ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §2 ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА ПО ЕГО ПОЛОЖЕНИЮ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА
Красным цветом приводится решениеа фиолетовым ― объяснение. 
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. По приведённому в параграфе плану дайте характеристику химических элементов:
а) калия (изотоп 1939К);
1. Атомный номер калия 19 (Z=19). Элемент калий расположен в IА группе Периодической системы Д.И.Менделеева, в четвёртом периоде.
2. Заряд ядра +19, оно содержит 19 протонов. Число нейтронов в ядре равно 20 (39-19=20). Число электронов на электронной оболочке также равно 19, так как атом электронейтрален. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2e; 8e; 8e; 1e.
3. На внешнем энергетическом уровне атома калия один валентный электрон. Калий — это элемент-металл. Простое вещество калий, образованное атомами данного химического элемента, также является металлом, следовательно, для него характерна металлическая связь и металлическая кристаллическая решётка, а отсюда и все типичные для металлов свойства: тепло- и электропроводность, пластичность, металлический блеск.
4. Металлические свойства у калия выражены сильнее, чем у натрия, и слабее, чем у рубидия, что объясняется ростом радиуса атома в ряду Na—K—Rb.
5. Металлические свойства у калия выражены сильнее, чем у кальция, что связано с увеличением числа валентных электронов в ряду К—Са.
6. Максимальная степень окисления калия равна +1, так как его атом содержит один валентный электрон. Формула высшего (и единственного) оксида калия — К2О. Он является основным оксидом, следовательно, взаимодействует с кислотами, кислотными оксидами и водой.
K2O + 2HCl = 2KCl + H2O
K2O + SO3 = K2SO4
K2O + H2O = 2KOH
7. Формула гидроксида калия — KОН. Он является растворимым основанием — щёлочью, следовательно, взаимодействует с кислотами, кислотными оксидами и солями.
KOH + HCl = KCl + H2O
K+ + OH- + H+ + Cl- = K+ + Cl- + H2O
H+ + OH- = H2O


2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O
2K+ + 2OH- + CO2 = 2K+ + CO32- + H2O
CO2 + 2OH- = CO32- + H2O

2KOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + K2SO4
2K+ + 2OH- + Cu2+ + SO42- = Cu(OH)2↓ + 2K+ + SO42-
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2
8. Калий не имеет летучего водородного соединения, но образует твёрдое бинарное соединение ионного типа — гидрид калия KН.
К0 - 1e —> К+      и     Н0 + 1e —> Н-
атом         ион             атом        ион
К0 + Н0 -> К+Н-


б) магния (изотоп 1224Mg);
1. Атомный номер магния 12 (Z=12). Элемент магний расположен в IIА группе Периодической системы Д.И.Менделеева, в третьем периоде.
2. Заряд ядра +12, оно содержит 12 протонов. Число нейтронов в ядре равно 12 (24-12=12). Число электронов на электронной оболочке также равно 12, так как атом электронейтрален. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2e; 8e; 2e.
3. На внешнем энергетическом уровне атома магния два валентных электрона. Магний — это элемент-металл. Простое вещество магний, образованное атомами данного химического элемента, также является металлом, следовательно, для него характерна металлическая связь и металлическая кристаллическая решётка, а отсюда и все типичные для металлов свойства: тепло- и электропроводность, пластичность, металлический блеск.
4. Металлические свойства у магния выражены сильнее, чем у алюминия, и слабее, чем у натрия, что объясняется ростом радиуса атома в ряду Na—Mg—Al.
5. Металлические свойства у магния выражены сильнее, чем у бериллия, и слабее, чем у кальция, что связано с увеличением числа валентных электронов в ряду Be—Mg—Са.
6. Максимальная степень окисления магния равна +2, так как его атом содержит два валентных электрона. Формула высшего (и единственного) оксида магния — MgО. Он является основным оксидом, следовательно, взаимодействует с кислотами, кислотными оксидами.
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
MgO + SO3 = MgSO4
7. Формула гидроксида магния — Mg(ОН)2. Он является малорастворимым основанием, следовательно, взаимодействует с кислотами.
Mg(ОН)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2H+ + 2Cl- = Mg2+ + 2Cl- + 2H2O
Mg(OH)2 + 2H+ + = Mg2+ + 2H2O
8. Магний не имеет летучего водородного соединения, но образует твёрдое бинарное соединение ионного типа — гидрид магния MgН2.
Mg0 - 2e —> Mg2+     и      H0 + 1e —> H-
атом            ион             атом         ион
Mg0 + 2H0 -> Mg2+H2-


в) серы (изотоп 1632S);
1. Атомный номер серы 16 (Z=16). Сера расположена в VIА группе Периодической системы Д.И.Менделеева, в третьем периоде.
2. Заряд атомного ядра +16, оно содержит 16 протонов и 16 нейтронов (32-16=16). На электронной оболочке — 16 электронов. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е; 8е; 6е.
3. Сера образует несколько простых веществ — неметаллов, следовательно, для неё характерно явление аллотропии.
4. Неметаллические свойства у серы выражены слабее, чем у кислорода, но сильнее, чем у селена, что объясняется ростом радиуса атома в ряду O—S—Se.
5. Неметаллические свойства у серы выражены сильнее, чем у фосфора, но слабее, чем у хлора, что связано с увеличением числа валентных электронов в ряду P—S—Cl.
6. Максимальная степень окисления серы равна +6, так как его атом содержит шесть валентных электронов. Формула высшего оксида серы — SO3. Это кислотный оксид, взаимодействует с водой, щелочами и основными оксидами.
SO3 + H2O = H2SO4
SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
SO3 + Na2O = Na2SO4
7. Гидроксид серы — серная кислота Н2SO4 взаимодействует с основаниями, основными та амфотерными  оксидами и солями.
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + SO42- + 2H2O
2H+ + 2OH- = 2H2O    :2
H+ + OH- = H2O

H2SO4 + Na2O = Na2SO4 + H2O

2H+ + SO42- + Na2O =  2Na+ + SO42- + H2O
Na2O + 2H+ = 2Na+ + H2O

H2SO4 + ZnO = ZnSO4 + H2O
2H+ + SO42- + ZnO = Zn2+ + SO42- + H2O
ZnO + 2H+ = Zn2+ + H2O

H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + 2HNO3
2H+ + SO42- + Ba2+ + 2NO3- = BaSO4↓ + 2H+ + 2NO3-
Ba2+ + SO42- = BaSO4
8. Формула летучего водородного соединения —Н2S.

         ..                  ..
H. + .S. + .H -> H:S:H
         ..                  ..

г) хлора (изотоп 1735Cl).
1. Атомный номер хлора 17 (Z=17). Сера расположена в VIIА группе Периодической системы Д.И.Менделеева, в третьем периоде.
2. Заряд атомного ядра +17, оно содержит 17 протонов и 18 нейтронов (35-17=18). На электронной оболочке — 17 электронов. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е; 8е; 7е.
3. Хлор не образует несколько простых веществ — неметаллов, следовательно, для него не характерно явление аллотропии.
4. Неметаллические свойства у хлора выражены слабее, чем у фтора, но сильнее, чем брома, что объясняется ростом радиуса атома в ряду F—Cl—Br.
5. Неметаллические свойства у хлора выражены сильнее, чем у серы, что связано с увеличением числа валентных электронов в ряду S—Cl.
6. Максимальная степень окисления хлора равна +7, так как его атом содержит семь валентных электронов. Формула высшего оксида серы — Cl2O7. Это кислотный оксид, взаимодействует с водой, щелочами и основными оксидами.
Сl2O7 + H2O = 2HClO4
Cl2O7 + 2NaOH = 2NaClO4 + H2O
Cl2O7 + Na2O = 2NaClO4
7. Гидроксид хлора — хлорная кислота НClO4 взаимодействует с основаниями, основными оксидами и солями.
HClO4 + NaOH = NaClO4 + H2O
H+ + ClO4- + Na+ + OH- = Na+ + ClO4- + H2O
H+ + OH- = H2O

2HClO4 + Na2O = 2NaClO4 + H2O

2H+ + ClO4- + Na2O = 2Na+ + ClO4- + H2O
Na2O + 2H+ = 2Na+ + H2O

HClO4 + KNO3 = KClO4↓ + HNO3
H+ + ClO4- + K+ + NO3- = KClO4↓ + H+ + NO3-
K+ + ClO4- = KClO4
8. Формула летучего водородного соединения —НCl.

          ..           ..
H. + .Cl: -> H:Cl:
          ..           ..

Упражнение 2. Выберите верные утверждения:
а) формула высшего гидроксида серы — Н24;
б) формула высшего гидроксида железа — Fe(ОН)2;
в) неметаллические свойства азота выражены сильнее, чем у углерода;
г) металлические свойства стронция выражены слабее, чем у кальция.
Ответ: а), в)

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Напишите уравнения химических реакций кальция:
а) с кислородом;
2Ca+ O2 =2CaO
б) с серой;
Ca + S = CaS
в) с водой.
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

Упражнение 2. Используя приведённый в параграфе план, найдите сходство и различия в характеристиках пар химических элементов:
а) лития и натрия;
1. Литий и натрий отличаются атомным номером (Z=3 и Z=11 соответственно), периодом (2 и 3 соответственно), в котором находятся, однако являются элементами одной группы (IA).
2. Литий и натрий отличаются зарядом ядра
(+3 и +11 соответственно), количеством протонов (3 и 11 соответственно), количеством электронов (3 и 11 соответственно) и нейтронов (4 (7-3=4) и 12 (23-11=12) соответственно), cхемой распределения электронов по энергетическим уровням (2е,1е и 2е,8е,1е соответственно).
3. Поскольку на внешнем энергетическом уровне атома лития и натрия один валентный электрон, литий и натрий — это элементы-металлы. Простые вещества литий и натрий, образованные атомами этих химических элементов, также являются металлами, следовательно, для них характерна металлическая связь и металлическая кристаллическая решётка, а отсюда и все типичные для металлов свойства: тепло- и электропроводность, пластичность, металлический блеск.
4. Поскольку литий и натрий являются элементами одной группы, поэтому металлические свойства у натрия выражены сильнее, чем у лития, и слабее, чем у калия, что объясняется ростом радиуса атома в ряду Li—Na—K.
5. Максимальная степень окисления лития и натрия равна +1, так как их атом содержит один валентный электрон. Формулы высших (и единственных) оксидов лития и натрия
(Li2О и Na2О соответственно) это основные оксиды, поэтому взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами и водой.
Li2O + 2HCl = 2LiCl + H2O
Li2O + SO3 = Li2SO4
Li2O + H2O = 2LiOH
Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O
Na2O + SO3 = Na2SO4
Na2O + H2O = 2NaOH
7. Формула гидроксида лития и натрия
(LiОН и NaОН соответственно). Они являются растворимыми основаниями — щёлочи, следовательно, взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами и солями.
LiOH + HCl = LiCl + H2O
Li+ + OH- + H+ + Cl- = Li+ + Cl- + H2O
H+ + OH- = H2O

2LiOH + CO2 = Li2CO3 + H2O
2Li+ + 2OH- + CO2 = 2Li+ + CO32- + H2O
CO2 + 2OH- = CO32- + H2O

2LiOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Li2SO4
2Li+ + 2OH- + Cu2+ + SO42- = Cu(OH)2↓ + 2Li+ + SO42-
Cu2++ 2OH- = Cu(OH)2

NaOH + HCl = NaCl + H2O
Na+ + OH- + H+ + Cl- = Na+ + Cl- + H2O
H+ + OH- = H2O


2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2Na+ + 2OH- + CO2 = 2Na+ + CO32- + H2O
CO2 + 2OH- = CO32- + H2O

2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
2Na+ + 2OH- + Cu2+ + SO42- = Cu(OH)2↓ + 2Na+ + SO42-
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2
8. Литий и натрий не имеют летучего водородного соединения, но образуют твёрдое бинарное соединение ионного типа — гидрид лития LiН и гидрид натрия NaН.

б) углерода и азота.
1. Углерод и азот отличаются атомным номером (Z=6 и Z=7 соответственно), группой (IVA и VА соответственно), в которой находятся, однако являются элементами одного периода (2).
2. Углерод и азот отличаются зарядом ядра
(+6 и +7 соответственно), количеством протонов (6 и 7 соответственно), количеством электронов (6 и 7 соответственно), cхемой распределения электронов по энергетическим уровням (2е,4е и 2е,5е соответственно).
3. Углерод, в отличие от азота, образует несколько простых веществ — неметаллов, следовательно, для него характерно явление аллотропии. 
4. Поскольку углерод и азот являются элементами одного периода, поэтому неметаллические свойства в азота выражены сильнее, чем в углерода, что связано с увеличением числа валентных электронов в ряду С—N.
6. Углерод и азот имеют разную максимальную степень окисления
(+4 и +5 соответственно), так как их атомы содержат разное количество электронов (4 и 5 соответственно). Формулы высших оксидов углерода и азота (CO2 и N2O5 соответственно) — это кислотные оксиды, поэтому взаимодействуют с водой, щелочами и основными оксидами.
СO2 + H2O = H2CO3
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
CO2 + Na2O = Na2CO3
N2O5 + H2O = 2HNO3
N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O
N2O5 + Na2O = 2NaNO3

7. Гидроксид углерода— угольная кислота Н2CO3 и гидроксид азота— азотная кислота НNO3 . Взаимодействуют с основаниями, основными оксидами и солями.
H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2H2O
2H+ + CO32- + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + CO32- + 2H2O
2H+ + 2OH- = 2H2O       :2

H+ + OH- = H2O

H2CO3 + Na2O = Na2CO3 + H2O

H2CO3 + Са(NO3)2 = СаCO3↓ + 2HNO3
2H+ + CO32- + Са2+ + 2NO3- = СаCO3↓ + 2H+ + 2NO3-
Са2+ + CO32- = СаCO3


HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
H+ + NO3- + Na+ + OH-Na+ + NO3- + H2O
H+ + OH- = H2O

2HNO3 + Na2O = 2NaNO3 + H2O


2HNO3 + Nа2CO3 = 2NаNO3 + H2O + CO2
2H+ + 2NO3- + 2Nа+ + CO32- = 2Na+ + 2NO3- + H2O + CO2
2H+ + CO32- = H2O + CO2

8. Формулы летучего водородного соединения —СН4 и NН3 соответственно.


Упражнение 3. Определите положение химических элементов в Периодической системе по следующим данным:
а) ядро атома содержит 5 протонов;
Ответ: В – бор
Число протонов в ядре атома равно порядковому номеру элемента в Периодической системе, то есть химический элемент имеет №5 ― это бор В.
б) массовое число атома равно 35, причём в ядре атома 18 нейтронов;
Ответ: Cl – хлор
Число протонов равно 17 (35-18=17), то есть порядковый номер элемента 17 ― это Хлор Сl.
в) в электронной оболочке атома содержится 13 электронов;
Ответ: Al – алюминий
Число электронов = число протонов = порядковый номер элемента.
г) электронная оболочка атома состоит из трёх энергетических уровней, на внешнем уровне находится 4 электрона.
Ответ: S – кремний
Число энергетических уровней = номеру периода, а число электронов на внешнем уровне = номеру группы. Элемент размещается в 3 периоде, IVА группе Периодической системы ― это кремний S.

Упражнение 4. В реакцию с хлором взяты одинаковые массы магния и кальция. Не производя химических расчётов, определите, для какой из этих двух реакций потребуется больший объём газообразного хлора.
Mg + Cl2 = MgCl2     и        Ca + Cl2 = CaCl2
Поскольку количество вещества рассчитываем по формуле: γ=m/M, а M(Сa)>M(Mg), следовательно и γ(Mg)>γ(Сa)
(поскольку среди двух дробей с одинаковыми числителями большим является тот, у которого меньше знаменатель), то есть потребуется больший объём газообразного хлора для реакции с магнием.

Упражнение 5. При сжигании 0,45 г простого вещества, образованного атомами элемента IIА группы, образовалось 1,25 г оксида. Определите, какое вещество было взято в реакцию.
Дано: Е – элемент IIА группы, m(Е)=0,45 г, m(ЕО)=1,25 г
Найти: простое вещество Е-?
Решение:

І способ
1. Вычисляем масу кислорода.
m(O2)=m(EO)-m(E)=1,25 г - 0,45 г=0,8 г
2. Вычисляем количество вещества кислорода.
ʋ(O2)=m(O2)/М(О2)=0,8 г : 32 г/моль=0,025 моль
3. Составим химическое уравнение:
2Е   +  О2  =  2ЕО

По уравнению реакции количество вещества искомого элемента Е в 2 раза больше, чем количества вещества кислорода, поэтому:
ʋ(Е)=2•ʋ(О2)=2•0,025 моль=0,05 моль

4. Вычисляем относительную массу искомого элемента:
M(E)=m(E)/ʋ(E)=0,45 г : 0,05 моль=9 г/моль, следовательно Мr(E)=9. Такую относительную атомную массу имеет химический элемент IIA группы ― бериллий.
ІІ способ
1. Составим химическое уравнение:
0,45 г          1,25 г
2Е   +  О2  =  2ЕО
2х г           2(х+16) г
Над формулами соединений Е и ЕO записываем приведенную в условии задачи массу простого вещества Е (0,45 г) и массу оксида (1,25 г), а под формулами соединений ― массы соответствующих количеств веществ согласно коэффициентам в химическом уравнении.
Пусть Ar(E)=x, тогда Mr(Е)=Ar(Е)=х, а M(Е)=х г/моль
Масса 1 моль = х г, а масса 2 моль = 2х г.
Mr(ЕO)=Ar(Е)+Ar(O)=х+16, а M(ЕO)=х+16 г/моль
Масса 1 моль = х+16 кг, а масса 2 моль = 2(х+16) г

Составляем пропорцию и решаем её.
2х / 0,45 = 2(х+16) / 1,25, отсюда по свойству пропорции имеем:
2х • 1,25 = 2(х+16) • 0,45
2,5х = 0,9х + 14,4
2,5х - 0,9х = 14,4
1,6х = 14,4

х = 14,4 : 1,6
х = 9, то есть Ar(E)=9. Такую относительную атомную массу имеет химический элемент IIA группы ― бериллий.

Ответ: бериллий
%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?