Номер 2, страница 25 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 3. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 2, страница 25.

Условие.

2. Основываясь на Периодическом законе и известных вам сведениях о свойствах неметаллов, предскажите свойства селена.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для предсказания свойств селена ($Se$) воспользуемся его положением в Периодической системе Д. И. Менделеева и общими закономерностями изменения свойств химических элементов и их соединений.

1.Положение в Периодической системе и строение атома.
Селен ($Se$) — элемент 4-го периода, 16-й группы (VIА группы), его порядковый номер 34. Он расположен под серой ($S$) и над теллуром ($Te$).
Строение атома:

• Заряд ядра +34, в атоме 34 протона и 34 электрона.
• Электроны распределены по 4 энергетическим уровням (соответствует номеру периода).
• Электронная конфигурация внешнего слоя: $4s^24p^4$. На внешнем слое 6 валентных электронов, что определяет его принадлежность к группе халькогенов.

2.Физические свойства простого вещества.
Поскольку селен находится в одной группе с неметаллами кислородом и серой, он также является неметаллом. Однако неметаллические свойства в группе ослабевают сверху вниз, поэтому селен должен быть менее типичным неметаллом, чем сера, и проявлять некоторые свойства, сближающие его с металлоидами (как и его сосед снизу, теллур). Сера — твердое вещество, теллур — тоже. Следовательно, селен при обычных условиях должен быть твердым веществом. По аналогии с серой ($S_8$, пластическая сера) можно предположить, что селен способен к аллотропии (существованию в виде нескольких простых веществ), что и наблюдается на практике (серый кристаллический, красный аморфный селен).

3.Химические свойства.
Прогнозируем химические свойства селена, сравнивая его с серой.

• Степени окисления: Как для элемента 16-й группы, для селена характерны степени окисления от -2 до +6. Наиболее устойчивыми будут:
  • -2 в соединениях с металлами (селенидах) и водородом.
  • +4 и +6 в соединениях с более электроотрицательными элементами, например, с кислородом.

• Водородное соединение: По аналогии с сероводородом ($H_2S$), селен образует селеноводород ($H_2Se$). Это должен быть ядовитый газ с неприятным запахом. Так как сила кислот бескислородных кислот в группах растет сверху вниз (из-за ослабления связи Н–Э), то водный раствор $H_2Se$ (селеноводородная кислота) будет более сильной кислотой, чем сероводородная ($H_2S$). Также $H_2Se$ будет более сильным восстановителем, чем $H_2S$.
• Оксиды и соответствующие им гидроксиды (кислоты): Селен образует два кислотных оксида:
  • Оксид селена(IV), $SeO_2$. Ему соответствует селенистая кислота $H_2SeO_3$. Сила кислородсодержащих кислот в группе уменьшается сверху вниз, поэтому $H_2SeO_3$ — более слабая кислота, чем сернистая ($H_2SO_3$).
  • Высший оксид селена(VI), $SeO_3$. Ему соответствует селеновая кислота $H_2SeO_4$. Она должна быть сильной кислотой, но слабее, чем серная ($H_2SO_4$). В отличие от сульфат-иона, селенат-ион ($SeO_4^{2-}$) является сильным окислителем.

• Взаимодействие с другими веществами:
  • Как неметалл, селен будет реагировать с активными металлами, образуя селениды: $Ca + Se \rightarrow CaSe$.
  • Он будет гореть в кислороде, образуя оксид: $Se + O_2 \xrightarrow{t} SeO_2$.
  • Как и сера, селен будет реагировать с сильными кислотами-окислителями, проявляя восстановительные свойства: $Se + 2H_2SO_4(конц.) \rightarrow SeO_2 + 2SO_2 \uparrow + 2H_2O$.

Ответ:
Основываясь на положении селена в Периодической системе (4-й период, 16-я группа), можно предсказать следующие его свойства:

1. Физические свойства: Селен — твердое вещество, неметалл, проявляющий свойства, промежуточные между серой и теллуром. Обладает аллотропией.
2. Химические свойства:
   • Проявляет степени окисления -2, 0, +4, +6.
   • Как неметалл, он менее активен, чем сера, но активнее теллура.
   • Образует газообразное водородное соединение $H_2Se$ (селеноводород), водный раствор которого является более сильной кислотой, чем сероводородная.
   • Образует два кислотных оксида: $SeO_2$ и $SeO_3$. Им соответствуют кислоты: селенистая $H_2SeO_3$ (средней силы) и селеновая $H_2SeO_4$ (сильная, но слабее серной, и сильный окислитель).
   • Реагирует с металлами, образуя селениды, и с более активными неметаллами (кислородом, галогенами).