Содержание

Характеристика химического элемента S — презентация онлайн

1. Характеристика химического элемента

2. План характеристики на примере S

• Положение элемента и строение его атомов (S – находится во 3
периоде 6 группы, главной подгруппы)
• Характер простого вещества (неметалл S)
• Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых
веществ соседних элементов (Сера обладает более сильными
неметаллическими свойствами, чем у фосфора или селена, но не
менее, чем у хлора и кислорода)
• Состав высшего оксида и его характер (SO3 – кислотный оксид)

3. План характеристики на примере S

• Состав высшего гидроксида, его характер (h3SO4 –
кислородосодержащая кислота)
• Состав летучего водородного соединения (h3S – сероводород)
Формулы
высших оксидов
Формулы
летучих
водородных
соединений

4. На таблице отметить изменение свойств


Заряд ядра
Число энергетических уровней
Число электронов на внешнем уровне
Радиус атома
• Восстановительные и окислительные свойства:
Вос. Свойства – способность отдавать е
Окис. Свойства – способность притягивать е
• Высшая степень окисления
• Низшая степень окисления
У ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ
• Металлические/неметаллические свойства
У СОЕДИНЕНИЙ
• Характер высшего оксида
• Характер высшего гидроксида
• Как определить все эти параметры?

6. Заряд ядра

Увеличивается
Увеличивается
Заряд ядра равен порядковому номеру. В периоде увеличивается слева
направо, в группе сверху вниз

7. Число энергетических уровней

Увеличивается
Число энергетических (электронных) уровней равно номеру периода
В периоде не изменяется

8. Число электронов на внешнем уровне

Увеличивается
Число электронов на внешнем уровне равно номеру группы (у
побочной подгруппы = 2)
В группе не изменяется

9. Электроотрицательность

Увеличивается
Увеличивается
• ЭО – способность элемента притягивать к себе электроны.
Есть ряд электроотрицательности

10. Радиус атома

Увеличивается
Увеличивается

11. Восстановительные свойства

Увеличивается
Увеличивается
Восстановительные свойства – способность отдавать электроны. Присущи металлам
Окислительные свойства – способность принимать электроны. Присуще неметаллам

12. Окислительные свойства

Увеличивается
Увеличивается
Окислительные свойства – способность элемента принимать электроны

13. Степени окисления

Увеличивается
Высшая степень = номеру группы (со знаком +)
Низшая степень окисления = 8 — номер группы (со знаком -)
В группе не изменяется

14. Металлические свойства

Увеличивается
Увеличивается
• Металлы – атомы элементов, у которых на внешнем уровне
от 1 до 3 электронов, обладающие большим радиусом

15. Неметаллические свойства

Увеличивается
Увеличивается
• Неметаллы – это атомы элементов у которых на внешнем уровне
от 4 до 8 электронов, обладающие маленьким радиусом

16. Кислотность

Увеличивается
Увеличивается

17. Основность

Увеличивается
Увеличивается

Дайте характеристику химического элемента № 20 по его положению в периодической системе

Дам нормальное количество баллов и сердечко и корону хелп ми плииииз пожалуйста пожалуйста ​

срочно!!! помогите пожалуйста, даю 80 балов​

Помогите пожалуйста даю 32 бала помогитеее

Допоможіть! Будь ласка даю 25 балів Масова частка Гідрогену у леткій сполуці з Гідрогеном елемента VI групи становить 11,1%. Назвіть елемент.​

1. Как связаны количество вещества и число структурных единиц вещества? Заполните таблицу: Число структурных единиц Количество вещества 1 моль 3*1 … 023(23 степень) 0,05 моль 1,2*1024(24 степень) Приведите расчеты. 2. Чем отравили Наполеона? Известно, что по официальной версии французский император, полководец и государственный деятель Наполеон Бонапарт умер от рака желудка. Спустя 140 лет после его смерти ученые пришли к выводу, что, скорее всего, император был отравлен ядовитыми соединениями химического элемента Х. Вероятно, Наполеону длительное время в пищу подмешивали вещество Х2О3 в малых дозах. Установите элемент Х, если известно, что его массовая доля в оксиде составляет 75,7%. 3. Камень счастья. Бирюза (от перс. фируза – «камень счастья» или пируз – «одерживающий победу») – минерал, гидратированный фосфат алюминия и меди CuAl6[PO4]4(OH)8*5h3O, один из самых популярных с древности и доныне поделочных и полудрагоценных камней. Самоцвет достаточно хорошо сохранился в самых древних захоронениях. Цвет камня счастья варьируется от зеленовато-серого до желто-зеленого или яблочно-зеленого. Считается, что бирюза укрепляет весь организм, заставляя его работать как часы. Для этого ее нужно носить в браслете с золотой оправой на правой руке. Кроме того, камень счастья улучшает зрение. Выполните следующие задания: • Определите количество вещества (моль) меди, алюминия, фосфора, кислорода и водорода в 0,01 моль бирюзы. • Рассчитайте число атомов меди, алюминия, фосфора, кислорода и водорода в 0,01 моль бирюзы. • Найдите массы (г) химических элементов, содержащихся в 0,01 моль бирюзы. • Рассчитайте массовую долю меди, алюминия, фосфора, кислорода и водорода в данном соединении. Запишите результаты расчетов в таблицу: Показатели Cu Al P O H Количество вещества (моль) Число атомов Масса элемента, г Массовая доля, %

Допоможіть будь ласка даю 30 балів Масова частка Гідрогену у леткій сполуці з Гідрогеном елемента VI групи становить 11,1%. Назвіть елемент.​

Дуже треба! Випишіть хімічні елементи, названі на честь: а) учених б) країн чи населених пунктів в) планет чи зірок

2. Вкажіть формулу речовини, в якій найбільша кількість атомів Оксигену A- КОН ; Б- Fe(OH)³ ; В-LiNO, Г- CuSO⁴​

Помолитеся пж Даю 25 БАЛОВВВІВВВ

пожалуйста помогите надо очень сильно ришение​

Общая характеристика элементов неметаллов — урок. Химия, 8–9 класс.

Неметаллы в природе

Из \(118\) известных на данный момент химических элементов \(96\) являются металлическими, и только \(22\) химических элемента относятся к неметаллическим.

 

Неметаллические химические элементы широко распространены в земной коре.

 

Кислород и кремний составляют около \(76\) % (практически три четверти) от массы земной коры (\(O_2\) — \(49,4\) %, \(Si\) — \(25,8\) %).

 

Алюминий \(Al\) — \(7,5\) %.

Железо \(Fe\) — \(4,7\) %.

Кальций \(Ca\) — \(3,4\) %.

Натрий \(Na\) — \(2,6\) %.

Калий \(K\) — \(2,4\) %.

Магний \(Mg\) — \(1,9\) %.

Водород \(H\) — \(0,9\) %.

Титан \(Ti\) — \(0,9\) %.

 

Рис. \(1\). Содержание химических элементов в земной коре

 

Такие химические элементы, как углерод \(C\), водород \(H\), кислород \(O\), азот \(N\), фосфор \(P\) и сера \(S\), составляют \(98,5\) % от массы растений и \(97,6\) % от массы тела человека.

 

Рис. \(2\). Содержание химических элементов в теле человека

  

На долю неметаллических химических элементов приходится большая часть массы живых организмов.

  

В состав земной атмосферы входят как простые, так и сложные вещества, образованные элементами-неметаллами.

 

В объёмных долях на азот N2 приходится \(78\) %, на кислород O2 — \(21\) %, а инертные газы составляют \(0,96\) % от объёма воздуха. В состав земной атмосферы также постоянно входит углекислый газ CO2, доля которого (по разным оценкам) составляет около \(0,04\) % от состава чистого воздуха.

 

Следует иметь в виду, что в воздухе постоянно содержится водяной пар h3O и другие соединения неметаллов, доля которых не является постоянной.

 

Рис. \(3\). Состав воздуха

 

Неметаллические химические элементы образуют большую часть веществ, входящих в состав воздуха


Главный химический элемент Вселенной — это водород. Из него образованы Солнце и другие звёзды, газовые облака и т. д. И на нашей планете из каждых \(100\) атомов \(17\) — это атомы водорода.

 

Положение элементов неметаллов в Периодической системе, особенности строения и свойств их атомов

В Периодической системе химических элементов неметаллы занимают правый верхний угол и находятся только в главных (А) группах.

 

 

Рис. \(4\). Положение неметаллов в периодической системе

Знаки неметаллических химических элементов выделены красным и фиолетовым цветом.

 

В электронной оболочке атомов неметаллов на внешнем энергетическом уровне, как правило, содержится от \(4\) до \(8\) электронов. Исключение составляют только водород \(H\), у которого в электронной оболочке атома вообще только один электрон, гелий \(He\) с двумя электронами и бор \(B\), у которого на наружном энергетическом уровне имеются три электрона.

 

Радиусы атомов неметаллов меньше, чем у металлов того же периода, поэтому в силу близости положительно заряженного ядра атома неметаллы хорошо удерживают свои валентные электроны (электроны внешнего энергетического уровня).

 

Рис. \(5\).  Характер изменения радиусов атомов химических элементов в периодах и в группах

Радиусы атомов неметаллов существенно меньше, чем радиусы атомов металлов, находящихся в том же периоде.

 

Главное отличительное свойство неметаллов — это их высокая электроотрицательность, т. е. способность в химических соединениях притягивать электроны.

 

 

Рис. \(6\). Величины относительных электроотрицательностей (ОЭО) некоторых химических элементов (по Л. Полингу)

ОЭО неметаллических химических элементов (выделены красным цветом) превосходит соответствующую величину металлических химических элементов

 

Атомы неметаллов способны как принимать, так и отдавать электроны, а значит, химические вещества, содержащие такие атомы, в ходе превращений могут выступать как в роли окислителей, так и в роли восстановителей.

Источники:

Рис. 1. Содержание химических элементов в земной коре © ЯКласс

Рис. 2. Содержание химических элементов в теле человека © ЯКласс

Рис. 3. Состав воздуха https://cdn.pixabay.com/photo/2017/02/18/09/04/sky-2076868_960_720.jpg

Рис. 4. Положение неметаллов в периодической системе © ЯКласс

Рис. 5. Характер изменения радиусов атомов химических элементов в периодах и в группах © ЯКласс

Рис. 6. Величины относительных электроотрицательностей © ЯКласс

Презентация — Характеристика элемента по его положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева

Слайды и текст этой онлайн презентации

Слайд 1

Урок 1. Характеристика элемента по его положению в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний

Слайд 2

Цели:
Обучающие должны знать понятия: атом, химических элемент, окислительно-восстановительные свойства; должны уметь давать характеристику химического элемента по его положению в периодической системе. Продолжить формирование представлений о научной картине мира, о взаимосвязи строение атома с его свойствами. Продолжить воспитание чувства патриотизма на примере жизни и деятельности учёного – химика Д.И.Менделеева.

Слайд 3

Что значит жить?
Жить – это значит узнавать, Жить – это, значит, мечтать широко и привольно. Жить – это, значит, творить, трудясь без устали, с неисчерпаемым вдохновением! Д.И. Менделеев.

Слайд 4

Повторим вместе:
Химия Атом Молекула Ион Электрон Протон Нейтрон Электроотрицательность Степень окисления

Слайд 5

Дайте характеристику строения атома магния и атома серы.
Номер периода, группы, порядковый номер, Заряд ядра. Общее число электронов, количество электронов на последнем слое. Число протонов. Массовое число. Число нейтронов. Возможные степени окисления. Характеристика свойств атома

Слайд 6

План характеристики элемента
с. 3. Продолжаем работать с магнием и серой. Подсказка! 1) Металлические свойства в периодах с увеличением порядковых номеров уменьшаются, а в группах увеличиваются. Таблица 1 на с.4-5. 2) Оксиды металлов – основные, неметаллов – кислотные, переходных элементов – амфотерные.

Слайд 7

Домашнее задание
§ 1 с.3-5, №1 а) с.8 –«3» №1 с. 8 — «4» №6 с.8 – «5»
Подумайте! 1.Что сегодня удавалось легче всего? 2. Какие вопросы вызвали затруднения? Что нужно сделать, чтобы устранить эти затруднения?

Характеристика химического элемента | Тесты онлайн

Вам предлагается выполнить тренировочный тест по химии «Характеристика химического элемента» на основе его положения в периодической системе, по плану:

  1. Положение в периодической системе.
  2. Строение атома.
  3. Свойства образуемого элементом простого вещества.
  4. Состав и свойства высшего оксида, наличие летучего водородного соединения.

При неверном ответе выдается подсказка. В случае правильного ответа, предлагается следующий вопрос.

После выполнения теста подсчитывается число ошибок и выставляется оценка.

Для прохождения теста в браузере должен быть разрешен JavaScript!

У Вас в браузере (обозревателе) отключен JavaScript! Для прохождения теста включите JavaScript (разрешите заблокированное содержимое ActiveX).

Выберите химический элемент
оранжевым цветом выделены не пройденные задания повышенной трудности (профильный уровень)

HHe
LiBeBCNOFNe
NaMgAlSiPSClAr
KCaScTiVCrMnFeCoNi
CuZnGaGeAsSeBrKr
RbSr
AgCdInSnSbTeI Xe
CsBa
AuHgTlPb
Показать:

После ввода значений в поле для текста, можно пользоваться для подтверждения клавишей Enter.

Примечания

В 1974 году были получены соли, содержащие металлы в отрицательной степени окисления. Предлагаемые тесты не включают данный материал по следующим соображениям: данные соединения не входят в программу для средней школы; информация о существовании у металлов отрицательной степени окисления предварительно должна быть включена в учебники.

Деление на металлы и неметаллы в тестах — как в периодической системе школьных учебников, без выделения полуметаллов.

В настоящее время металлами (неметаллами и т. п.) принято называть как вещества, так и соответствующие химические элементы, поэтому мы не будем делать эту оговорку в каждом случае.

автор: Владимир Соколов

Характеристика химического элемента на основании его положения в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева | Презентация к уроку по химии (9 класс) на тему:

Слайд 1

Характеристика химического элемента на основании его положения в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева

Слайд 2

Открытие Периодического закона В 1869 году Д.И.Менделеев на основе данных накопленных о химических элементах сформулировал свой периодический закон. Тогда он звучал так: «Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных масс элементов» . Очень долго физический смысл закона Д.И.Менделеева был непонятен. Всё встало на свои места после открытия в XX веке строения атома.

Слайд 3

Современная формулировка Периодического закона «Свойства простых веществ, также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома».

Слайд 4

Число протонов и электронов в атоме Заряд ядра атома равен числу протонов в ядре. Число протонов уравновешивается числом электронов в атоме. Таким образом, атом электронейтрален . Заряд ядра атома в Периодической таблице – это порядковый номер элемента. Номер периода показывает число энергетических уровней, на которых вращаются электроны. Номер группы показывает число валентных электронов. Для элементов главных подгрупп число валентных электронов равно числу электронов на внешнем энергетическом уровне. Именно валентные электроны отвечают за образование химических связей элемента. Химические элементы 8 группы – инертные газы имеют на внешней электронной оболочке 8 электронов. Такая электронная оболочка энергетически выгодна. Все атомы стремятся заполнить свою внешнюю электронную оболочку до 8 электронов.

Слайд 5

Число нейтронов в ядре Если относительную атомную массу химического элемента обозначить А , заряд ядра обозначить Z , то число нейтронов можно рассчитать по формуле: n = A-Z

Слайд 6

Изменение радиуса атомов химических элементов в группах и периодах Как изменяется радиус атома химического элемента сверху вниз в группах? Как изменяется радиус атома химического элемента в слева направо в периодах? Почему так происходит? Какие свойства химических элементов связаны с радиусом атома?

Слайд 7

Внешние электронные оболочки инертных газов Содержат 2 (гелий) либо 8 (все остальные) электронов и являются очень устойчивыми. Правило «октета-дублета» Все остальные химические элементы, вступая в реакции, стремятся иметь внешнюю электронную оболочку как у инертных газов. Атомы каких химических элементов легче всего отдают электроны, а каких забирают?

Слайд 8

Степень окисления В процессе отдачи или присоединения электронов атом приобретает условный заряд . Этот условный заряд называется степенью окисления . — Простые вещества обладают степенью окисления равной нулю. — Элементы могут проявлять максимальную степень окисления и минимальную . Максимальную степень окисления элемент проявляет тогда, когда отдает все свои валентные электроны с внешнего электронного уровня. Если число валентных электронов равно номеру группы, то и максимальная степень окисления равна номеру группы.

Слайд 9

Характеристика хлора по его положению в ПСХЭ

Слайд 10

План характеристики химического элемента 1. Символ элемента а. Порядковый номер элемента б. Значение относительной атомной массы элемента. в. Число протонов, электронов, нейтронов. г. Номер периода. д. Номер и тип группы (тип элемента s -, p -, d -, f — элемент) 2. Металл или неметалл 3. Сравнение свойств элемента (металлических и неметаллических) с соседними элементами по периоду и группе. 4. Написать распределение электронов по атомным орбиталям – квантовую диаграмму. Написать электронную формулу. 5. Зарисовать распределение электронов по энергетическим уровням 6. Определить высшую степень окисления атома и формулу его высшего оксида. Определить характер оксида (основной, кислотный, амфотерный ). 7. Определить низшую степень окисления элемента и формулу его водородного соединения (если такое есть).

Слайд 11

Домашнее задание §1, ответить на вопросы. Пользуясь планом-характеристикой химического элемента, охарактеризовать B, C, Si, Rb , Sr , Br . Не забываем, что если элемент находится в главной подгруппе, то мы его сравниваем только с элементами главной подгруппы .

Характеристика ХЭ на основании его положения в ПС Д. И. Менделеева

Характеристика химического элемента на основании его положения в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Химические элементы в Периодической системе – это герои, и им, как и любым героям, нужно давать определенные характеристики. За основу их характеристики нужно брать Периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева.

Описывать химический элемент нужно будет по 7 пунктам:

1.    указать Положение элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева и строение его атома

2.     характер простого вещества, т.е. металлом или неметаллом является этот химический элемент

3.     сравнить свойства простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами

4.     сравнить свойства простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами

5.    определить состав высшего оксида и его характер (основный, кислотный, амфотерный)

6.    состав высшего гидроксида, его характер (кислородсодержащая кислота, основание, амфотерный гидроксид)

7.     

для неметаллов ещё указать состав летучего водородного соединения.

Но для этого, придется вспомнить основные закономерности изменения свойств атомов, простых веществ и соединений, образованных химическими элементами главных подгрупп.

Для атомов химических элементов в группах сверху вниз

·       увеличивается заряд ядра атомов, который численно равен порядковому номеру элемента 

·       радиус атомов тоже увеличивается, т.к. увеличивается число энергетических уровней, а число энергетических уровней определяется номером периода

·       при этом число электронов остается неизменным, электроны все дальше и дальше отдаляются от ядра, поэтому их становится легче отдать и восстановительные свойства усиливаются

·        окислительные – ослабевают.

·      

высшая степень окисления остается неизменной и равна номеру группы

·       низшая степень окисления тоже не изменяется и равна № группы – 8.

В периодах слева направо:

·     заряд ядра увеличивается

·      радиус уменьшается, т.к. увеличивается число электронов на внешнем уровне, которое определяется по номеру группы и электроны крепче связаны с ядром

·      число энергетических уровней остается неизменным

·     восстановительные свойства ослабевают

·     усиливаются окислительные свойства.

·      Высшая степень окисления изменяется от +1 до +8: в первой группе ‒ +1, во второй ‒ +2, в третьей ‒ +3, в четвертой ‒ +4, в пятой ‒ +5

·      низшая  степень окисления изменяется от -4 до -1: в четвертой группе она равна -4, в пятой -3, в шестой -2, а в седьмой -1.

Что касается простых веществ, то металлические свойства в группах сверху вниз усиливаются, а в периодах слева направо ослабевают. Неметаллические свойства, наоборот, в группах сверху вниз ослабевают, а в периодах слева направо усиливаются.

Для соединений химических элементов характерно то, что в группах сверху вниз усиливаются основные свойства, а кислотные ослабевают. Например, в I группе, основные свойства оксида калия (K2O)выражены сильнее, чем у оксида лития (Li2O), а в IV группе у оксида кремния (IV) (SiO2)– кислотные свойства выражены сильнее, чем у оксида свинца (IV) (PbO2). В периодах слева направо усиливаются кислотные свойства, а ослабевают основные. Например, у оксида магния (MgO) основные свойства выражены сильнее, чем у оксида алюминия (Al2O3), у оксида углерода (IV) (CO2) – кислотные свойства выражены сильнее, чем у оксида бора (B2O3).

Нам пришлось много вспомнить из курса химии 8 класса, но зато теперь мы может охарактеризовать металл натрий по всем признакам.

·       Порядковый номер натрия (Na), т.е. клетка, в которой он стоит – 11

·       Массовое число – 23

                                             

·       Значит, заряд его ядра равен +11, Z = +11 (заряд ядра атома равен порядковому номеру элемента, числу протонов и числу электронов). Поэтому в атоме 11 электронов (11 ē), а число нейтронов определяется по формуле N = A – Z, т.е. 23 – 11 = 12, значит в атоме 12 нейтронов (12n).

                                   

·       Натрий находится  в 3-ем периоде, у него 3 энергетических уровня, на которых располагаются все его электроны. На первом уровне 2 электрона (это максимально), на втором – 8, на третьем – 1 электрон.

Т.к. у натрия 1 электрон на внешнем уровне, то этот элемент относится к металлам. В реакциях он будет отдавать 1 электрон, проявляя восстановительные свойства, и получать степень окисления +1.

Охарактеризуем натрий как простое вещество. Натрий – это металл, для него характерна  металлическая химическая связь и металлическая кристаллическая решетка. Как и для любого металла для него характерны такие физические свойства, как металлический блеск, пластичность, тепло и – электропроводность.

Сравним свойства натрия со свойствами его соседей по группе: металлические свойства натрия выражены сильнее, чем у лития, но слабее, чем у калия, т.к. в группе сверху вниз увеличивается радиус атома и электроны больше отдаляются от ядра и их становится легче оторвать.

Сравним свойства натрия со свойствами его соседей по периоду: металлические свойства натрия выражены сильнее, чем у магния, т.к. в периодах, слева направо радиус атомов уменьшается, а число электронов на внешнем уровне увеличивается, электроны крепче связаны с ядром, поэтому их становится тяжелее оторвать, чем присоединить.

Составим формулу оксида натрия, и определить его характер.

Т.к. натрий – металл  I A группы, то ему соответствует оксид натрия – Na2O, значит, это основный оксид и он проявляет все свойства, характерные для этих оксидов: он реагирует с кислотами и кислотными оксидами, с водой с образованием щёлочи.

Гидроксид натрия – это NaOH, он  является щёлочью – растворимым в воде основанием. Для него будут характерны следующие свойства: реакции с кислотами и кислотными оксидами, реакции с солями. 

Натрий – металл, но он не образует летучих водородных соединений.

Охарактеризуем фосфор.

Фосфор находится в клетке номер 15, т.е. порядковый номер его – 15. Заряд ядра его атома будет +15. Число протонов, как и число электронов равно 15: (р = 15, ē = 15). Массовое число фосфора – 31, поэтому число нейтронов будет равно 16, т.к. если мы от массового числа отнимем число протонов, то будет 16 (31 – 15 = 16).

Фосфор находится в 3 периоде, значит, у него  3 энергетических уровня, на первом уровне  – 2 электрона, на втором – 8, а на третьем будет пять: (2ē, 8ē, 5ē). На внешнем энергетическом уровне у фосфора 5 электронов.

Фосфор – это неметалл, он может быть как окислителем, так и восстановителем. Как окислитель, он может присоединить 3 электрона до завершения внешнего уровня, получая при этом степень окисления -3 (Р0 + 3 ē → Р-3), а как восстановитель, он может отдать 3 или 5 электронов и получить степень окисления +3 или +5 (Р0 — 3 ē → Р+3, Р0 — 5 ē → Р+5).

Фосфор – неметалл. Для него характерно явление аллотропии, как и для серы. Т.е. он может образовывать несколько простых веществ, отличающихся своими свойствами. Например, белый фосфор имеет белый цвет и молекулярную кристаллическую решетку, молекула имеет вид тетраэдра, а красный фосфор представляет собой полимер, черный фосфор является полупроводником и имеет металлический блеск.

Сравнить свойства фосфора и его соседей. Неметаллические свойства фосфора  выражены сильнее, чем у мышьяка, но слабее, чем у азота, т.к. радиус у азота меньше, чем у фосфора. По сравнению с соседями по периоду, свойства фосфора выражены сильнее, чем у кремния, но слабее, чем у серы.

Составим формулу оксида и гидроксида фосфора.

Высший оксид фосфора – P2O5. Это кислотный оксид, который проявляет свойства, характерные для этих оксидов: он реагирует с основными оксидами, основаниями и водой с образованием соответствующей кислоты.

Высший гидроксид фосфора – это фосфорная кислота, или ортофосфорная – H3PO4, она проявляет свойства, характерные для всех кислот: реагирует с металлами, основаниями и основными оксидами, с солями.

Фосфор – неметалл, поэтому имеет летучее водородное соединение – РН3 – фосфин.

Нам пришлось потрудиться, но мы смогли выполнить все задание. 

Химические свойства элементов и соединений

Атомный номер

Атомный номер указывает количество протонов в ядре атома. Атомный номер — важное понятие химии и квантовой механики. Элемент и его место в периодической таблице выводятся из этой концепции.
Когда атом обычно электрически нейтрален, атомный номер будет равен количеству электронов в атоме, которые можно найти вокруг ядра.Эти электроны в основном определяют химическое поведение атома. Атомы, несущие электрические заряды, называются ионами. Ионы имеют либо количество электронов, большее (отрицательно заряженное), либо меньшее (положительно заряженное), чем атомный номер.

Атомная масса

Название указывает на массу атома, выраженную в атомных единицах массы (а.е.м.). Большая часть массы атома сосредоточена в протонах и нейтронах, содержащихся в ядре. Каждый протон или нейтрон весит около 1 а.е.м., и, таким образом, атомная масса всегда очень близка к массовому (или нуклонному) числу , которое указывает количество частиц в ядре атома; это означает протоны и нейтроны.Каждый изотоп химического элемента может различаться по массе. Атомная масса изотопа указывает количество нейтронов, которые присутствуют в ядре атомов. Полная атомная масса элемента эквивалентна единицам массы его изотопов. Относительное присутствие изотопов в природе является важным фактором при определении общей атомной массы элемента. Что касается определенного химического элемента, то атомная масса, указанная в периодической таблице, представляет собой среднюю атомную массу всех стабильных изотопов химического элемента.Среднее значение взвешено по относительному естественному содержанию изотопов элемента.

Электроотрицательность согласно Полингу

Электроотрицательность измеряет склонность атома притягивать электронное облако в своем направлении во время химической связи с другим атомом.
Шкала Полинга — широко используемый метод для упорядочения химических элементов по их электроотрицательности. Лауреат Нобелевской премии Линус Полинг разработал эту шкалу в 1932 году.
Значения электроотрицательности не рассчитываются на основе математических формул или измерений.Это больше похоже на прагматический диапазон.
Полинг дал элементу с максимально возможной электроотрицательностью фтор значение 4,0. Францию, элементу с наименьшей возможной электроотрицательностью, было присвоено значение 0,7. Всем остальным элементам дается значение где-то между этими двумя крайностями.

Плотность

Плотность элемента указывает количество единиц массы элемента, которые присутствуют в определенном объеме среды. Традиционно плотность выражается греческой буквой ро (пишется как r).В системе единиц СИ плотность выражается в килограммах на кубический метр (кг / м 3 ). Плотность элемента обычно выражается графически с помощью температуры и давления воздуха, поскольку эти два свойства влияют на плотность.

Точка плавления

Точка плавления элемента или соединения означает температуры, при которых твердая форма элемента или соединения находится в равновесии с жидкой формой. Обычно мы предполагаем, что давление воздуха составляет 1 атмосферу.
Например: температура плавления воды 0 o C, или 273 K.

Температура кипения

Точка кипения элемента или соединения означает температуру, при которой жидкая форма элемента или соединения в равновесии с газообразной формой. Обычно мы предполагаем, что давление воздуха составляет 1 атмосферу.
Например: температура кипения воды составляет 100 o C или 373 K.
При температуре кипения давление пара элемента или соединения составляет 1 атмосферу.

Радиус Вандервальса

Даже когда два атома, которые находятся рядом друг с другом, не связываются, они все равно будут притягиваться друг к другу. Это явление известно как взаимодействие Вандервальса.
Силы Вандервальса вызывают силу между двумя атомами. Эта сила становится сильнее по мере сближения атомов. Однако, когда два атома приближаются слишком близко друг к другу, срабатывает отталкивающая сила, как следствие чрезмерного отторжения между отрицательно заряженными электронами обоих атомов.В результате между двумя атомами образуется определенное расстояние, известное как радиус Вандервальса.
Путем сравнения радиусов Вандервальса нескольких различных пар атомов мы разработали систему радиусов Вандервальса, с помощью которой мы можем предсказать радиус Вандервальса между двумя атомами путем сложения.

Ионный радиус

Ионный радиус — это радиус, который имеет ион в ионном кристалле, где ионы упакованы вместе до точки, в которой их внешние электронные орбитали контактируют друг с другом.Орбиталь — это область вокруг атома, где, согласно теории орбиталей, вероятность нахождения электрона наибольшая.

Изотопы

Атомный номер не определяет количество нейтронов в ядре атома. В результате количество нейтронов в атоме может варьироваться. Тогда атомы с одинаковым атомным номером могут отличаться по атомной массе. Атомы одного и того же элемента, различающиеся атомной массой, называются изотопами.
В основном с более тяжелыми атомами, которые имеют более высокий атомный номер, количество нейтронов в ядре может превышать количество протонов.
Изотопы одного и того же элемента часто встречаются в природе попеременно или в смесях.

Пример: хлор имеет атомный номер 17, что в основном означает, что все атомы хлора содержат 17 протонов в своем ядре. Есть два изотопа. Три четверти атомов хлора, встречающихся в природе, содержат 18 нейтронов, а одна четверть — 20 нейтронов. Массовые числа этих изотопов 17 + 18 = 35 и 17 + 20 = 37. Изотопы записываются следующим образом: 35Cl и 37Cl.
Когда изотопы указаны таким образом, количество протонов и нейтронов не нужно упоминать отдельно, потому что символ хлора в периодической таблице (Cl) расположен на семнадцатом месте.Это уже указывает количество протонов, так что всегда можно легко вычислить количество нейтронов с помощью массового числа.

Большое количество изотопов нестабильно. Они развалятся в процессе радиоактивного распада. Радиоактивные изотопы называются радиоизотопами.

Электронная оболочка

Электронная конфигурация атома — это описание расположения электронов по кругу вокруг ядра. Эти круги не совсем круглые; они содержат волнообразный узор.Для каждого круга вероятность присутствия электрона в определенном месте описывается математической формулой. Каждый из кругов имеет определенный уровень энергии по сравнению с ядром. Обычно уровни энергии электронов выше, когда они находятся дальше от ядра, но из-за своих зарядов электроны также могут влиять на уровни энергии друг друга. Обычно сначала заполняются средние кружки, но могут быть исключения из-за отказов.
Круги разделены на оболочки и подоболочки, которые можно пронумеровать с помощью количества.

Энергия первой ионизации

Энергия ионизации означает энергию, которая требуется, чтобы свободный атом или молекула потеряли электрон в вакууме. Другими словами; энергия ионизации является мерой прочности электронных связей с молекулами. Это касается только электронов внешнего круга.

Энергия второй ионизации

Помимо энергии первой ионизации, которая показывает, насколько сложно удалить первый электрон из атома, существует также мера энергии для второй ионизации.Эта энергия второй ионизации указывает на степень сложности удаления второго атома.

Таким образом, существует также энергия третьей ионизации, а иногда даже энергия четвертой или пятой ионизации.

Стандартный потенциал

Стандартный потенциал означает потенциал окислительно-восстановительной реакции, когда он находится в равновесии, по отношению к нулю. Когда стандартный потенциал превышает ноль, мы имеем дело с реакцией окисления. Когда стандартный потенциал ниже нуля, мы имеем дело с реакцией восстановления.Стандартный потенциал электронов выражается в вольтах (В) символом V 0 .

Вернуться к периодической таблице или к предметам химии

Элементы и соединения | Введение в химию

Цель обучения
  • Различение элементов и соединений и изучение методов разделения
Ключевые моменты
    • Элементы — это простейшие законченные химические вещества.Каждый элемент соответствует одной записи в периодической таблице. Элемент — это материал, состоящий из одного типа атомов. Каждый тип атома содержит одинаковое количество протонов.
    • Химические связи связывают элементы вместе, образуя более сложные молекулы, называемые соединениями. Соединение состоит из двух или более типов элементов, удерживаемых вместе ковалентными или ионными связями.
    • Элементы не могут быть разделены на более мелкие части без большого количества энергии. Соединения, с другой стороны, могут быть разорваны с помощью практического количества энергии, например тепла от огня.
    • Вещество можно разделить на две категории: чистые вещества и смеси. Чистые вещества далее разбиваются на элементы и соединения. Смеси представляют собой физически комбинированные структуры, которые можно разделить на их исходные компоненты.
Термины
  • элемент Любое одно из простейших химических веществ, которое нельзя изменить с помощью химической реакции или каких-либо химических средств. Состоит из атомов, имеющих одинаковое количество протонов.
  • соединение: Вещество, состоящее из двух или более элементов. Состоит из фиксированного соотношения химически связанных атомов. Обладает уникальными свойствами, которые отличаются от свойств отдельных его элементов.
  • химическая связь: Любая из нескольких сил притяжения, которые служат для связывания атомов вместе с образованием молекул.

Элементы

Химический элемент — это чистое вещество, состоящее из одного типа атомов. У каждого атома есть атомный номер, который представляет количество протонов, находящихся в ядре одного атома этого элемента.Периодическая таблица элементов упорядочена по возрастанию атомного номера.

Химические элементы делятся на металлы, металлоиды и неметаллы. Металлы, обычно встречающиеся в левой части таблицы Менделеева:

.
  • часто проводящий электричество
  • податливый
  • блестящий
  • иногда магнитный.

Алюминий, железо, медь, золото, ртуть и свинец являются металлами.

В отличие от неметаллов, которые можно найти в правой части таблицы Менделеева (справа от лестницы):

  • обычно непроводящий
  • не податливый
  • тусклый (не блестящий)
  • немагнитный.

Примеры элементарных неметаллов включают углерод и кислород.

Металлоиды обладают некоторыми характеристиками металлов и некоторыми характеристиками неметаллов. Кремний и мышьяк — металлоиды.

По состоянию на ноябрь 2011 г. было идентифицировано 118 элементов (самым последним из них был идентифицирован ununseptium в 2010 г.). Из этих 118 известных элементов только первые 98 встречаются в природе на Земле. Элементы, которые не встречаются в природе на Земле, являются синтетическими продуктами ядерных реакций, созданных человеком.80 из 98 встречающихся в природе элементов стабильны; остальные радиоактивны, что означает, что они распадаются на более легкие элементы в течение времени от долей секунды до миллиардов лет.

Периодическая таблица Менделеева Периодическая таблица Менделеева содержит 118 элементов, включая металлы (синий), неметаллы (красный) и металлоиды (зеленый).

Водород и гелий — самые распространенные элементы во Вселенной. Однако железо является самым распространенным элементом (по массе) в составе Земли, а кислород — наиболее распространенным элементом в слое земной коры.

Хотя вся известная химическая материя состоит из этих элементов, сама химическая материя составляет лишь около 15% материи во Вселенной. Остальное — темная материя, загадочная субстанция, не состоящая из химических элементов. Темной материи не хватает протонов, нейтронов или электронов.

Соединения

Чистые образцы изолированных элементов редко встречаются в природе. Хотя 98 природных элементов были идентифицированы в образцах минералов из земной коры, лишь небольшая часть из них может быть обнаружена как узнаваемые, относительно чистые минералы.Среди наиболее распространенных таких «самородных элементов» — медь, серебро, золото и сера. Углерод также обычно встречается в форме угля, графита и алмазов. Благородные газы (например, неон) и благородные металлы (например, ртуть) также можно найти в их чистых, несвязанных формах в природе. Тем не менее, большинство этих элементов находится в смесях.

Когда два различных элемента химически объединены, то есть между их атомами образуются химические связи, результат называется химическим соединением. Большинство элементов на Земле связываются с другими элементами, образуя химические соединения, такие как натрий (Na) и хлорид (Cl), которые вместе образуют поваренную соль (NaCl).Вода — еще один пример химического соединения. Два или более компонентов соединения можно разделить с помощью химических реакций.

Химические соединения имеют уникальную и определенную структуру, которая состоит из фиксированного соотношения атомов, удерживаемых вместе в определенном пространственном расположении химическими связями. Химические соединения могут быть:

  • молекулярные соединения, удерживаемые вместе ковалентными связями
  • солей, удерживаемых ионными связями
  • интерметаллические соединения, удерживаемые металлическими связями
  • комплексов скреплены координационными ковалентными связями.

Чистые химические элементы не считаются химическими соединениями, даже если они состоят из двухатомных или многоатомных молекул (молекул, содержащих только несколько атомов одного элемента, например H 2 или S 8 ).

Chemistry 1.2 Classification Matter (Part 2 of 3) — YouTube В этом видео обсуждаются чистые вещества, сравниваются элементы и соединения, а также химические изменения противопоставляются физическим изменениям. Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Физические и химические свойства

Физические и химические свойства — состояния вещества
Вещества классифицируются на основе физических состояний, часто называемых состояниями вещества. При комнатной температуре и давлении общие физические состояния элементов — твердые тела, газы или жидкости. Материя классифицируется в первую очередь по своему физическому состоянию как твердое, жидкое или газообразное. Во-вторых, мы классифицируем вещество по его химическому составу как элемент, соединение или смесь.

Физические и химические свойства — Что такое Физические свойства ?
Каковы физические свойства? Определение: Физические свойства — это характеристики, которые можно наблюдать без преобразования вещества в другое вещество. Физические свойства материи — это обычно те, которые можно наблюдать с помощью наших органов чувств. Наблюдения обычно состоят из какого-либо типа числовых измерений. Примеры физических свойств включают цвет, точку замерзания, точку кипения, точку плавления, плотность и запах.

Физические и химические свойства — Что такое Химические свойства ?
Каковы химические свойства? Определение: Химические свойства — это характеристики, которые определяют, как будет реагировать с другими веществами или менять с одного вещества на другое. Химические свойства или характеристики, которые проявляются как одно вещество, а затем химически превращаются в другое. Химические свойства наблюдаются только во время химической реакции.Реакции и изменения веществ могут быть вызваны горением, ржавчиной, нагреванием, взрывом и потускнением.

Физические и химические свойства

Что такое физические и химические свойства — понимание увеличено
Чем больше физических и химических свойств мы можем определить для вещества, тем лучше мы узнаем природу вещества. Химические эксперименты можно использовать для иллюстрации физических и химических свойств элементов и соединений и для предоставления примеров химических изменений, которые можно объяснить перегруппировкой атомов.Физические и химические свойства вещества позволяют химикам понять, как оно будет вести себя в различных условиях.

Каковы физические и химические свойства общих элементов
Следующие статьи содержат важные факты и информацию о физических и химических свойствах обычных элементов и веществ.

Примеры физических свойств
Примеры физических свойств:

  • Цвет (яркость внешнего вида)
  • Блеск (блеск или свечение)
  • Жесткость (жесткий и устойчивый к давлению)
  • Запах (характерный запах)
  • Люминесценция (излучение света, не вызванного теплом)
  • Электропроводность (передача тепла, электричества или звука)
  • Растворимость (способность растворяться)
  • Пластичность (способность к деформации или деформации)
  • Пластичность (легко вытягивается или растягивается в тонкую проволоку)
  • Плотность (мера относительной «тяжести» объектов с постоянным объемом)
  • Вязкость (сопротивление течению — липкость)
  • Сжимаемость (более компактная)
  • Замораживание точка (температура, ниже которой жидкость превращается в твердое тело)
  • Точка кипения (температура, при которой давление пара достаточно велико пузырьки образуются внутри тела жидкости)
  • Точка плавления (температура, при которой твердое вещество плавится и превращается в жидкость)
  • Кристаллическая структура (геометрический рисунок, например.грамм. прямоугольный, шестиугольный)
  • Аллотроп — Аллотропы — это формы элемента с разными физическими и химическими свойствами, встречающиеся в двух или более кристаллических формах в одном и том же физическом состоянии. Физические свойства могут широко варьироваться в зависимости от аллотропной формы. Пример: Формы углерода — графит и алмазы. Алмаз очень прозрачен. Графит непрозрачный и черный

При физическом изменении вещества не изменяются химически, а просто переходят в другую фазу (т.е.е. газ, жидкость, твердое тело) или по отдельности или в сочетании.

Примеры химических свойств
Примеры химических свойств:

  • Воспламеняемость (способность загораться)
  • Токсичность (способность быть ядовитой)
  • Радиоактивность (испускание ионизирующего излучения)
  • Теплота горение (количество тепла, выделяющееся при полном сгорании вещества)
  • Реакционная способность с водой (что происходит, когда вещество реагирует с водой)
  • Реакционная способность с кислотами (что происходит, когда вещество реагирует с кислотой)
  • Окисление (комбинация вещества с кислородом)
  • Коррозия (коррозионное вещество, которое разрушит или необратимо повредит другую поверхность)

При химическом изменении вещества изменяются химически и после изменения проявляют другие физические и химические свойства.

Физические и химические свойства воды
Вода уникальна, потому что это единственное природное вещество, которое может существовать в трех состояниях материи — твердом, жидком и газообразном — при температурах, обычно встречающихся на Земле. Дополнительные факты и информацию см. В статье о свойствах воды.

1.3 Физические и химические свойства — Химия 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определять свойства и изменения вещества как физические или химические
  • Определять свойства материи как экстенсивные или интенсивные

Характеристики, которые отличают одно вещество от другого, называются свойствами.Физическое свойство — это характеристика вещества, не связанная с изменением его химического состава. Знакомые примеры физических свойств включают плотность, цвет, твердость, точки плавления и кипения, а также электропроводность. Некоторые физические свойства, такие как плотность и цвет, можно наблюдать без изменения физического состояния вещества. Другие физические свойства, такие как температура плавления железа или температура замерзания воды, можно наблюдать только по мере того, как материя претерпевает физические изменения.Физическое изменение — это изменение состояния или свойств материи без какого-либо сопутствующего изменения химической идентичности веществ, содержащихся в материи. Физические изменения наблюдаются при плавлении воска, при растворении сахара в кофе и при конденсации пара в жидкую воду (рис. 1.18). Другие примеры физических изменений включают намагничивание и размагничивание металлов (как это делается с обычными противоугонными бирками) и измельчение твердых частиц в порошки (которые иногда могут приводить к заметным изменениям цвета).В каждом из этих примеров происходит изменение физического состояния, формы или свойств вещества, но не изменяется его химический состав.

Фигура 1,18 (а) Воск претерпевает физические изменения при нагревании твердого воска и образует жидкий воск. (б) Конденсация пара внутри кастрюли — это физическое изменение, поскольку водяной пар превращается в жидкую воду. (кредит а: модификация работы «95jb14» / Wikimedia Commons; кредит б: модификация работы «mjneuby» / Flickr)

Превращение одного типа материи в другой (или невозможность изменения) является химическим свойством.Примеры химических свойств включают воспламеняемость, токсичность, кислотность и многие другие типы реакционной способности. Железо, например, соединяется с кислородом в присутствии воды с образованием ржавчины; хром не окисляется (рис. 1.19). Нитроглицерин очень опасен, потому что легко взрывается; неон почти не представляет опасности, потому что он очень инертен.

Фигура 1.19 а) одно из химических свойств железа — ржавчина; (б) одно из химических свойств хрома состоит в том, что это не так.(кредит а: модификация работы Тони Хисгетта; кредит б: модификация работы «Атома» / Wikimedia Commons)

Химическое изменение всегда производит один или несколько типов материи, которые отличаются от материи, существовавшей до изменения. Образование ржавчины — это химическое изменение, потому что ржавчина — это другой тип вещества, чем железо, кислород и вода, присутствовавшие до образования ржавчины. Взрыв нитроглицерина — это химическое изменение, потому что образующиеся газы представляют собой вещества, очень отличающиеся от исходного вещества.Другие примеры химических изменений включают реакции, которые проводятся в лаборатории (например, взаимодействие меди с азотной кислотой), все формы горения (горения) и приготовление, переваривание или гниение пищи (рис. 1.20).

Фигура 1,20 (a) Медь и азотная кислота претерпевают химические изменения с образованием нитрата меди и коричневого газообразного диоксида азота. (b) Во время горения спички целлюлоза в спичке и кислород из воздуха подвергаются химическому изменению с образованием диоксида углерода и водяного пара.(c) Приготовление красного мяса вызывает ряд химических изменений, включая окисление железа в миоглобине, что приводит к знакомому изменению цвета с красного на коричневый. (г) Банан становится коричневым — это химическое изменение, связанное с образованием новых, более темных (и менее вкусных) веществ. (Фото b: модификация работы Джеффа Тернера; кредит c: модификация работы Глории Кабада-Леман; кредит d: модификация работы Роберто Верцо)

Свойства материи делятся на две категории. Если свойство зависит от количества присутствующего вещества, это обширное свойство.Масса и объем вещества являются примерами обширных свойств; например, галлон молока имеет большую массу, чем чашка молока. Стоимость обширной собственности прямо пропорциональна количеству рассматриваемого вещества. Если свойство образца материи не зависит от количества присутствующего вещества, это интенсивное свойство. Температура — это пример интенсивного свойства. Если галлон и чашка молока имеют температуру 20 ° C (комнатная температура), при их объединении температура остается на уровне 20 ° C.В качестве другого примера рассмотрим различные, но взаимосвязанные свойства тепла и температуры. Брызги горячего кулинарного масла на руку вызывают кратковременный небольшой дискомфорт, а горшок с горячим маслом вызывает серьезные ожоги. И капля, и горшок с маслом имеют одинаковую температуру (интенсивное свойство), но горшок явно содержит гораздо больше тепла (экстенсивное свойство).

Химия в повседневной жизни

Опасный алмаз

Вы могли видеть символ, показанный на Рисунке 1.21 на контейнерах с химикатами в лаборатории или на рабочем месте. Этот алмаз с химической опасностью, который иногда называют «огненным алмазом» или «опасным алмазом», дает ценную информацию, которая кратко описывает различные опасности, о которых следует помнить при работе с определенным веществом.

Фигура 1,21 Алмазный алмаз Национального агентства противопожарной защиты (NFPA) обобщает основные опасности химического вещества.

Национальное агентство противопожарной защиты (NFPA) 704 Система идентификации опасностей была разработана NFPA для предоставления информации о безопасности определенных веществ.Система детализирует воспламеняемость, реактивность, здоровье и другие опасности. Верхний (красный) ромб внутри общего символа ромба указывает уровень пожарной опасности (диапазон температур для точки вспышки). Синий (левый) ромб указывает на степень опасности для здоровья. Желтый (правый) ромб указывает на опасность реакционной способности, например, насколько легко вещество подвергнется детонации или сильному химическому изменению. Белый (нижний) ромб указывает на особые опасности, например, если он является окислителем (который позволяет веществу гореть в отсутствие воздуха / кислорода), вступает в необычную или опасную реакцию с водой, является коррозионным, кислотным, щелочным, биологическая опасность, радиоактивность и т. д.Каждая опасность оценивается по шкале от 0 до 4, где 0 означает отсутствие опасности, а 4 — чрезвычайно опасную.

Хотя многие элементы сильно различаются по своим химическим и физическим свойствам, некоторые элементы обладают схожими свойствами. Например, многие элементы хорошо проводят тепло и электричество, а другие плохо проводят. Эти свойства можно использовать для сортировки элементов по трем классам: металлы (элементы с хорошей проводимостью), неметаллы (элементы с плохой проводимостью) и металлоиды (элементы с промежуточной проводимостью).

Периодическая таблица — это таблица элементов, в которой элементы с похожими свойствами расположены близко друг к другу (рис. 1.22). Вы узнаете больше о таблице Менделеева, продолжая изучать химию.

Фигура 1,22 Таблица Менделеева показывает, как элементы могут быть сгруппированы по определенным схожим свойствам. Обратите внимание, что цвет фона указывает, является ли элемент металлом, металлоидом или неметаллом, тогда как цвет символа элемента указывает, является ли элемент твердым, жидким или газообразным.

Периодическая таблица элементов | Химия

В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев впервые предположил, что химические элементы обладают «периодичностью свойств». Менделеев пытался организовать химические элементы в соответствии с их атомным весом, предполагая, что свойства элементов будут постепенно меняться по мере увеличения атомного веса. Однако он обнаружил, что химические и физические свойства элементы постепенно увеличивались, а затем внезапно менялись на разных шаги или периоды.Чтобы учесть эти повторяющиеся тенденции, Менделеев сгруппировал элементы в таблице, содержащей как строки, так и столбцы.

Периодическая таблица элементов

Структура современной таблицы Менделеева

Современная периодическая таблица элементов основана на наблюдениях Менделеева; однако, вместо того, чтобы быть организованной по атомному весу, современная таблица упорядочена по атомному номеру (z).При перемещении слева направо по строке периодической таблицы свойства элементов постепенно меняются. В конце каждого ряда происходит резкое изменение химических свойств. Следующий элемент по порядку атомного номера более похож (химически говоря) на первый элемент в строке над ним; таким образом, новая строка начинается на столе.

Например, кислород (O), фтор (F) и неон (Ne) (z = 8, 9 и 10 соответственно) — все это стабильные неметаллы, которые при комнатной температуре являются газами.Натрий (Na, z = 11), однако, представляет собой металлическое серебро, твердое при комнатной температуре, как и элемент литий (z = 3). Таким образом, натрий начинает новую строку в периодической таблице и помещается непосредственно под литием, подчеркивая их химический состав. сходства.

Строки в периодической таблице называются периодами. Как один движется слева направо в заданный период, химические свойства элементов медленно меняются. Столбцы в периодической таблице называются группами.Элементы в данной группе в периодической таблице обладают многими схожими химическими и физическими свойствами.

Контрольная точка понимания

Почему натрий находится непосредственно под литием в периодической таблице?

Электронная конфигурация и таблица

«Периодическая» природа химических свойств, которые обнаружил Менделеев, связана с электронной конфигурацией атомов элементов.Другими словами, способ, которым электроны атома расположены вокруг его ядра, влияет на свойства атома.

Теория атома Нильса Бора говорит нам, что электроны не являются расположены случайным образом вокруг ядра атома, но встречаются в определенных электронных оболочках (см. наш модуль Atomic Theory II для получения дополнительной информации). Каждая оболочка имеет ограниченную емкость для электронов. По мере заполнения нижних оболочек дополнительные электроны находятся в более удаленных оболочках.

Емкость первой электронной оболочки — два электрона, а второй — восемь. Таким образом, в нашем примере, рассмотренном выше, кислород с восемью протонами и восемью электронами несет два электрона на своей первой оболочке и шесть на своей второй оболочке. Фтор с девятью электронами несет два в своей первой оболочке и семь во второй. Неон с десятью электронами несет два в первом и восемь во втором.Поскольку количество электронов во второй оболочке увеличивается, мы можем представить, почему химические свойства постепенно меняются по мере того, как мы переходим от кислорода к фтору и неону.

У натрия одиннадцать электронов. Двое поместились в его первую оболочку, но помните, что вторая оболочка может нести только восемь электронов. Одиннадцатый электрон натрия не может поместиться ни в его первую, ни в его вторую оболочку. Этот электрон поселяется на еще одной орбите, третьей электронной оболочке натрия.Причина резкого изменения химических свойств при переходе от неона к натрию заключается в том, что между двумя элементами происходит резкий сдвиг в электронной конфигурации. Но почему натрий похож на литий? Давайте посмотрим на электронные конфигурации этих элементов.

Электронные конфигурации для выбранных элементов

Как вы можете видеть на иллюстрации, в то время как натрий имеет три электронные оболочки, а литий две, их общая характеристика состоит в том, что оба они имеют только один электрон на крайнем внешнем участке. электронная оболочка.Эти электроны внешней оболочки (называемые валентными электроны) важны для определения химических свойств элементов.

Химические свойства элемента определяются тем, как его атомы взаимодействуют с другими атомами. Если мы изобразим внешнюю (валентную) электронную оболочку атома как сферу, охватывающую все внутри, то только валентная оболочка может взаимодействовать с другими атомами — почти так же, как это только краска на внешней стороне вашего дома. который «взаимодействует» с, и промокает, дождевая вода.

Валентная оболочка атома «покрывает» внутренние электронные оболочки

Электроны валентной оболочки в атоме определяют способ его взаимодействия с соседними атомами и, следовательно, определяют его химические свойства. Поскольку и натрий, и литий имеют один валентный электрон, они обладают схожими химическими свойствами.

Контрольная точка понимания

Химические свойства элемента определяются количеством электронов в

Сокращение электронной конфигурации

Для элементов в группах, обозначенных A в периодической таблице (IA, IIA и т. Д.) количество валентных электронов соответствует номеру группы. Таким образом, Li, Na и другие элементы в группе IA имеют один валентный электрон. Be, Mg и другие элементы группы IIA имеют два валентных электрона. B, Al и другие элементы группы IIIA имеют три валентных электрона и так далее. Номер строки или периода, в котором находится элемент в таблице, равен количеству полных оболочек, содержащих электроны в атоме. H и He в первом периоде обычно имеют электроны только в первой оболочке; Li, Be, B и другие элементы периода два занимают две оболочки и так далее.Чтобы записать электронную конфигурацию элементов, ученые часто используют стенографию, в которой за символом элемента следуют его электронные оболочки. Ниже приведены несколько примеров.

Сокращение конфигурации элемента
Элемент Сокращение конфигурации
Водород H 1e –
Литий Ли 2e – 1e –
Фтор Ф 2e – 7e –
Натрий Na 2e – 8e — 1e –

Для получения дополнительных сведений в таблице, приведенной ниже, показаны электронные конфигурации первых одиннадцати элементов.

Сводка

Современная таблица Менделеева основана на наблюдениях Дмитрия Менделеева 1896 года о том, что химические элементы можно сгруппировать по химическим свойствам, которые они проявляют. Этот модуль объясняет расположение элементов в таблице периодов. Он определяет периоды и группы и описывает, как различные электронные конфигурации влияют на свойства атома.

Наука на расстоянии

Наука на расстоянии Наука на расстоянии

Конспект лекций

проверка

Используйте этот раздел, чтобы проверить точность ваших лекционных заметок.Убедитесь, что вы записали следующие определения, объяснения и важные концепции в своих заметках.

Физическая структура — Часть первая

Атомы

Атом — это наименьшая единица чистого вещества или элемента, которая может существовать и при этом сохранять свойства исходного вещества или элемента.
    Ключевые идеи:
  • обычных веществ, таких как воздух, вода, дерево и ткань, представляют собой смеси материалов и могут быть химически или физически разложены на более простые вещества.
  • чистое или элементарное вещество не может быть разбито на более мелкие или простые составляющие без потери всех своих первоначальных свойств; такие чистые вещества называются элементами .
  • каждый элемент состоит из идентичных частиц материи, называемых атомами .
  • все атомы в чистом веществе или элементе идентичны друг другу, но отличаются от атомов в другом элементе.
  • 92 природных элемента и еще 13 созданы в лаборатории.

Атомы жизни

Три самых распространенных элемента на Земле — это кислород, кремний и алюминий; В живых организмах шесть наиболее распространенных элементов — это углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера.
    Ключевые идеи:
  • уникальные химические свойства всего нескольких атомов определяют форму и функции всего живого.
  • Физические и химические свойства всех элементов являются результатом возникновения субструктуры их атомов.

Субатомные частицы

Есть три типа субатомных частиц, которые находятся в атомах всех элементов, кроме одного.
    Ключевые идеи:
  • протонов — это небольшие положительно заряженные частицы с массой, по определению, равной одной единице (одна а.е.м.).
  • нейтронов — нейтральные частицы без электрического заряда, также с массой в одну единицу (одна а.е.м.).
  • электронов очень маленькие отрицательно заряжают частицу с очень малой массой, которой можно пренебречь.

Атомная подструктура

Каждый атом имеет одинаковую субструктуру с плотным положительно заряженным центром (иногда называемым атомным ядром ), окруженным рассеянным, быстро движущимся числом отрицательно заряженных частиц.
    Ключевые идеи:
  • протонов всегда находятся в атомном центре.
  • нейтронов всегда находятся в атомном центре.
  • электронов всегда находят распределенными в быстро движущихся диффузных облаках или орбиталях определенного объема и формы на различных расстояниях от центра атома.
  • в сбалансированном нейтральном атоме количество протонов всегда равно количеству электронов.
  • большая часть атома — это пустое пространство.
  • сумма масс всех протонов и нейтронов в атоме называется атомной массой .
  • число протонов в атоме называется атомным номером

Физические свойства атомов

Два важных физических свойства всех атомов зависят от их атомной массы и относительного количества протонов и нейтронов в атомном центре.
    Ключевые идеи:
  • масса или вес атома зависит от количества протонов и нейтронов, которые он содержит.
  • атомов элементов, содержащих больше протонов и нейтронов, имеют большую общую массу.
  • некоторые элементы имеют диапазон или ряд атомных масс, в которых количество протонов всегда постоянно, но количество нейтронов меняется.
  • некоторые из этих устройств нестабильны, и атомы самопроизвольно взрываются и испускают излучение; это радиоактивных форм элемента.

Изотопы

Изотопы — это семейства атомов, которые имеют одинаковый атомный номер, но разные атомные массы.
    Ключевые идеи:
  • водород — элемент с тремя изотопами.
  • наиболее распространенная форма водорода (записанная в химической нотации как H ) имеет единственный протон в центре и не имеет нейтронов.
  • другая форма водорода, называемая дейтерий, состоит из одного протона и одного нейтрона.
  • третья форма водорода, называемая тритием, имеет один протон и два нейтрона.
  • атомная субструктура трития нестабильна и радиоактивна.

Электронные устройства

Электроны заряжены отрицательно и поэтому притягиваются к положительно заряженным протонам в центре атома. Они также отталкиваются отрицательными зарядами других электронов. Электроны удерживают фиксированное количество энергии, и этот уровень энергии определяет, насколько близко или далеко от атомного центра они расположены.
    Ключевые идеи:
  • баланс всех сил содержания энергии и зарядов определяет объем или форму пространства, которое электрон может занимать вокруг атомного центра атома.
  • электронов находятся в зонах, называемых энергетическими уровнями , на увеличивающихся расстояниях от атомного центра.
  • ближайший к центру атома уровень энергии является самым маленьким и самым низким по энергии. Электроны с низкой энергией занимают этот уровень.
  • следующий энергетический уровень по большей части находится дальше от атомного центра. Электроны на этом уровне энергии содержат больше энергии, чем на первом.
  • только два электрона могут занимать первый энергетический уровень одновременно.
  • максимум восемь электронов могут занимать второй энергетический уровень одновременно.

Орбитали

По мере того, как они диффундируют и перемещаются по ядру, электроны ограничены определенными объемами или формами пространства, называемыми орбиталями .
    Ключевые идеи:
  • , только максимум два электрона могут находиться или занимать любую орбиталь одновременно.
  • самый низкий энергетический уровень имеет только одну орбиталь в форме сферы, называемую орбиталью 1s .
  • два электрона — максимальное количество, обнаруживаемое в любой момент времени на этой орбитали.
  • второй энергетический уровень имеет четыре орбитали.
  • Орбиталь 2s имеет форму сферы и содержит максимум два электрона.
  • есть три 2p-орбитали, которые имеют форму гантели и снова содержат максимум два электрона каждая.

Атомная стабильность

Атомы наиболее стабильны и наименее реактивны, когда их внешний энергетический уровень либо полностью заполнен электронами, либо полностью лишен электронов.
    Ключевые идеи: Водород
  • , имеющий только один электрон на первом уровне энергии, является химически реактивным.
  • гелий с двумя электронами на первом уровне энергии инертен и имеет незначительные химические или реактивные свойства или не имеет их вообще (первый уровень энергии не полон).
  • натрий имеет один электрон на внешнем энергетическом уровне, он очень реактивен.
  • Хлор имеет семь электронов на внешнем энергетическом уровне, он тоже очень реактивен.
  • химические свойства элемента очень сильно зависят от количества электронов, которые атомы этого элемента имеют на своем внешнем энергетическом уровне.

Стабильность I: ионы

Один из способов перехода атома в более стабильное состояние — это приобретать или терять электроны со своего внешнего энергетического уровня до тех пор, пока этот энергетический уровень не станет полным или пустым.
    Ключевые идеи:
  • атом водорода может отдать свой один электрон со своего первого энергетического уровня.
  • этот энергетический уровень теперь свободен от электронов, и полученная атомная форма более стабильна.
  • оставшаяся атомная частица теперь состоит из одного протона с положительным зарядом, который больше не нейтрализуется электроном.
  • эта атомная частица теперь называется ионом .
  • атомов элемента хлора имеют семь электронов на внешнем энергетическом уровне.
  • эти атомы хлора легко принимают пожертвованные электроны, чтобы заполнить этот энергетический уровень.
  • новая атомная частица теперь имеет дополнительный отрицательно заряженный электрон, который не нейтрализуется протоном в атомном центре, но это более стабильное атомное расположение.
  • эта атомная частица теперь является отрицательно заряженным ионом хлорида.
  • ионизация — термин, используемый для такого обмена электронами и образования положительно или отрицательно заряженных атомных частиц.

Stability II: совместное использование

Атомы могут объединяться вместе и обмениваться электронами между собой.Атомы, которые разделяют электроны, связаны друг с другом в форме, называемой молекулой , которая находится в более низком энергетическом состоянии, чем любой из отдельных атомов в отдельности.
    Ключевые идеи:
  • , когда два атома водорода приближаются друг к другу, их положительно заряженные центры притягиваются к отрицательно заряженным электронным облакам, окружающим противоположный атом.
  • на определенном расстоянии друг от друга два крайних энергетических уровня (и орбитали) сливаются вместе и образуют единую сложную молекулярную орбиталь .
  • эта новая орбиталь теперь содержит два электрона, по одному от каждого атома при совместном использовании.
  • эта новая компоновка более устойчива, чем исходная.
  • требуется энергия, чтобы разлучить эти атомы, поэтому атомы остаются вместе, как если бы они были связаны между собой посредством энергетического клея .
  • эти силы, удерживающие атомы вместе, называются ковалентными связями .
  • простая ковалентная связь удерживает два атома вместе, в то время как они разделяют два электрона.

Метан: органическая молекула

Атомы разных элементов могут обмениваться электронами, образовывать между собой ковалентные связи и создавать сложные молекулы.
    Ключевые идеи: Углерод
  • имеет только четыре электрона на внешнем энергетическом уровне.
  • углерод может разделять эти четыре электрона и получать четыре электрона от других атомов, образуя, таким образом, четыре ковалентные связи.
  • водород имеет только один электрон на внешнем энергетическом уровне.
  • водород может разделять этот электрон, образуя одну ковалентную связь.
  • один атом углерода и четыре атома водорода могут объединяться.
  • каждый атом водорода имеет два общих электрона (один от атома водорода, один от атома углерода) с атомом углерода, образуя ковалентную связь.
  • полученная молекула имеет один атом углерода в центре и четыре атома водорода, прикрепленных к нему четырьмя ковалентными связями.
  • это молекула под названием метан .
  • молекул, состоящих из углерода и водорода, скрепленных ковалентными связями, часто называют органическими молекулами , потому что они впервые были обнаружены в живых организмах.

Молекула воды

Молекула воды состоит из одного атома кислорода, связанного двумя ковалентными связями с двумя атомами водорода. Электроны в этих связях не распределяются между атомами поровну. Этот тип ковалентной связи называется полярной .
    Ключевые идеи: Кислород
  • является электроотрицательным элементом .
  • электронов плотно прижаты к атому кислорода.
  • при совместном использовании атома кислорода и атома водорода (ковалентная связь) электроны проводят больше времени рядом с атомом кислорода или вокруг него, чем атом водорода.
  • атом кислорода приобретает небольшой отрицательный заряд (из-за наличия дополнительных электронов).
  • атомы водорода развивают небольшой положительный заряд (от оставшегося протона, который не полностью нейтрализуется отсутствующими электронами).
  • молекула воды, следовательно, имеет небольшое, очень слабое распределение электрического заряда; положительный по атомам водорода и отрицательный по атому кислорода.
  • вода — полярная молекула .

Особые свойства воды I: жидкость

Полярность молекулы воды придает ей некоторые особые свойства, первое из которых состоит в том, что вода является жидкостью при комнатной температуре.
    Ключевые идеи:
  • вода — это небольшая молекула, меньшая, чем молекулярный кислород.
  • кислород — это газ при комнатной температуре, а вода — жидкость.
  • Вода полярна, с небольшими положительными и отрицательными зарядами на водородном и кислородном компонентах молекулы.
  • положительный заряд одной молекулы воды притягивает отрицательный заряд соседней молекулы воды, и они ненадолго удерживаются вместе.
  • эта крошечная сила притяжения называется водородной связью .
  • миллиардов и миллиардов водородных связей образуются и разрываются между молекулами воды каждую секунду.
  • сумма всех этих притяжений удерживает молекулы воды ближе друг к другу, чем если бы эти притяжения не образовывались.
  • состояние вещества, занимаемого совокупностью молекул воды, больше похоже на состояние жидкости, чем у газа.
  • нагревание молекул воды вызывает увеличение кинетической энергии, большее движение и разрыв водородных связей.
  • при достаточно высоких температурах вода превращается в газ (пар).

Особые свойства воды II: растворитель

Растворитель — это жидкость, в которой будут растворяться другие твердые вещества и жидкости.Вода — почти универсальный растворитель, в котором до некоторой степени растворяется большинство других веществ.
    Ключевые идеи:
  • вода может растворять больше веществ, чем любой другой растворитель.
  • растворенное вещество — растворенное вещество.
  • степень растворения растворенного вещества в воде зависит от природы и распределения электрических зарядов, которые оно имеет или может развить.
  • ионы, которые имеют сильный положительный или отрицательный заряд, легко и легко растворяются в воде.Электрические заряды на молекулах растворенного вещества притягиваются к полярным зарядам на молекулах воды.
  • такие вещества называются гидрофильными , что означает водолюбивых .
  • молекул, таких как метан и другие подобные молекулы (например, содержащиеся в углеводородах — см. Ниже), не имеют зарядов на своей поверхности и не являются полярными.
  • нет притяжения между водой и этими типами молекул, поэтому они образуют границу на границе раздела, в которой один тип молекулы остается на одной стороне, а другой тип молекулы остается на другой стороне.
  • все такие вещества гидрофобны означает водобоязнь
Наука на расстоянии
© 1997, 1998, 1999, 2000, профессор Джон Бламир

Тулий — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: тулий

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Meera Senthilingam

Стихия этой недели переносит нас в неизведанное, в темные, таинственные земли.

Брайан Клегг

В средневековье, когда карты были украшены странными и экзотическими неизвестными, где на углах могла быть начертана надпись «Вот монстры», самое далекое место, которое только можно было представить, лежащее за пределами известного world, был назван «Ultima Thule».Thule иногда произносится как Tooli, хотя кажется, что это должно быть Thool, что, честно говоря, звучит гораздо более мрачно и загадочно. Первоначально это было классическое название загадочной страны, находящейся в шести днях плавания к северу от Британии, которую греческий историк Полибий считал самой северной частью мира. «Ultima Thule» пошла еще дальше — это была самая дальняя часть Туле.

Когда Тулий был назван Пер Теодором Клеве в 1879 году, это произошло из-за небольшого непонимания значения слова thule.Клив в конечном итоге обнаружил в общей сложности четыре элемента и получил медаль Дэви от Королевского общества за свою работу по редкоземельным металлам, но здесь он не был полностью точен. Он писал: «О оксиде между иттербией и эрбией. Я предлагаю название тулия, происходящее от Туле, древнего названия Скандинавии ». Мало того, что он потерял Туле, он даже не мог правильно написать это, поставив в названии две буквы L — но сегодня мы пишем тулий, как Туле, с одним L. Из элементов периодической таблицы, которые протискиваются между барием и лютецием, тулий имеет атомный номер 69.Это один из редкоземельных элементов, которые часто неправильно называют, поскольку они довольно распространены. Название отражает редкость исходной руды, в которой они были обнаружены, но в случае тулия это не такое уж плохое название, поскольку этот мягкий серебристый металл является одним из самых редких из редкоземельных металлов и более ценен, чем платина.

Первоначальное открытие элемента произошло случайно. Следы эрбия и тербия были обнаружены при первом открытии итрия, хотя изначально не предполагалось, что они являются новыми элементами сами по себе.Клив исследовал оксид эрбия, выделенный из смеси, и обнаружил, что он тоже был поврежден. В нем было небольшое количество неизвестного вещества, которое немного изменяло атомный вес. Более тонкое разделение содержимого этой продуктивной руды в конечном итоге приведет к образованию оксидов еще двух элементов — гольмия и, наконец, тулия.

Тулий долгое время был веществом Золушки. С тулием нельзя было сделать ничего лучше и дешевле с одним из других элементов.Было похоже, что его отправят на помойку бесполезных химических веществ. Примечательно, что один научный писатель сказал о тулии: «Самое удивительное в нем то, что в нем нет ничего удивительного». Но это немного несправедливо.

Тулий не совсем массовый рынок, но около 50 тонн его добывается каждый год, в основном в трех группах руд — Австралии и Китае, США и Бразилии, а также Индии и Шри-Ланке. И это не зря потраченное усилие.

Единственный природный изотоп тулия, обычно встречающийся в виде оксида, — это тулий 169. Он стабилен, но тулий 170 с периодом полураспада 128 дней, полученный бомбардировкой тулия в ядерном реакторе, оказался хорошим портативным источником x -лучей. Впервые он был предложен для этой роли в 1950-х годах и с тех пор часто использовался в небольших устройствах, таких как те, которые используются в стоматологических кабинетах. В качестве источника с низким энергопотреблением он относительно безопасен, что делает его хорошим выбором для низкотехнологичных приложений, которые также используются в инженерии, где рентгеновские лучи можно использовать для поиска трещин в компонентах.

Менее распространенной, но все же важной является роль тулия в легировании особого типа граната, иттрий-алюминиевого граната или YAG. Кристалл используется в качестве активной среды в лазере с длиной волны около 2000 нанометров, который идеально подходит для лазерной хирургии, поэтому тулий снова приходит к нам в медицинскую помощь.

Тулий, возможно, не имеет широкого применения, но он внес свой вклад в Нобелевскую премию американского химика Теодора Уильяма Ричардса. Если когда-либо и присуждалась Нобелевская премия за упорный и упорный труд, то это была премия Ричардса в 1914 году.Цитирование Нобелевской премии должно быть одним из наименее захватывающих из когда-либо сделанных. Это было «в знак признания его точного определения атомного веса большого числа химических элементов». Но для одного только тулия это отражает в общей сложности 15 000 экспериментов по перекристаллизации, прежде чем Ричардс получил достаточно чистый образец бромата тулия, чтобы можно было определить его атомный вес к своему удовлетворению (168,93421, если быть точным).

Когда Пер Теодор Клев назвал тулий, он работал в Упсальском университете в Швеции, старейшем из университетов Северной Европы.Он хотел прославить историческую скандинавскую культуру — и даже если он не совсем правильно позиционировал мифологическую страну, для Клива его новым открытием останется Ultima Thule.

Meera Senthilingam

Мы отправляемся в далекие страны с помощью элемента, который приходит в нашу медицинскую помощь в виде лазеров и небольших рентгеновских лучей. Это был научный писатель Брайан Клегг с химией тулия. Теперь, на следующей неделе, элемент, которым можно управлять, чтобы получить то, что мы хотим.

Andrea Sella

Темно-серого цвета и с очень глянцевым стеклянным блеском, он выглядит как металл, но на самом деле является довольно плохим проводником электричества, и во многих отношениях кроется секрет его окончательного успех. Преднамеренно вводя примеси, такие как бор или фосфор, можно незаметно изменить электрическое поведение элемента. Такие уловки лежат в основе функционирования кремниевых чипов, которые позволяют вам слушать этот подкаст. Менее чем за 50 лет кремний превратился из любопытного любопытства в один из важнейших элементов нашей жизни.

Meera Senthilingam

А чтобы узнать больше о том, насколько важен кремний в нашей повседневной жизни, присоединитесь к Андреа Селла на следующей неделе в программе «Химия в ее стихии».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *