Номер 14, страница 147 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 33. Характеристика элемента по его положению в Периодической системе. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 14, страница 147.

14. Представьте себе, что оганесон стал стабильным химическим элементом. Спрогнозируйте свойства этого элемента и соответствующего простого вещества на основании положения в Периодической системе Д. И. Менделеева.

Оганесон (Og) — химический элемент с атомным номером 118, расположенный в 18-й группе (группе благородных газов) и 7-м периоде Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Он завершает седьмой период и является самым тяжелым из всех известных на данный момент элементов. Прогноз его свойств основан на экстраполяции периодических закономерностей и релятивистских расчетах, так как экспериментальное изучение его химии невозможно из-за чрезвычайно короткого времени жизни его изотопов.

Свойства элемента оганесона

Анализируя положение оганесона в Периодической системе, можно спрогнозировать следующие свойства атома:

• Электронная конфигурация: Предполагаемая электронная конфигурация атома оганесона — $[Rn] 5f^{14} 6d^{10} 7s^2 7p^6$. Внешний электронный слой формально завершён, что является характерным признаком благородных газов.
• Атомный радиус: В соответствии с общей тенденцией увеличения радиуса атомов в группах сверху вниз, оганесон должен обладать самым большим атомным радиусом среди всех элементов своей группы.
• Энергия ионизации: Энергия ионизации в 18-й группе уменьшается с ростом порядкового номера. Следовательно, оганесон должен иметь самую низкую первую энергию ионизации среди всех благородных газов. Низкое значение энергии ионизации (ожидается, что оно будет сравнимо с энергией ионизации некоторых металлов) является ключевым фактором, который должен определять его химическую активность.
• Химическая активность: Из-за очень низкой энергии ионизации и сильных релятивистских эффектов, влияющих на электронную оболочку, оганесон прогнозируется как наиболее химически активный элемент 18-й группы. Он, вероятно, способен образовывать химические соединения легче, чем ксенон (Xe) и радон (Rn). Предполагается, что оганесон сможет проявлять положительные степени окисления, например, +2, +4 и, возможно, +6. Ожидается, что он будет образовывать относительно стабильные фториды (например, $OgF_2$, $OgF_4$) и оксиды. Таким образом, применение термина «инертный» или «благородный» газ к оганесону является весьма условным.

Ответ: Оганесон — p-элемент 18-й группы, 7-го периода, с завершённой электронной оболочкой. В своей группе он обладает самым большим атомным радиусом и самой низкой энергией ионизации. Эти характеристики обуславливают его прогнозируемую высокую химическую активность (наибольшую среди благородных газов) и способность образовывать химические соединения со степенями окисления +2, +4 и, возможно, +6.

Свойства простого вещества оганесона

Свойства простого вещества, образованного атомами оганесона, также будут значительно отличаться от свойств других благородных газов.

• Агрегатное состояние: В отличие от всех предыдущих элементов группы, которые при стандартных условиях (температура 25 °C или 298 К, давление 1 атм) являются газами, простое вещество оганесон прогнозируется как твёрдое вещество.
• Причина такого состояния: Атомы оганесона обладают очень большой массой и размером, что приводит к возникновению между ними значительно более сильных межмолекулярных (дисперсионных) сил притяжения, чем у других благородных газов. Этих сил достаточно, чтобы удерживать атомы в упорядоченной структуре кристаллической решётки при комнатной температуре. Прогнозируемая температура кипения оганесона составляет около 80 ± 30 °C, а температура плавления — выше комнатной.
• Структура и плотность: Простое вещество будет состоять из отдельных атомов (формула — Og). В твёрдом состоянии оно будет образовывать кристаллическую решётку. Из-за огромной атомной массы ($A \approx 294$ а.е.м.) твёрдый оганесон будет обладать очень высокой плотностью.
• Электрофизические свойства: Расчёты показывают, что твердый оганесон, в отличие от других благородных газов, являющихся в твердом виде диэлектриками, будет являться полупроводником с узкой запрещенной зоной. Это уникальное для 18-й группы свойство сближает его с металлоидами.

Ответ: Простое вещество оганесон (Og), состоящее из отдельных атомов, при стандартных условиях прогнозируется как твёрдое вещество с очень высокой плотностью. Его твердое состояние обусловлено сильными межмолекулярными силами. В отличие от других благородных газов, в твёрдом состоянии оганесон, вероятно, будет являться полупроводником.