойства этого оксида.

Азот ₊₇ N 2e, 5e
Простое вещество азот N₂
Водородное соединение NH₃ - аммиак
Высший оксид N₂O₅- кислотный
1. N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃
2. N₂O₅ + CaO = Ca(NO₃)₂
3. N₂O₅ + 2NaOH = 2NaNO₃ + H₂O

Упражнение: 3

Бериллий раньше относили к элементам III группы, его относительная атомная масса считалась равной 13,5. Почему Д.И. Менделеев перенес его во II группу и исправил атомную массу бериллия с 13,5 на 9?

Д.И. Менделеев перенес Be во II группу на основании химических свойств бериллия и на основании периодичности изменения свойств, иначе бериллий попал бы в группу несходных ему по свойствам элементам.

Упражнение: 4

Напишите уравнения реакций между простым веществом, образованным химическим элементом, в атоме которого электроны распределены по энергетическим уровням согласно ряду чисел: 2,8,8,2 и простыми веществами, образованными элементами №7 и №8 в Периодической системе. Каков тип химической связи в продуктах реакции? Какое кристаллическое строение имеют исходные простые вещества и продукты их взаимодействия?

Распределение электронов по энергетическим уровням согласно ряду чисел: 2,8,8,2 соответствует кальцию (Ca) – металлическая кристаллическая решетка.
№7 – азот (N), простое вещество N₂ - молекулярная кристаллическая решетка, ковалентная неполярная хим. связь
№8 – кислород (O), простое вещество O₂ - молекулярная кристаллическая решетка, ковалентная неполярная хим. связь
3Ca + N₂ = Ca₃N₂ - ионная химическая связь, ионная кристаллическая решетка
2Ca + O₂ = 2CaO -ионная химическая связь, ионная кристаллическая решетка.

Упражнение: 5

Расположите в порядке усиления металлических свойств, следующие элементы: As, Sb, N, P, Bi. Обоснуйте полученный ряд, исходя из строения атомов этих элементов.

N < P < As < Sb < Bi → металлические свойства возрастают так как:
На внешнем энергетическом уровне у всех элементов по 5 электронов, но от N до Bi возрастают радиусы атомов.
Чем больше радиус атома, тем слабее притяжение внешних электронов к ядру, тем сильнее проявляются металлические свойства (способность отдавать электроны).

Упражнение: 6

Расположите в порядке усиления неметаллических свойств, следующие элементы: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na.
Обоснуйте полученный ряд, исходя из строения атомов этих элементов.

Na < Mg < Al < Si < P < S < Cl → неметаллические свойства возрастают так как:
Число энергетических уровней постоянно.
Увеличивается число электронов на внешнем уровне, и увеличивается заряд ядра. (от 11 у Na до 17 у Cl )
Следовательно притяжение электронов к ядру увеличивается, и радиус, немного уменьшается.

Из-за усиления притяжения электронов к ядру металлические свойства (способность отдавать электроны) уменьшается, а неметаллические свойства увеличиваются.

Упражнение: 7

Расположите в порядке ослабления кислотных свойств, оксиды, формулы которых: SiO₂, P₂O₅, Al₂O₃, Na₂O, MgO Cl₂O₇. Обоснуйте полученный ряд.
Запишите формулы гидроксидов, соответствующих этим оксидам. Как изменяется их кислотный характер в предложенном ряду?

Cl₂O₇ < P₂O₅ < SiO₂ < Al₂O₃ < MgO < Na₂O → ослабление кислотных свойств.

Упражнение: 8

Напишите формулы оксидов бора, бериллия и лития и расположите их в порядке возрастания основных свойств. Запишите формулы гидроксидов, соответствующих этим оксидам. Каков их химический характер?

B₂O₃ < BeO < Li₂O  → основные свойства возрастают.

H₃BO₃  - борная кислота, характер кислотный.
Be(OH)₂ - гидроксид бериллия, характер амфотерный.
LiOH - гидроксид лития, характер основный.

Упражнение: 9

Что такое изотопы? Как открытие изотопов способствовало становлению Периодического Закона?

Разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное массовое число, называют изотопами.
Изотопы имеют различное массовое число, но одинаковый заряд атома и одинаковые свойства. Следовательно химические свойства элеменов определяются зарядом атома, а не его массовым числом.
Д.И.Менделеев при построении таблицы учитывал свойства элементов именно поэтому калий, он поставил после аргона, хотя его относительная атомная масса с меньше, чем аргона. Дальнейшие открытия подтвердили правильность такого рассположения: Заряд атома калия +19, заряд атома аргона +18.

Упражнение: 10

Почему заряды атомных ядер элементов в Периодической системе Д.И.Менделеева изменяются монотонно, т.е. заряд ядра каждого последующего элемента возрастает на единицу по сравнению с зарядом атомного ядра предыдущего элемента, а свойства элементов образуемых ими веществ изменяются периодически?

Периодичность в изменении свойств элементов объясняется периодичностью в строении внешних энергетических уровней атомов элементов.  

Так у атомов щелочных металлов Li, Na, K, Rb, Cs, Fr на последнем слое находится по 1 электрону, поэтому они обладают схожими свойствами (все эти элементы являются сильными восстановителями), т.е. в каждом периоде  свойства периодически повторяются.

Упражнение: 11

Приведите три формулировки Периодического закона, в которых за основу систематизации химических элементов взяты относительная атомная масса, заряд, атомного ядра и строение внешних энергетических уровней в электронной оболочке атома.

I. Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от относительных атомных масс элементов.
II. Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер.
III. Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от строения внешних энергетических уровней атомов элементов.