Номер 1, страница 76 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

1. Дайте сравнительную характеристику элементов VIA-группы на основании их положения в Периодической системе Д. И. Менделеева.

Элементы VIA-группы (16-й группы), известные как халькогены, включают кислород (O), серу (S), селен (Se), теллур (Te) и радиоактивный полоний (Po). Их сравнительная характеристика на основе положения в Периодической системе Д. И. Менделеева выглядит следующим образом.

1. Общее положение и строение атомов

• Элементы VIA-группы расположены в главной подгруппе VI группы (или 16-й группе) Периодической системы, начиная со 2-го периода (кислород) и заканчивая 6-м периодом (полоний).
• Как элементы одной группы, они имеют одинаковое число валентных электронов — 6.
• Общая электронная конфигурация внешнего энергетического уровня: $ns^2np^4$, где $n$ — номер периода.
  • O (2-й период): $[He]2s^22p^4$
  • S (3-й период): $[Ne]3s^23p^4$
  • Se (4-й период): $[Ar]3d^{10}4s^24p^4$
  • Te (5-й период): $[Kr]4d^{10}5s^25p^4$
  • Po (6-й период): $[Xe]4f^{14}5d^{10}6s^26p^4$
• Для достижения стабильной электронной конфигурации благородного газа (октета) атомам халькогенов необходимо принять 2 электрона, что обусловливает их высокую окислительную активность, особенно у первых представителей группы.

2. Изменение свойств простых веществ и атомов по группе (сверху вниз от O к Po)

• Атомный радиус: Закономерно увеличивается с ростом порядкового номера, так как увеличивается число электронных оболочек. Ряд изменения: $O < S < Se < Te < Po$.
• Энергия ионизации: Уменьшается, поскольку валентные электроны находятся дальше от ядра, слабее с ним связаны и легче отрываются.
• Электроотрицательность: Уменьшается. Кислород является вторым по электроотрицательности элементом после фтора. В ряду $O > S > Se > Te > Po$ способность атомов притягивать электроны падает.
• Металлические и неметаллические свойства: С ростом атомного радиуса и уменьшением электроотрицательности неметаллические свойства ослабевают, а металлические — усиливаются.
  • Кислород (O) и сера (S) — типичные неметаллы.
  • Селен (Se) и теллур (Te) — полуметаллы (металлоиды), проявляющие свойства как металлов, так и неметаллов.
  • Полоний (Po) — металл.

3. Степени окисления

• Низшая степень окисления для всех элементов равна -2 (кроме полония). Они проявляют ее в соединениях с менее электроотрицательными элементами (металлами, водородом), принимая 2 электрона.
• Кислород как самый электроотрицательный элемент в группе (кроме фтора в таблице) почти всегда проявляет степень окисления -2. Исключения: -1 в пероксидах (например, $H_2O_2$), -1/2 в супероксидах (например, $KO_2$) и +2 во фториде кислорода ($OF_2$).
• Остальные элементы (S, Se, Te, Po), помимо -2, могут проявлять положительные степени окисления: +2, +4, +6. Высшая положительная степень окисления (+6) соответствует номеру группы.
• Устойчивость соединений в высшей степени окисления (+6) уменьшается сверху вниз по группе. Для теллура и особенно полония более характерна и устойчива степень окисления +4.

4. Свойства важнейших соединений

• Водородные соединения (гидриды): Имеют общую формулу $H_2Э$.
  • Свойства изменяются закономерно: вода ($H_2O$) — жидкость, остальные ($H_2S, H_2Se, H_2Te$) — газы. Аномально высокая температура кипения воды объясняется наличием прочных межмолекулярных водородных связей.
  • Термическая устойчивость гидридов уменьшается в ряду $H_2O > H_2S > H_2Se > H_2Te$, так как прочность связи H–Э падает с увеличением радиуса атома Э.
  • Кислотные свойства водных растворов усиливаются сверху вниз: $H_2O$ — нейтральное вещество (амфолит), $H_2S$ — очень слабая кислота, а кислотные свойства в ряду $H_2S – H_2Se – H_2Te$ нарастают.
• Высшие оксиды и гидроксиды (кислоты): Образуют оксиды типа $ЭO_2$ и $ЭO_3$ и соответствующие им кислоты.
  • Характер оксидов изменяется от кислотного к амфотерному: $SO_2$, $SO_3$, $SeO_2$ — кислотные оксиды; $TeO_2$ — амфотерный; $PoO_2$ — проявляет преимущественно основные свойства.
  • Сила кислот, образованных высшими оксидами, уменьшается: серная кислота ($H_2SO_4$) — очень сильная, селеновая ($H_2SeO_4$) — сильная, но слабее серной, а теллуровая ($H_6TeO_6$) — слабая.
  • Окислительная способность соединений в высшей степени окисления (+6) возрастает сверху вниз: серная кислота проявляет сильные окислительные свойства только в концентрированном виде, а селеновая и теллуровая кислоты являются сильными окислителями даже в разбавленных растворах.

Ответ: Элементы VIA-группы (халькогены) имеют 6 валентных электронов и проявляют общие закономерности в изменении свойств на основе своего положения в Периодической системе. При движении по группе сверху вниз (от кислорода к полонию) наблюдается: увеличение атомного радиуса; уменьшение электроотрицательности и энергии ионизации; ослабление неметаллических и усиление металлических свойств (переход от неметаллов O, S к полуметаллам Se, Te и металлу Po); уменьшение устойчивости водородных соединений и усиление их кислотных свойств в водных растворах; изменение характера высших оксидов от кислотного к амфотерному и основному, а также уменьшение силы соответствующих им кислот.