Вопрос, страница 28 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 4. Периодический закон и Периодическая система в свете теории строения атома. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - страница 28.

Условие.

В какой форме Периодический закон был сформулирован Д. И. Менделеевым?

Какие закономерности изменения свойств элементов и их соединений обобщены Периодическим законом и отражены в Периодической системе?

Какие сведения о химическом элементе можно получить из Периодической системы?

Решение.

Решение 2.

В какой форме Периодический закон был сформулирован Д. И. Менделеевым?

Дмитрий Иванович Менделеев, открыв в 1869 году один из фундаментальных законов природы, сформулировал его следующим образом: «Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».

В то время структура атома еще не была известна, и основной характеристикой элемента считалась его атомная масса (или, как тогда говорили, атомный вес). Менделеев расположил известные на тот момент элементы в порядке возрастания их атомных масс и заметил, что их химические и физические свойства периодически повторяются. Эта закономерность и легла в основу его Периодической системы. Стоит отметить, что в нескольких случаях Менделеев был вынужден нарушить порядок возрастания атомных масс, чтобы поместить элемент в группу с похожими свойствами (например, аргон и калий, теллур и йод). Это гениальное предвидение позже нашло объяснение, когда была установлена истинная причина периодичности – строение атома и заряд ядра, а не атомная масса. Современная формулировка закона звучит иначе: «Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов их атомных ядер».

Ответ: Первоначальная формулировка Периодического закона Д. И. Менделеева гласила, что свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от их атомных масс (атомных весов).

Какие закономерности изменения свойств элементов и их соединений обобщены Периодическим законом и отражены в Периодической системе?

Периодический закон обобщает и объясняет множество закономерностей в изменении свойств химических элементов и их соединений, которые наглядно отражены в структуре Периодической системы (в периодах и группах).

В периодах (при движении слева направо):
• Увеличивается заряд ядра атома и число электронов на внешнем энергетическом уровне.
• Атомный радиус уменьшается, так как притяжение электронов к ядру усиливается.
• Электроотрицательность (способность атома притягивать электроны) возрастает.
• Металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются. Период начинается со щелочного металла (сильный восстановитель) и заканчивается инертным газом, которому предшествует галоген (сильный окислитель).
• Характер оксидов и гидроксидов изменяется от основного через амфотерный к кислотному. Например, в 3-м периоде: $Na_{2}O$ (основный) $\rightarrow$ $MgO$ (основный) $\rightarrow$ $Al_{2}O_{3}$ (амфотерный) $\rightarrow$ $SiO_{2}$ (кислотный) $\rightarrow$ $P_{2}O_{5}$ (кислотный) $\rightarrow$ $SO_{3}$ (кислотный) $\rightarrow$ $Cl_{2}O_{7}$ (кислотный).
• Высшая валентность элементов (в соединениях с кислородом), как правило, равна номеру группы и возрастает от I до VII.

В главных подгруппах (при движении сверху вниз):
• Увеличивается заряд ядра и число электронных слоев в атоме.
• Атомный радиус увеличивается, так как добавляется новый электронный слой.
• Электроотрицательность уменьшается, так как валентные электроны находятся дальше от ядра и слабее притягиваются.
• Металлические (восстановительные) свойства усиливаются, а неметаллические (окислительные) ослабевают.
• Характер высших оксидов и гидроксидов в группе не меняется (например, все они основные в IА группе), но их сила возрастает. Например, $Be(OH)_{2}$ амфотерный, а $Ba(OH)_{2}$ – сильное основание (щелочь).
• Высшая валентность у элементов одной подгруппы, как правило, одинакова и равна номеру группы.

Ответ: Периодический закон обобщает закономерное изменение атомных радиусов, электроотрицательности, металлических и неметаллических свойств, а также характера и свойств оксидов и гидроксидов при движении по периодам и группам Периодической системы.

Какие сведения о химическом элементе можно получить из Периодической системы?

Периодическая система является важнейшим источником информации о химических элементах. Из ячейки элемента и его положения в таблице можно получить следующие сведения:

1. Порядковый (атомный) номер. Он равен числу протонов в ядре атома, числу электронов в нейтральном атоме и величине заряда ядра ($+Z$).
2. Символ элемента. Международное одно- или двухбуквенное обозначение элемента (например, Fe для железа, O для кислорода).
3. Название элемента.
4. Относительная атомная масса. Среднее значение массы атомов элемента с учетом распространенности его изотопов в природе.
5. Номер периода. Указывает на количество энергетических уровней (электронных слоев) в атоме элемента.
6. Номер группы и подгруппа (главная или побочная). Для элементов главных подгрупп номер группы обычно равен числу валентных электронов. Это позволяет предсказать высшую валентность элемента и формулу его высшего оксида (например, для элемента V группы – $Э_{2}O_{5}$).
7. Электронная конфигурация. Положение элемента позволяет определить распределение электронов по орбиталям, особенно валентных электронов.
8. Характер элемента. Можно определить, является ли элемент металлом, неметаллом или металлоидом. Металлы расположены в левой нижней части таблицы, неметаллы – в правой верхней.
9. Прогноз химических свойств. Основываясь на положении элемента относительно его «соседей» по периоду и группе, можно спрогнозировать его химическую активность, электроотрицательность, характер образуемых им простых веществ и соединений (оксидов, гидроксидов, летучих водородных соединений для неметаллов).

Ответ: Из Периодической системы можно узнать порядковый номер, символ, название, относительную атомную массу, строение атома (число протонов, электронов, электронных слоев, валентных электронов), а также спрогнозировать его важнейшие химические свойства и характер соединений.