План характеристики элемента по положению в Периодической системе Д.И. Менделеева

План характеристики элемента по положению 
в Периодической системе Д.И. Менделеева

1. Определите порядковый номер элемента, номер периода, группу, подгруппу. Укажите физический смысл параметров системы – порядкового номера, номера периода, номера группы, обоснуйте положение в подгруппе.

2. Составьте полную электронную формулу элемента, определите электронное семейство; отнесите простое вещество к классу металлов или неметаллов.

3. Изобразите графически электронную структуру элемента. Для многоэлектронных атомов (с порядковым номером больше 20) достаточно изобразить два последних уровня.

4. Укажите число и тип (s-, p-, d-) валентных электронов.

5. Изобразите графически все возможные спинвалентные состояния.

6. Перечислите возможные валентности и степени окисления.

7. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства элемента и способность к комплексообразованию – образованию дополнительных связей по донорно-акцепторному механизму.

8. Составьте формулы оксидов и гидроксидов для всех возможных валентных состояний. Опишите их физические свойства.

9. Укажите химический характер всех возможных оксидов и гидроксидов; подтвердите его уравнениями реакций.

10. Приведите формулу водородного соединения; опишите его физические свойства и химический характер.

11. Укажите массовые числа и распространенность в природе основных изотопов элемента;  число протонов и нейтронов в ядре; атомные и ионные радиусы; энергии ионизации; энергии сродства к электрону; электроотрицательность и другие свойства элемента.

Пример характеристики элемента по положению 
в Периодической системе Д. И. Менделеева

Вариант №: элемент селен

1. Элемент находится в 4-м периоде – у него 4-й внешний энергетический уровень; в 6-й группе – на внешнем уровне 6 электронов; в главной подгруппе, так как является p-элементом.

Порядковый номер численно совпадает с зарядом ядра атома.

2. Полная электронная формула:

₃₄Se 1s² 2s² 2р⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ .

Электронное семейство: p-элемент, так как в стадии заполнения 
p-ор­битали; простое вещество – неметалл.

3. Электронно-графическая формула:

4. Валентные электроны: два s-электрона и четыре p-электрона, последнего (4-го) энергетического уровня.

5. Возможные валентные состояния, обусловленные числом неспаренных электронов:

а) в основном состоянии:

               s               p                       

спинвалентность равна 2 (два неспаренных p-электрона); степень окисления 0.

б) в возбужденном состоянии:

               s               p                        d 

спинвалентность – 4 (четыре неспаренных электрона за счет возмож­ных 4 d-орбиталей);

в)

              s               p                        d 

спинвалентность – 6 (шесть неспаренных электронов: p- и s-электроны переходят на 4 d-орбиталь).

6. Возможные спинвалентности в данном случае определяются числом неспаренных электронов: 2, 4, 6 (или II, IV, VI).

Возможные степени окисления (отражают число смещенных электронов) ±2, +4,+6; характерные (наиболее устойчивые) -2, +4.

7. В двухвалентном состоянии Se(II) (в степени окисления -2) селен достаточно сильный восстановитель (Е^о= -0,92 В), отдавая два электрона, он окисляется до Se⁰, следовательно, Se⁰ – слабый окислитель.

В высшем валентном состоянии Se(VI) (степень окисления +6) селен является довольно сильным окислителем, принимает шесть электронов восстанавливаясь до Se⁰.

Находясь в 4-валентном (промежуточном) состоянии, Se(IV) может проявлять двойственные окислительно-восстановительные свойства:

8. Формулы оксидов и соответствующих гидроксидов:

9. Химический характер оксидов:

Химический характер гидроксидов:

Уравнения реакций, подтверждающих кислотный характер оксидов и гидроксидов:

10. Формула водородного соединения:

H₂Sе – селеноводород; ядовитый бесцветный газ с неприятным запахом; в водном растворе образует слабую двухосновную кислоту с 
К₁= 1 ×10^-4; легко окисляется кислородом воздуха при обычной температуре: 2H₂Sе_(г) + O_2(г) ® 2Sе_(т) + H₂О_(г).

11. Массовые числа природных изотопов и распространенность в земной коре (массовая доля в природной смеси):

74 (0, 87); 76 (9, 02); 77 (7, 58); 78 (29, 52); 80 (49, 82); 82 (9, 19).

Относительная атомная масса: М_r = 78,96.

Радиус иона, нм: Sе^2- – 0,198; Sе²⁺ – 0,050; Sе⁶⁺ – 0,035.

Сродство к электрону, эВ: 2,0201.

Электроотрицательность: 2,48.

Приведенные характеристики свидетельствуют о том, что селен имеет шесть устойчивых изотопов и занимает промежуточное положение между своими электронными аналогами – кислородом, типичным неметаллом и полонием – металлом. Радиусы ионов Sе⁴⁺ и Sе⁶⁺ обусловливают кислотный характер оксидов и гидроксидов.