Контрольные вопросы и задачи

2.1. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержит атом изотопа ²⁵Mg? Ответ: 12, 13, 12.

2.2.Какие из следующих элементов на внешнем уровне имеют 2 р-электрона ( натрий, углерод, фосфор, сера, кальций, кремний) ?

Ответ: углерод, кремний.

2.3.Записать электронную формулу элемента. имеющего в ПСЭМ порядковый номер 15. Ответ: 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

2.4. Составить формулу соединения мышьяка с серой, если валентность мышьяка равна 5, а серы – 2. Ответ: As₂ S₅.

2.5. Найти валентность серы в соединении Al₂S₃. Ответ: 2.

3. Основные классы неорганических веществ

3.1. Металлы. Неметаллы.

Все элементы ПСЭМ делятся на металлы и неметаллы. К металлам относятся элементы главных подгрупп, расположенные в ПСЭМ ниже диагонали бор (B), кремний (Si), мышьяк (As), теллур (Te), астат (At), все элементы побочных подгрупп, включая лантаниды и актиниды. Элементы, находящиеся в ПСЭМ выше этой диагонали, включая B, Si, Te, At, являются неметаллами. Элементы германий, мышьяк и сурьма относятся к т.н. полуметаллам. Эти элементы обладают свойствами, как металлов, так и неметаллов.

Все металлы, за исключением ртути, при стандартных условиях (298К, 101,325 кПа) являются твердыми, блестящими веществами, хорошо проводят электрический ток. Неметаллы могут быть газообразными (азот, кислород), жидкими (бром) и твердыми (углерод, фосфор).

В химических реакциях металлы обычно отдают электроны, т.е. проявляют положительные степени окисления. Между собой металлы, как правило, образуют не химические соединения определенного состава, а соединения переменного состава, называемые сплавами. Для металлов характерны химические реакции с неметаллами.

Неметаллы в химических реакциях обычно принимают электроны и проявляют отрицательные степени окисления. Неметаллы могут реагировать как с металлами, так и между собой.

3.2. Бинарные соединения (оксиды, галогениды, сульфиды)

Бинарными соединениями называют соединения, образованные двумя элементами. Наиболее распространёнными и важными являются соединения различных элементов с кислородом (оксиды), элементами 7-й группы главной подгруппы, называемых общим термином галогены – фтором, хлором, бромом и иодом (галогениды) и серой (сульфиды).

Почти все элементы ПСЭМ образуют соединения с кислородом – большинство при непосредственном взаимодействии элементов. Название соединение элемента с кислородом образуют путем прибавления названия элемента в родительном падеже к слову оксид. Например, СаО - оксид кальция. Если элемент образует несколько оксидов, то после названия добавляют степень окисления элемента в круглых скобках, например, FeO – оксид железа (II), Fe₂O₃ – оксид железа (III). Приведем несколько примеров реакций образования оксидов:

2Ca + O₂ =2CaO оксид кальция;

2Mg + O₂ =2MgO оксид магния;

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ оксид алюминия;

Si + O₂ = SiO₂ оксид кремния;

S + O₂ = SO₂ оксид серы (IV).

Реакции элементов с галогенами сопровождаются образованием галогенидов:

H₂ + Cl₂ = 2HCl хлорид водорода (хлористый водород);

2Na + Cl₂ = 2NaCl хлорид натрия (поваренная соль);

Сa + F₂ = CaF₂ фторид кальция;

2Al + 3I₂ = 2AlI₃ иодид алюминия.

Водные растворы соединений галогенов с водородом являются кислотами, например HF – плавиковая кислота, HCl – соляная или хлористоводородная кислота.

Многие элементы могут вступать в реакции с серой, образуя сульфиды:

2Na + S = Na₂S сульфид натрия;

Mg + S =MgS сульфид магния.

Водный раствор соединения серы с водородом (H₂S) проявляет кислотные свойства и носит название сероводородной кислоты.

Химические свойства оксидов. Оксиды металлов 1-й и 2-й групп главных подгрупп ПСЭМ могут взаимодействовать с водой, образуя гидроксиды или основания:

Na₂O + H₂ O = 2NaOH гидроксид натрия (едкий натр);

СаO + H₂ O = Ca(OH)₂ гидроксид кальция (гашёная известь).

Оксиды, способные образовывать прямо или косвенно основания, называют основными оксидами.

Оксиды многих неметаллов при взаимодействии с водой образуют кислоты:

СO₂ + H₂ O = H₂СO₃ угольная кислота;

SO₃ + H₂ O = H₂SO₄ серная кислота.

Оксиды, способные образовывать прямо или косвенно кислоты, называют кислотными оксидами.

Основные оксиды способны взаимодействовать с кислотными оксидами с образованием солей:

СаO + СO₂ = СаСO₃, карбонат кальция, соль угольной кислоты;

MgO + SO₃ = MgSO₄, сульфат магния, соль серной кислоты.

Ряд оксидов, называемых амфотерными, способен реагировать и с кислотными и основными оксидами. К ним относятся, например, оксиды бериллия, алюминия, цинка.

ZnO + СаO = СaZnO₂, цинкат кальция;

ZnO + SO₃ = ZnSO₄ , сульфат цинка.

Многие оксиды непосредственно с водой не взаимодействуют, например, SiO₂, MgO и др. Тем не менее, косвенными реакциями могут быть получены соответствующие основания (например, Mg(OH)₂ – гидроксид магния) или кислоты (H₂SiO₃ – кремневая кислота). По этой причине оксид магния относят к основным оксидам, а оксид кремния - к кислотным.