10. Описание элемента по положению в Периодической системе

Строение атома элемента

Для того чтобы определить состав ядра и распределение электронов по слоям в атоме химического элемента, нужно знать порядковый номер элемента, номер периода, номер группы и подгруппу в Периодической системе.

Рассмотрим конкретный пример. Определим строение атома калия. Порядковый номер калия равен 19. Порядковый номер определяет число протонов в ядре и общее число электронов в атоме. Число нейтронов в конкретном атоме можно определить по разнице между массовым числом и числом протонов. Для изотопа калия с массовым числом 39 число протонов равно 19, число нейтронов равно 39-19=20, число электронов – 19.

По номеру периода можно определить число электронных слоев в атоме. Калий – элемент 4 периода, значит, все его 19 электронов расположены на 4-х электронных слоях. При этом нужно помнить, что на 1-м слое может максимально находиться не более 2-х электронов, на втором – не более 8. Число электронов на последнем слое равно номеру группы (для элементов главных подгрупп). У калия всего 1 внешний электрон, он находится на 4-м слое. Оставшиеся электроны – на третьем слое. Таким образом, в атоме калия электроны распределяются по слоям в следующем количестве: 2, 8, 8, 1 (рис. 1).

Номер группы определяет не только число внешних электронов, но высшую валентность элемента. Численное значение низшей валентности для элементов V-VII групп равно 8 - номер группы. Итак, высшая и единственная валентность калия равна I.

Свойства простого вещества, образованного элементом

По положению элемента в периодической системе можно определить его принадлежность к металлам или неметаллам, а также свойства образованных им высших оксида и гидроксида. Элементы главных подгрупп, лежащие выше диагонали Be-At, относятся к неметаллам. Остальные элементы – металлы. При этом металлические свойства слева направо по периоду ослабевают, а сверху вниз по группе усиливаются.

Таким образом, калий – металл. Его металлические свойства выражены сильнее, чем у натрия и кальция.

Формула и свойства высшего оксида и гидроксида элемента

Если элемент образует простое вещество-металл, то его высший оксид и гидроксид будут основными. Если неметалл – то кислотными. Если переходный металл – то амфотерными (рис. 2).

Так как калий – металл, его высший оксид и гидроксид будут проявлять основные свойства.

Составим формулы высшего оксида и гидроксида калия. Высшая валентность калия равна I, значит, формула высшего оксида – К_2О, его характер – основный.

Основному оксиду соответствует основание – КОН.

Можно подтвердить основный характер оксида и гидроксида калия, записав уравнения реакций этих веществ с кислотой:

K_2O + 2HCl = 2KCl + H_2O

KOH + HCl = KCl + H_2O

Элементы-неметаллы могут образовать летучие водородные соединения. Чтобы составить формулу летучего водородного соединения неметалла, нужно знать низшую валентность последнего. Например, летучее водородное соединение азота – NH_3 (низшая валентность азота равна III). Металлы летучих водородных соединений не образуют.

Если сравнивать калий с соседними по подгруппе и периоду элементами, то можно сказать, что основные свойства его оксида и гидроксида будут ярче выражены, чем у оксидов и гидроксидов натрия и кальция. Рубидий – более активный металл, чем калий. Значит, основные свойства его оксида и гидроксида будут выражены сильнее, чем у оксида и гидроксида калия.

Характеристика серы

Охарактеризуем по плану химический элемент серу, учитывая ее положение в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева:

1. Химический знак – S («Эс»)

2. Порядковый номер – 16, VI группа, А подгруппа, 3 период

3. Строение атома:

4. Свойства простого вещества: S – неметалл

5. Высшая и низшая валентность: VI и II

6. Высший оксид: SO_3 (кислотный)

Высший гидроксид: H_2SO_4 (кислота)

7. Формула летучего водородного соединения: H_2S

Список литературы

1. Оржековский П. А. Химия: 8-й класс: учеб для общеобр. учрежд. / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§§45)

2. Рудзитис Г. Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§36)

3. Хомченко И. Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. (с. 35–36)

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

Домашнее задание

1. с. 255 №№ 1–3 из учебника П. А. Оржековского «Химия: 8-ый класс» / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.

2. Охарактеризуйте по вышеприведенному плану химический элемент № 20.