11 КЛАСС

Тема 1,2. Периодический закон и периодическая система химических элементов на основе учения о строении атомов. Строение вещества

Работа 1. Строение атомов и электронных оболочек атомов Вариант 1.

1.

N = 2 32 = 18; 3s23p63d10

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

2.

P

As

+15

2 8 5

+33

2 8 18 5

Эти атомы имеют схожее строение, оба на валентной оболочке содержат по 5 электронов, но у атома фосфора 3 энергетических уровня, а у атома мышьяка 4.

3. a) …1s22522p63523p64s2	Ca
д) …3s23p64s1	K

У s-элементов остальные орбитали должны быть заполнены, а электронные оболочки атомов элементов 4 периода содержат 4 энергетических уровня.

4. Этот элемент сера.
16S	1s22s22p63s23p4
S2-	1s22s22p63s33p6
Вариант 2.		1s22s22p63s23p64s2
1. 20Ca
CaO – оксид кальция – основной оксид
Ca(OH)2 – гидроксид кальция – основной гидроксид
2. 11Na	1s22s22p63s1
Na2O – оксид натрия
NaOH – гидроксид натрия
3. в) 1s22s22p63s23p63d104s24p3			As
д) 2s22p3		N

Атомы элементов V группы главной подгруппы содержат по 5 элек-

тронов на внешней электронной оболочке и их электронная формула

— ns2np3

4.	Этот элемент натрий.
Na		1s22s22p63s1
Na+		1s22s22p6
Вариант 3.			1s22s22p63s23p3
1.	Этот элемент фосфор. Р

a) P2O5 →H3PO4 б) PH3

33

2. 11Na	+11	2 8 1	19K	19K	2 8 8 1
				+19

Эти атомы имеют схожее строение, оба на валентной оболочке содержат по 1 электрону, но у атома натрия 3 энергетических уровня, а у атома калия 4.

3. а)…3s23p63d54s1	Mn
д) 1s22s22p63s23p63d84s2	Ni

Атомы d-элементов содержат незавершенную d-орбиталь, а элементы 4-го периода содержат 4 энергетических слоя.

4.	Этот элемент фтор.
9F		1s22s22p5
F-		1s22s22p6
Вариант 4.
1.	S	1s22s22p63s23p4

SO3 — оксид серы(VI) — кислотный оксид

H2SO4 — серная кислота — кислота

2. а) N 1s22s22p3

азот

высший оксид N2O5

б) V 1s22s22p63s23p63d34s2

ванадий

высший оксид V2O5

3.б) Mn ...3s23p63d54s2 г) Cl ...3s23p5

Эти элементы имеют по 7 валентных электронов.

4.Ca 1s22s22p63s23p64s2

кальций

Ca2+ 1s22s22p63s23p6

Работа 2. Валентные возможности атомов. Периодическое изменение свойств химических элементов и их соединений.

Вариант 1.
1. Этот элемент бор.
5B	1s22s22p1	валентность I
5B*	1s22s12p2	валентность III

2. Валентные возможности серы и кислорода не одинаковы, т.к. сера имеет свободную d-орбиталь на внешнем уровне.

8O

1s22s22p4

2s2

↑↓

2p4

↑↓

↑

↑

валентность II; О2,

Н2О

16S 1s22s22p63s23p4 3s2

↑↓

3p4

↑↓

↑

↑

3d

валентность II; H2S, PbS

16S* 1s22s22p63s23p33d1 3s2

↑↓

3p3

↑

↑

↑

3d1

↑

34

валентность IV; H2SO3, SO

2

16S** 1s22s22p63s13p33d2 3s1

↑

3p3

↑

↑

↑

3d2

↑

↑

валентность VI; SO3, Na2SO4

3. а) Na+1Cl-1

б) P+3Cl 3−1

в) Cl 02

Вариант 2.

Этот элемент углерод.

6С

1s22s22p2

валентность II, возможно III

6С*

1s22s12p3

валентность IV

2. 25Mn

1s22s22p63s23p63d54s2

17Cl

1s22s22p63s23p5

Электронные оболочки атомов этих уровней имеют по 3 энергетических уровня и 7 валентных электронов, но у атома хлора d-орбиталь пустая, а у атома марганца 5 электронов на d-орбитали.

Наивысшая степень окисления атома марганца +7, низшая +2, для атома хлора высшая +7, а низшая –1.

Mn2O7 и Cl2O7 – высшие оксиды – кислотные HMnO4 и HСlO4 – высшие гидроксиды – кислоты

а) Атомы обоих элементов имеют по 7 валентных электронов б) У атома марганца заполняется электронами d-орбиталь

3. В периоде слева направо уменьшается основность и увеличивается кислотность гидроксидов.

NaOH →Mg(OH)2 →Al(OH)3 →H2SiO3 →H3PO4 →H2SO4 →HClO4

щелочь слабое амфоретный слабая			средняя сильная	сильная
	основание гидроксид	кислота	кислота кислота	кислота
Вариант 3.
1. Этот элемент фосфор.
15P	1s22s22p63s23p3	валентность III
15P*	1s22s22p63s13p33d1	валентность V

2. Атомы фтора и хлора обладают различными валентными возможностями, т.к. атом хлора имеет свободную d-орбиталь на внешнем уровне, а фтора — нет.

F

1s22s22p5

2s2 ↑↓ 2p5 ↑↓↑↓ ↑

валентность I

HF

Cl

1s22s22p63s23p5 3s3

↑↓

3p5

↑↓↑↓

↑

3d0

валентность I

HCl

Cl* 1s22s22p63s23p43d1

3s2

↑↓

3p4

↑↓

↑

↑

3d1

↑

валентность III

HclO2

Cl*** 1s22s22p63s13p33d3

3s1

↑

3p3

↑

↑

↑

3d3

↑

↑

валентность VII Cl2O7

35

3. В подгруппе сверху вниз усиливаются металлические свойства, т.к. увеличивается радиус атома.

Li → Na → K → Cs → Rb → Fr F → Cl → Br → I → At

усиление металлических свойств

Вариант 4.

1. S	1s22s22p63s23p4 валентность II
сера
S*	1s22s22p63s23p33d1	валентность IV
S**	1s22s22p63s13p33d2	валентность VI

2. Валентные возможности атомов азота и фосфора неодинаковы, т.к. атом фосфора имеет свободную d-орбиталь на внешнем уровне, а атом азота — нет.

N

2s2

2p3

валентностьIV, HNO3

↑↓

↑

↑

↑

3s2

3p3

P

↑↓

↑

↑

↑

валентность III, P2O3

P

3s1

↑

3p3

↑

↑

↑

3d1

↑

валентность V,

PCl5

3. В периоде слева направо усиливаются кислотные свойства высших оксидов элементов, т.к. радиус атома элемента уменьшается.

Na2O → MgO → Al2O → SiO2 → P2O5 → SO3

основной	амфотерный	кислотный
оксид	оксид	оксид
	Работа 3. Строение вещества
Вариант 1.
1. N ≡ N	H-C ≡ C-H

В молекуле N2 между атомами азота тройная связь, ковалентная неполярная. В молекуле ацетилена между атомами углерода тройная связь, ковалентная неполярная, а между атомами углерода и водорода связь простая и ковалентная полярная.

2. а) Li0-1e- →Li+1
F2+2e- →2F-
2Li+F2 →2Li+1F-1 связь ионная
б) N2+6e- →2N-3
H2-2e- →2H+
N2+3H2 →2NH3 H→N←H	связь ковалентная полярная
↑
H
3. H 2+1 S-2 H →S ←H Be+2(O-2H+1)2		H-O-Be-O-H
36

				O	K		O	O
H+1Cl+5O 3−2 H		O		Cl	K 2+1 S+6O 4−2		O	S
Вариант 2.				O	K			O

1. Соединением, атомы которого находятся в состоянии spгибридизации является, фторид берилия – молекула линейная, ва-

лентный угол 180 o .

2. Вещества с ионной кристаллической решеткой имеют высокие температуры плавления и кипения, малую летучесть и высокую твердость.

Вещества с металлической кристаллической решеткой обладают большой тепло- и электропроводимостью, высокой пластичностью.

3. S 80	связь ковалентная неполярная
C-4H 4+1	связь ковалентная полярная
Na 2+1 O 2−1		связь ионная
O+2F 2−1	связь ковалентная полярная
H+1N+5O 3−2		связь ковалентная полярная
Fe 2+3 (S+6O 4−2 )3		связь ковалентная полярная между атомами кисло-

рода и серы и ионная между ионами железа и сульфат-ионами.

Вариант 3.

1. Cl-Cl H-Cl

Связи в обоих соединениях простые ковалентные, но в молекуле Cl2

связь неполярная, а в молекуле HCl связь полярная. 2. а) K0-1e- →K+1

Cl 02 +2e- →2Cl-
2K0+Cl 02 →2K+1Cl-1	связь ионная
б) Si10-4e- →Si+4
F 02 +2e- →2F-	F
	↑
Si0+2F 02 →SiF4	F ←Si →F	связь ковалентная полярная
	↓
	F
3. P-3H 3+1	H-P-H
	|
	H
		37

H		O	O	O	O
H 3+1 P+5O 4−2		O	P	Cu+2S+6 O 4−2 Cu	S
H			O H	O	O
Al+3(O-2H+1)3	H-O-Al-O-H

|

O

|

H

Вариант 4.

1. Соединениями, атомы которых находятся в состоянии sp2-

гибридизации, являются этилен и бензол. Валентный угол 120 o , молекулы плоские.

2. Между молекулами этанола образуются прочные водородные связи, поэтому его температуры плавления и кипения аномально высоки.

3. С+4S 2−2	связь ковалентная полярная
Ca+2F 2−1	связь ионная
Al+3(N+5O 3−2 )3	связь между атомами кислорода и азота ковалентная

полярная, между ионами алюминия и нитрат-ионная.

K+1O-2H+1 связь между атомами кислорода и водорода ковалентная полярная, между ионами калия и ОН- ионная.

H 2+2 S+6O 4−2	связи ковалентные полярные.
	Работа 4. Задачи на вывод формул веществ
на основе закона постоянства состава веществ
Вариант 1.		82,36		17,64
1. NxHy;	x:y=		:		=5,88:17,64=1:3
	14		1
NH3 – простейшая формула;					Mr(NH3)=17;				Mrист=8,5 2=17
Ответ:NH3							75			25
2. CxHy;	ω (C)=100%-25%=75%;					x:y=		:			=6,25:25=1:4
									1
						12
CH4 – простейшая формула;					Mr(СH4)=16;				Mrист=0,5 32=16
Ответ:СH4.

3. NaxPyOz; x:y:z= 3423,6 : 2331,3 : 4216,1 =1,5:0,75:2,63=4:2:7

Na4P2O7 – простейшая формула Ответ: Na4P2O7.

38

Вариант 2.

87,5

12,5

1. SixHy;

x:y=

:

=3,125:12,5=1:4

28

1

SiH4 – простейшая формула;

Mr(SiH4)=32; Mrист=32

Ответ:SiH4

2. CxHy

80

20

ω(H)=100%-80%=20%;

x:y=

:

=6,67:20=1:3

12

1

CH3 – простейшая формула;

Mr(СH3)=15;

Mrист=15 2=30

Ответ:С2H6.

24,7

34,8

40,5

3. KxMnyOz;

x:y:z=

:

:

=0,63:0,67:2,53=1:1:4

39

52

16

KMnO4 – простейшая формула

Ответ: KMnO4.

Вариант 3.

61,745

38,255

1. WxFy;

x:y =

:

= 0,335:2,01 = 1:6

184

19

WF6 — простейшая формула;

Mr(WF6) = 298; Mrист=149 2=298.

Ответ: WF6.

2. ω(H)=100%-75%=25%

CxHy;

x:y=

75

:

25

=6,25:25=1:4

12

1

CH4 – простейшая формула;

Mr(СH4)=16;

Mrист=0,572 28=16

Ответ:СH4.

3. NaxSyOz;

x:y:z=

32,43

:

22,55

:

45,02

=1,41:0,7:2,8=2:1:4

23

32

16

Na2SO4 – простейшая формула

Ответ: Na2SO4.

Вариант 4.

30,43

69,57

1. NxOy;

x:y=

:

=2,17:4,35=1:2

14

16

NO2 – простейшая формула;

Mr(NO2)=46;

Mrист=1,44 32=46

Ответ:NO2.

2. ω (C)=100%-20%=80%

CxHy;

x:y=

80

:

20

=6,67:20=1:3

12

1

CH3 – простейшая формула;

Mr(СH3)=15;

Mrист=1,035 29=30

Ответ:С2H6.

39