Периодическое изменение свойств элементов. На каком основании хром и сера фосфор и ванадий расположены в одной группе
Ванадия подгруппа - Справочник химика 21
На каком основании хром и сера, фосфор и ванадий расположены в одной группе периодической системы Почему нх помещают в разных подгруппах [c.45]Благодаря тому, что атомы и ионы аналогичных элементов побочных подгрупп пятого и шестого периодов имеют не только сходное электронное строение, но и практически совпадающие размеры,— а их химических свойствах наблюдается гораздо более близкое сходство, чем в случае элементов четвертого и пятого периодов. Так, цирконий по своим свойствам значительно ближе к гафнию, чем к титану, ниобий сходен с танталом в большей степени, чем с ванадием и т. д. [c.642]
К подгруппе ванадия относятся элементы побочной подгруппы пятой группы ванадий, ниобий и тантал. Имея в наружном электронном слое атома два или один электрон, эти элементы отличаются от элементов главной подгруппы (азота, фосфора и др.) преобладанием металлических свойств и отсутствием водородных соединений. Но производные элементов обеих подгрупп в высшей степени окисленности имеют значительное сходство. [c.651]Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним в периодической системе (подгрупп железа, титана и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере увеличения различий в электронном строении взаимодействующих металлов возможность образования твердых растворов уменьшается [c.438]
Ванадий, ниобий и тантал составляют VB-подгруппу периодической системы, К этой подгруппе относится также элемент № 105, искусственно полученный в 1967 г., для которого предложено название нильсборий. Электронная конфигурация двух последних уровней атомов этих элементов выражается формулой (п—l)d ns-, а для ниобия 4d 5s (п — номер периода). Валентными электронами являются ( — )d и ns, но только в возбужденном состоянии атомов (кроме ниобия). Таким образом, проявляемая этими элементами в соединениях максимальная валентность равна пяти. Ванадий и ниобий являются моноизотопными элементами, а природный тантал состоит почти целиком из изото- [c.275]
Подгруппа 1VB (титан, цирконий, гафний) 502 8,3, Подгруппа VB. (ванадий, ниобий, тантал, протактиний) 514 [c.4]
Для разделения железа и молибдена, железа и ванадия, подгруппы титана, молибдена и рения [c.120]
В отлячие от подгруппы мышьяка в подгруппе ванадия по мере увеличения порядкового номера элемента уплотняются электронные оболочки атомов. Об этом свидетельствуют рост в ряду V—МЬ—Та первой энергии ионизации и характер изменения атомных и ионных радиусов. Вследствие лантаноидного сжатия атомные и ионные радиусы ЫЬ и Та практически одинаковы, поэтому ниобий и тантал по свойствам ближе друг к другу, чем к ванадию. [c.539]
Сульфо- уголь 3,6 Для разделения железа и молибдена, железа и ванадия, подгруппы титана, молибдена и рения АБ-17 3-5 Сорбирует хлоридный комплекс железа при отделении цинка и кадмия, поглощает из 2-н. раствора НС1 индий, цинк, кадмий, олово, свинец [c.133]
Как видно, в подгруппе мышьяка при переходе от А к В атомный радиус увеличивается на 0,034 нм, а в подгруппе ванадия при переходе от V к Та — всего на 0,012 нм. [c.38]
Соединения элементов подгруппы ванадия [c.541]
Степени окисления и пространственная конфигурация комплексов (структурных единиц) элементов подгруппы ванадия [c.436]
ГлАВА 4 ЭЛЕМЕНТЫ ПОДГРУППЫ ВАНАДИЯ [c.435]
Фосфор Р Мышьяк Аз Сурьма 5Ь До 10- 10-6-10-1 До 10-6 Р в виде фосфорорганических соединений. Аз присутствует во всех фракциях разгонки нефти Подгруппа ванадия [c.211]
ПОДГРУППА VB (ВАНАДИЙ, НИОБИЙ, ТАНТАЛ, [c.514]
Постройте графики зависимости радиусов атомов и ионов Э +, энергий ионизации от порядкового номера элемента подгруппы ванадия. Объясните ход кривых. [c.123]
Из производных, в которых элементы подгруппы ванадия проявляют степень окисления +2, относительно более устойчивы соединения ванадия. Координационное число V (И) равно 6, что отвечает октаэдрическому строению комплексов и структурных единиц соединений ванадия (II). Химия V (II) во многом напоминает химию Сг (II). [c.439]
В подгруппу ванадия входят ванадий V, ниобий ЫЬ, тантал Та и синтезированный элемент 105 — нильсборий N3. [c.435]
В отличие от подгруппы мышьяка в подгруппе ванадия по мере увеличения порядкового номера элемента уплотняются электронные [c.435]
Состояние окисления +5 наиболее устойчиво для протактиния и нептуния, реже проявляется у плутония. Актиноиды (V) ведут себя, как -элементы, и обнаруживают сходство с элементами подгруппы ванадия. В отличие от последних однотипные соединения актиноидов (V) в большей степени проявляют основные свойства. [c.561]
На внешней электронной оболочке атомов переходных элементов содержатся два, иногда один и даже нуль (у палладия) электронов. Невысокие значения энергии ионизации этих атомов указывают на сравнительно слабую связь внешних электронов с ядром так, для ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта энергии ионизации составляют соответственно 6,74 6,76 7,43 7,90 и 7,86 эВ. Поэтому переходные элементы в образуемых ими соединениях имеют положительную степень окисления и выступают в качестве характерных металлов, проявляя тем самым сходство с металлами главных подгрупп. [c.496]
Сравнить свойства элементов подгруппы ванадия со свойствами элементов а) главной подгруп- пы V группы б) подгруппы титана в) подгруппы хрома. [c.248]
Общая характеристика переходных элементов. Особенности переходных элементов определяются, прежде всего, электронным строеинем их атомов, во внешнем электронном слое которых содержатся, как правило, два 5-электрона (иногда—один 5-элек-трон ). Невысокие значения энергии ионизации этих атомов указывают на сравнительно слабую связь внешних электронов с ядром так, для ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта энергии ионизации составляет соответственно 6,74 6,76 7,43 7,90 и 7,86 эВ. Именно поэтому переходные элементы в образуемых ими соединениях имеют положительную окисленность и выступают в качестве характерных металлов, проявляя тем самым сходство с металлами главных подгрупп. [c.646]
Ванадий V 10-6-10-2 V содержится в виде ваиадийпорфиринов Из этой подгруппы в нефти обнаружен только V [c.211]
Существуют галогениды ЭГ5 для ванадия получен только VF3, для ниобия и тантала —все ЭГз. Это одно из проявлений увеличе ния устойчивости соединений с w = +5 для подгруппы УБ. Галогениды-УРа и ЗГз получают прямым синтезом исключение составляет Tals, который образуется в результате многократной перегонки ТаВгз с безводным HI. Возможны и другие способы, например [c.523]
В соединениях- Сг, Мо, проявляют все степени окисления от О до +6. Если для всех элементов подгруппы ванадия наиболее устойчивы соединения с высшей степенью окисления, то в подгруппе хрома высокой стабильностью обладают не только соеди нения Э+ , но и Сг+ , а нногда и Мо+ . [c.529]
Вышли следующие тома т. 1, 1956 (общие сведения, воздух, вода, водород, дей-теряй, тритий, гелий и инертные газы, радон) т. 3, 1957 (главная подгруппа I группы, побочная подгруппа I группы) т. 4, 1958 (бериллий, магний, кальсий, стронций, барий) т. 7, 1959 (скандий — иттрий, редкие земли) т. 10. 1956 (азот, фосфор) т. И, 1958 (мышьяк, сурьма, висмут) т. 12, 1958 (ванадий, ниобий, тантал, протактиний) т. 14, 1959 (хром, молибден, вольфрам) т. 15, 1960 (уран и трансурановые элементы) т. 16. 19(Ю (фтор, хлор, бром, марганец) т. 18, 1959 (комплексные соединения железа, кобальта. никеля) т. 19, 1958 (рутений, осмнй, родий, иридий, палладий, платина). [c.127]
Для 5-элементов наиболее типичны простые вещества, имеющие кристаллы со структурой объемноцентрированного куба. Элел енты подгрупп скандия, титана, марганца, цинка и аналоги железа существуют в виде металлов с гексагональной решеткой простые вещества элементов подгрупп ванадия и хрома — в виде кристаллов с кубической объемноцентрированной решеткой, а простые вещества элементов подгрупп кобальта, никеля и меди — в виде металлов с решеткой гра-нецентрированного куба. Большинство 4/-элементов (лантаноидов) чаще всего образуют металлы с гексагональной структурой. [c.256]
Пятая группа состоит из типических элементов (азот, фосфор), элементов подгруппьс мышьяка (мышьяк, сурьма, висмут) и подгруппы ванадия (ванадий, ниобий, тантал). [c.389]
Гидриды Ti, Zr и Hf — хрупкие металлоподобные порошки серого или черного цвета. Их идеализированный состав отвечает формуле ЭНг. Как и гидриды элементов подгруппы ванадия, они являются промежуточными между твердыми растворами и солеподобными (ионными) гидридами типа aHj. [c.500]
chem21.info
Периодическая ванадия - Справочник химика 21
На каком основании хром и сера, фосфор и ванадий расположены в одной группе периодической системы Почему нх помещают в разных подгруппах [c.45]Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним Q периодической системе (подгрупп железа, титан,1 и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере /величения различий в электронно.м строении взаимодействую- [c.541]
Кроме бериллия, электролизом расплавленных солей можно получать и другие тугоплавкие металлы (скандий, иттрий, титан, цирконий, гафний, торий, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам и рений). Все они являются элементами переходных групп периодической системы, для которых характерно образование катионов нескольких валентностей. [c.530]
Из следующих за скандием элементов титан имеет структуру 2, 8, 10, 2, ванадий — 2, 8, 11, 2 и т. д. Дальнейшее заполнение второго снаружи слоя приостанавливается лишь начиная с меди (№ 29), атом которой имеет структуру 2, 8, 18, 1. Распределение электронов по слоям в атомах еще более тяжелых элементов показано на приводимой таблице, представляющей собой периодическую систему элементов в форме, предложенной Вернером. [c.219]
Но атомы металлов третьего переходного ряда, от Ьи до Н , не настолько больше атомов соответствующих металлов второго переходного ряда, как можно было бы ожидать. Причина этого заключается в том, что после Ьа вклиниваются металлы первого внутреннего переходного ряда-лантаноиды. Переход от Ьа к Ьи сопровождается постепенным уменьшением размера атомов по причине возрастания ядерного заряда-этот эффект носит название лантаноидного сжатия. Поэтому атом гафния оказывается не столь большим, как следовало бы ожидать, если бы он располагался в периодической таблице непосредственно за Ьа. Заряд ядра у 2г на 18 единиц больше, чем у Т1, а у НГ он на 32 единицы больше, чем у 2г. Вследствие указанного обстоятельства металлы второго и третьего переходных рядов имеют не только одинаковые валентные электронные конфигурации в одинаковых группах, но также почти одинаковые размеры атомов. Поэтому металлы второго и третьего переходных рядов обладают большим сходством свойств между собой, чем с металлами первого переходного ряда. Титан напоминает 2г и НГ в меньшей мере, чем Zr и НГ напоминают друг друга. Ванадий отличается от МЬ и Та, но сами названия тантал и ниобий указывают, как трудно отделить их один от другого. Тантал и ниобий были открыты в 1801 и 1802 гг., но почти полвека многие химики считали, что имеют дело с одним и тем же элементом. Трудность выделения тантала послужила поводом назвать его именем мифического древнегреческого героя Тантала, обреченного на вечный бесцельный труд. В свою очередь ниобий получил свое название по имени Ниобы, дочери Тантала. [c.438]
Ванадий, ниобий и тантал между собой и с металлами, близко расположенными к ним в периодической системе (подгрупп железа, титана и хрома), образуют металлические твердые растворы. По мере увеличения различий в электронном строении взаимодействующих металлов возможность образования твердых растворов уменьшается [c.438]
Характер взаимодействия титана и его аналогов с металлами зависит от положения последних в периодической системе. Так, с близкими к нему по свойствам хромом и ванадием титан образует непрерывный ряд твердых растворов замещения [c.532]
В соответствии с положением в Периодической системе напишите формулы высших окислов следующих элементов бора, хрома, вольфрама, марганца, ванадия, урана. [c.140]
Ванадий, ниобий и тантал составляют VB-подгруппу периодической системы, К этой подгруппе относится также элемент № 105, искусственно полученный в 1967 г., для которого предложено название нильсборий. Электронная конфигурация двух последних уровней атомов этих элементов выражается формулой (п—l)d ns-, а для ниобия 4d 5s (п — номер периода). Валентными электронами являются ( — )d и ns, но только в возбужденном состоянии атомов (кроме ниобия). Таким образом, проявляемая этими элементами в соединениях максимальная валентность равна пяти. Ванадий и ниобий являются моноизотопными элементами, а природный тантал состоит почти целиком из изото- [c.275]
Существенным недостатком обычного варианта периодической системы являлось то обстоятельство, что в нем не была выявлена связь между типическими элементами каждой группы и членами ее левой и правой подгрупп. Так, из системы вытекало, что, например, в V группе сурьма является аналогом мышьяка, ниобий — аналогом ванадия и фосфор — аналогом азота. Оставалось, однако, неясным, в каком отношении к фосфору стоят ванадий и мышьяк. [c.222]
Периодическая таблица - это графическое отображение Периодического закона. В ней компактно представлен огромный объем химических знаний, их современная классификация и систематизация. При умелом пользовании она представляет огромные возможности дня исследователя. На основе предсказанных с помощью таблицы свойств можно осуществлять поиск элементов в природе (например, в соединениях титана всегда существует примесь соединений ванадия - ванадий сопутствует титану). Возможно осуществлять поиск новых [c.86]
Периодические коллоидные структуры образуют многие вирусы, бактерии, монодисперсные золи металлов, золи пятиокиси ванадия, латексы. [c.319]
Элементы ванадий V, ниобий Ь, тантал Та и нильсборий N5 составляют УБ группу Периодической системы Д. И. Менделеева. Нильсборий — радиоактивный элемент, его наиболее долгоживущий изотоп — (период полураспада 34 с). Ва- [c.235]
УВ-группу периодической системы элементов составляют ванадий, ниобий и тантал. [c.89]
Периодическая система элементов Менделеева заканчивалась на 92 элементе — уране. Это был последний элемент в системе. Хотя Д. И. Менделеев указывал на возможность существования заурановых элементов, но в течение 70 лет (с 1869 по 1940 г.) не удалось открыть элементы с порядковыми номерами больше 92. Элементы доТЬ, д] Ра и ддУ размещались в системе Менделеева соответственно в IV, V и VI группах как аналоги элементов подгрупп титана, ванадия и хрома (табл. 90). [c.285]
При решении этого вопроса долгое время руководствовались теми, по существу случайно избранными, отдельными свойствами элементов, которые наиболее бросались в глаза. Так, применительно к V группе исходили из наличия водородных соединений типа ЭНз и у фосфора, и у мышьяка при отсутствии подобного соединения у ванадия. На этом основании подгруппу мышьяка рассматривали как главную подгруппу V группы, являющуюся непосредственным продолжением ее типических элементов, Напротив, подгруппу ванадия рассматривали как побочную , совершенно оторванную от фосфора и азота. В результате становилось не оправданным само помещение элементов подгруппы ванадия в V группу. Так как то же самое имело место в других группах, многим представлялось более правильным узаконить создавшееся положение путем соответствующей перестройки периодической системы, что и было предложено, в частности, Вернером (1905 г.). [c.222]
Элементы, составляющие lA группу периодической системы, называются щелочными металлами, элементы, составляющие ИА группу (кроме Ве), — щелочноземельными металлами. В остальных группах название дается по первому элементу— подгруппа скандия, титана, ванадия и др. [c.54]
Пятая группа периодической системы включает два типических элемента — азот и фосфор — и подгруппы мышьяка и ванадия. Между первым и вторым типическпми элементами наблюдается значительное различие в свойствах. В состоянии простых веществ азот — газ, а фосфор — твердое тело. Такое же положение имеет место и в VI группе системы, но там первый типический элемент (кислород), как и следовало ожидать, намного химически активнее серы. В V же группе, наоборот, второй типический элемент (фосфор, особенно белый) более активен как простое вещество, чем азот. Дело в том, что образование соединений первого порядка — это процесс химического взаимодействия между атомами, а не молекулами. Поэтому на химическую активность элемента (атома) решающее влияние оказывает энергия диссоциации гомоатомных соединений на атомы. А энтальпия диссоциации молекул азота N2 на атомы в 1,5 раза больше этой величины для молекул фосфора Р4 (с учетом энергии сублимации менее активного красного фосфора). Это обстоятельство является основной причиной большей химической активности фосфора по сравнению с азотом. В то же время атомы азота, естественно, химически гораздо активнее атомов фосфора. Так, ОЭО азота 3,0, а фосфора 2,]. Таким образом, когда речь идет о большей химической активности фосфора по сравнению с азотом, нужно иметь в виду активность простых веществ, а не элементов. Несмотря на имеющиеся различия между азотом и фосфором оба типических элемента и их производные — важнейшие составные части растительных и животных организмов. [c.245]
Пользуясь таблицей периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, составьте схемы расположения электронов по орбиталям н энергетическим уровням в атомах элементов ванадия V, никеля N1 и мышьяка Аз. Какие из них относятся к р-элементам и какие — к -элементам и почему [c.70]
В каких соединениях ванадия и ниобия можно обнаружить сходство с соединениями элементов VA группы периодической системы [c.212]
Как отмечалось выше (гл. УП), наименьшая разница в свойствах элементов двух подгрупп, составляющих одну группу в периодической системе, имеет место в П1 группе. В IV группе подгруппа германия уже заметно отличается от подгруппы титана. В V группе подгруппа мышьяка еще более отлична от подгруппы ванадия. С уве- [c.245]
К элементам VIB-группы периодической системы относятся хром, молибден и вольфрам. Они располагаются вблизи середины ii-рядов. В силу стабильности конфигурации у атомов первых двух элементов подгруппы — хрома и молибдена — наблюдается проскок одного электрона с оболочки ns на оболочку (п— )d. У вольфрама валентной электронной конфигурации предшествует завершенная 4/ -оболочка. Поэтому на его свойствах сказывается влияние лантаноидной контракции, хотя в меньшей мере, чем у элементов подгруппы титана и ванадия. Ниже сопоставлены некоторые характеристики элементов и простых веществ VIB-группы. [c.334]
К -металлам V группы периодической системы Д. И. Менделеева относятся ванадий V, ниобий ЫЬ и тантал Та. Общая электронная формула этой группы металлов х , но у ниобия набор электронов несколько изменяется один электрон из подуровня 5х переходит в подуровень 4 (табл. 12.17). [c.333]
В VB-подгруппу периодической системы входят ванадий, ниобий, тантал, а также нильсборий — элемент № 105. В атомах этих элементов достраиваются электронами -подуровни соседних с внешними уровней. Но у атомов ванадия и тантала электронная конфигурация а у ниобия вследствие провала одного электрона d s . [c.412]
Сополимеризацию можно проводить так же, как полимеризацию пропилена (см. рис. 69). При периодическом методе реакцию проводят в автоклаве, куда при —65 °С сначала вводят жидкий пропилен, а затем подают этилен под таким давлением, чтобы газ был нужного состава. Оба компонента могут быть растворены в гептане, циклогек-саие или бензоле. Компоненты катализатора подают отдельно в виде растворов в углеводородах. Полимеризация продолжается примерно 10—40 мпн, после чего ее прекращают добавкой спирта. Для удаления соединений ванадия и алюминия реакционную смесь обрабатывают кислотами. После очистки добавляют антиоксиданты для стабилизации сополимера. [c.313]
НИИ и температуре свыше 300° С. Обычно применяются температуры порядка 450—550° С. В качестве катализаторов используются металлы и окиси металлов IV, V и VI групп периодической таблицы, чаще всего базирующиеся на алюминии. Наиболее эффективны окиси хрома и ванадия, окись церия несколько уступает им, а окись тория хотя и проводит дегидрирование, но ароматизирует уже слабо [278, 283]. Были опробованы также никель на алюминии [275], нлатинизированный углерод [284, 285], окиси цинка, титана и молибдена, сульфид молибдена, активированный древесный уголь [279] и хлорид алюминия (металлический алюминий плюс хлористый водород) [286]. [c.103]
Титан почти или совершенно не взаимодействует со щелочными, щелочноземельными и редкоземельными (кроме скандия) металлами, т. е. не образует с ними ни соединений, ни твердых растворов, С остальными металлами титан взаимодействует, однако характер этого взаимодействия с разными металлами различен металлы, яьл.чющиеся аналогами титана и ближайшими его соседями по периодической системе, а именно цирконий, гафний, скандии, ванадий, ниобий, тантал, а также молибден и вольфрам, не образуют с титаном соединений, [го образуют непрерывные ряды твердых растворов другие металлы дают с титаном интерметалличе-ские соединения и ограниченные твердые растворы. [c.263]
К существенным противоречиям короткой формы периодической системы относили, пребывание элементов побочных подгрупп — марганца, технеция, рения в одной группе с галогенами хрома, молибдена, вольфрама в группе с халькогенами ванадия, ниобия, тантала в группе с пниктогенами меди, серебра, золота — со щелочными металлами цинка, кадмия, ртути — со щелочноземельными металлами и т. д., — а также и осложнения, вносимые элементами побочных подгрупп в порядок изменения свойств элементов в вертикальных группах. Однако на самом деле эта особенность короткопериодной формы может рассматриваться для элементов, начиная со второй и и кончая седьмой группой, скорее как преимущество по сравнению с другими формами — в одной группе находятся вместе как полные, [c.26]
Решение. По периодической системе определяем, что элемент с порядковым номером 23 находится в четвертом периоде и в побочной подгруппе V группы. Этот элемент — ванадий V. Электронная формула V 1з 2з 2р Зз Зр З(Р 1з или сокращенно [Аг] 3[c.26]
Ванадий, ниобий и тантал составляют VB группу периодической системы. В невозбужденном состоянии электронные группировки внешних энергетических уровней атомов этих элементов несколько отличаются друг от друга, а именно у атомов ванадия —3d4s , ниобия—4d 5s и тантала —5d 6s . Таким образом, в невозбужденном состоянии электронными аналогами являются только ванадий и тантал. В возбужденном состоянии, когда один из s-электро-нов ванадия и тантала переходит на другой подуровень, и все пять электронов внешних уровней становятся непарными, т. е. валентными, все три элемента являются электронными аналогами. Наличие на внешних электронных уровнях атомов только d- и s-электронов характеризует эти элементы как металлы. По внешнему виду это серые блестящие металлы с высокими температурами плавления и кипения, не изменяющиеся в воздухе. [c.238]
Как видно из приведенного сопоставления, мышьяк является структурным аналогом фосфора при валентностях —3, О и +3, но перестает быть им при валентности -1-5. С другой стороны, ванадий не имеющий при низших валентностях структурного сходства с фосфором, становится при валентности +5 его непосред-ственн.ым аналогом. Совершенно подобные же отношения характерны для элементов П1, IV, VI и VII групп периодической системы. Тем самым теоретически обосновывается закономерность структуры ее обычной (короткой) формы. [c.234]
Используя различные методы определения атомных масс элементов, Я. Берцелиус в 1826 г. дал повую систему атомных масс (см. стр. 152). В этой таблице атомные массы большинства металлов оказались очень близкими к современным соответствующие оксиды лшогих из них получили правильную формулу, Вместо прежних формул РеОг, РеОз, СиО и СиОг оп принял формулы FeO, ГегОз, СпгО, СиО, СаО, ВаО, АЬОз, МнгОз, СггОа и др. Однако атомные массы щелочных металлов были установлены неточно, так как для их оксидов Я. Берцелиус принимал такой состав NaO, КО и т. д. В 1841 г. В. Реньо внес коррективы в эти формулы, после чего в системе атомных масс Я. Берцелиуса почти не было принципиальных ошибок. Из 54 элементов, известных к концу жизни шведского химика, неправильными оказались атомные массы серебра, бора, бериллия, кремния, ванадия, циркония, урана, церия, иттрия и тория многие из них были исправлены лишь в результате открытия периодического закона Д. И. Менделеева. [c.136]
Общее число электронов в атоме, которое определяет порядковый номер элемента в периодической системе, — 23. Это ванадий. Из электронной формулы видно, что этот элемент находится в четвертом периоде, V группе (пять валентных электронов 3побочной подгруппе (элемент -семейства). [c.32]
chem21.info
| birmaga.ru |  | 1 2 3 ... 9 10 Периодическое изменение свойств элементов
3. Химическая связь
| |
birmaga.ru
Периодическое изменение свойств элементов
На каком основании хром и сера, фосфор и ванадий расположены в одной группе периодической системы? Почему их помещают в разных подгруппах?
Почему медь имеет меньший атомный радиус, чем калий, расположенный в том же периоде?
У какого из атомов первый потенциал ионизации выше у бериллия или бора? Ответ пояснить.
Элементы подгрупп I-ой группы резко различаются по химическим свойствам. Чем это можно объяснить?
У какого из р-элементов V группы периодической системы фосфора или сурьмысильнее выражены неметаллические свойства? Почему?
Какой из гидроксидов является более сильным основанием: Cu(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2? Ответ обосновать.
У какого элемента 4-го периода хрома или селенасильнее выражены металлические свойства? Ответ обосновать.
Расположить по мере возрастания энергий ионизации следующие атомы: 1) 1s2;
2) 1s22s22p2; 3) 1s22s22p5; 4) 1s22s22p6; 5) 1s22s22p63s1.
а) Cа(OH)2илиSr(OH)2; б)Fe(OH)2илиCu(OH)2?Ответ обосновать.
Атомы некоторых элементов имеют структуру внешнего энергетического уровня:1) 4s2; 2) 3s23p3; 3) 2s22p6; 4) 5s25p5. Какой из них обладает наибольшим сродством к электрону?
Электронная формула валентных электронов атома некоторого элемента ..4s23d3. Укажите положение этого элемента в периодической системе. Каковы формулы оксида и гидроксида атома этого элемента, в которых он проявляет высшую степень окисления?
Электронная формула валентных электронов атома некоторого элемента 3s23p3. В каком периоде и в какой группе находится этот элемент? Назовите его и напишите формулы оксида и гидроксида атома этого элемента в высшей степени окисления.
Какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: а) Са(OH)2илиZn(OH)2; б)Ca(OH)2илиBa(OH)2? Почему?
Составьте формулу оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется химический характер этих соединений при переходе от натрия к хлору?
Какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: а) Са(ОН)2или Sr(ОН)2; б) Fe(OH)2или Ni(OH)2? Почему?
Определите валентность (по методу ВС) и степень окисления азота в соединениях: N2; NO; N2O3; NO2.
Объясните механизм образования связи в ионах (Nh5)+и (BF4).
Как метод валентных связей объясняет пространственную конфигурацию молекул Beh3и Bh4?
В чем причина различной пространственной структуры молекул Nh4и Bh4?
Сколько и каких связей (по направленности) в молекулах NO и N2?
Рассмотрите валентные возможности атомов хлора и фтора с точки зрения метода валентных связей.
Как метод молекулярных орбиталей объясняет парамагнитные свой- ства и прочность молекулы О2?
Сравнить способы образования ковалентных связей в молекулах Ch5 , Nh4, и в ионе Nh5+. Могут ли существовать ионы CH5+ и NH52+?
Описать образование связей в молекулах CO и CN с позиции методов ВС и МО. Какая из молекул характеризуется большей прочностью?
Как изменяются длина, энергия связи и магнитные свойства в ряду: O22O2O2 O2+? Ответ мотивировать.
Объяснить с позиции методов ВС и МО изменение энергии диссоциации (кДж/моль) молекул в ряду F2(155)O2(493)N2(945).
Энергия диссоциации молекул N2и CO соответственно равны 945 и1071 кДж/моль. Объяснить близость этих значений с позиций методов ВС и МО.
Какие из перечисленных частиц не могутсуществовать в устойчивом состоянии с позиций метода МО: h3+; h3; h3; He2; HHe?
Какие типы гибридизации атомных орбиталей углерода соответствуют образованию молекул: Ch5; C2h3; C2h5? Ответ пояснить.
В какой молекуле BF3или Nh4значение дипольного момента больше?
В парах пентафторида фосфора молекула PF5имеет структуру бипирамиды, а PCl5в кристаллическом виде состоит из ионовPCl4+иPCl6. Определить в каждом случае тип гибридизации орбиталей атома фосфора.
В какой из приведенных молекул энергия связи наименьшая, а длина связи наибольшая? а) N2; O2; б) h3S; h3Te? Ответ обосновать.
Как изменяется энергия связи в ряду: а) B2; С2; N2; б) B2+; С2+; N2+? Ответ обосновать.
Объяснить с точки зрения метода МО, почему молекулярный ион NO+прочнее молекулы NO?
Объяснить с точки зрения метода МО, как влияет переход N2N2+и О2О2+на энергию связи образующегося иона по сравнению с нейтральной молекулой?
studfiles.net
3. Строение атома. Периодическая система д.И. Менделеева. Периодичность свойств химических элементов
Опишите строение атома.
Из каких частиц состоит атомное ядро?
Что такое изотопы и изобары?
Какие типы радиоактивности и радиоактивного распада Вам известны?
Сформулируйте законы смещения.
В чем заключается сущность квантовомеханического подхода к описанию
микромира?
Что такое атомная орбиталь?
Какими параметрами описывается атомная орбиталь?
Что характеризуют главное, побочное, магнитное и спиновое квантовые чис-
ла?
Сформулируйте правило Клечковского.
Сформулируйте принцип Паули и правило Хунда.
Что такое электронная формула атома?
Какие электроны в атоме являются валентными?
Чем определяется принадлежность химического элемента к тому или иному
электронному семейству?
Сформулируйте периодический закон.
Как связаны периодически изменяющиеся свойства элементов со строением
электронных оболочек?
Сколько значений магнитного квантового числа возможно для электронов энергетического подуровня, орбитальное квантовое число которого равно 2? 4?
Приведите квантовые числа для всех электронов атома углерода.
Какой подуровень заполняется в атомах после 6s-подуровня?
Структура валентного электронного слоя атома элемента выражается формулой 3d5 4s1/
Приведите электронные и электронно-графические формулы элементов с зарядом ядра а) 17, б) 43, в) 74.
На каком основании хром и сера, фосфор и ванадий расположены в одной группе периодической системы? Почему их помещают в разных
подгруппах?
Приведите электронные формулы ионов Sn+4, Cr+3, S-2?
Чем можно объяснить особую устойчивость электронной конфигурации иона Fe+3?
Определить по правилу Клечковского последовательность заполнения электронных подуровней, характеризующихся суммой главного и побочного квантовых чисел а) 5, б) 7?
У какого элемента начинает заполняться подуровень 4f? У какого элемента завершается заполнение этого уровня?
4. Химическая связь и пространственное строение молекул
Каковы механизмы образования ковалентной связи?
Перечислите свойства ковалентной связи.
Чем обусловлена геометрическая форма молекул?
Чем различаются основные положения методов ВС и МО?
Что такое ионная связь?
Что такое металлическая связь?
Опишите типы межмолекулярных взаимодействий.
Сформулируйте основные положения зонной теории твердого тела.
В каких молекулах химическая связь имеет полярный характер: F2, CO, N2, HBr?
Определите валентность фтора и фосфора в основном и возбужденном состояниях.
Укажите механизм образования химических связей в молекулах СО, воды, гидроксида аммония, катиона аммония.
Приведите электронные конфигурации молекул кислорода, хлороводорода, по методу МО.
С помощью метода МО определите возможно ли образование ионов Н2+, Не2+, О2-.
Нарисуйте энергетические диаграммы молекул азота,фтора по методу МО.
Какие виды вандерваальсовых сил присутствуют в молекулах перекиси водорода, воды, бромоводорода, этилового спирта, метаналя?
От каких параметров зависит длина химической связи?
Как изменяется энергия химической связи в ряду галогеноводородов от фтороводорода до иодоводорода?
Как изменяется энергия химической связи между углеродами в ряду: одинарная, двойная, тройная, ароматическая?
studfiles.net
Контрольныезадания
61. Исходя из положения германия, цезия и технеция в периодической системе составьте формулы следующих соединений: мета- и ортогерманиевой кислот, дигидрофосфата цезия и оксида технеция, отвечающего его высшей степени окисления. Изобразите графически формулы этих соединений.
62. Атомы, каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Э2O5? Какой из них дает газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, отвечающих этим оксидам, и изобразите их графически.
63. Укажите, как в приведенном ряду элементов О – S – Se – Te изменяется способность принимать электроны, если известны величины электроотрицательности атомов этих элементов.
64. Как изменяются свойства элементов второго периода периодической системы с увеличением заряда ядра атома элемента? Ответ подтвердите характером формирования электронных оболочек атомов элементов.
65. Укажите, какое из сравниваемых двух соединений является более сильным основанием: а) NaOH или CsOH; б) Ca(OH)2 или Ba(OH)2; в) Zn(OH)2 или Cd(OH)2.
66. Элемент в периодической системе имеет порядковый номер 25. Какие оксиды образует этот элемент? Какие свойства проявляют оксиды этого элемента? Образует ли этот элемент газообразное соединение с водородом?
67. Какое строение электронных слоев у элементов подгруппы хрома при степени их окисления +3? Как изменяются основные свойства гидроксидов этих металлов по подгруппе сверху вниз?
68. Запишите электронные формулы атомов элементов № 24 и № 34. Почему они расположены в одном периоде (каком?) и в одной группе (какой?)?
69. Атомы какого из элементов VII-А подгруппы в большей степени проявляют восстановительные свойства по отношению к фтору?
70. Напишите электронные формулы ионов Se2- и Se6+. Почему для селена характерны как окислительные, так и восстановительные свойства?
71. Какой из атомов – хлор или йод – является окислителем при образовании молекулы IСl из атомов? У какого из этих атомов сильнее выражена способность притягивать к себе электроны?
72. На каком основании хром и сера, фосфор и ванадий расположены в одной группе периодической системы? Почему их помещают в разных подгруппах?
73. Что такое энергия ионизации? В каких единицах она выражается? Как изменяется восстановительная активность s- и p-элемен-тов в группах периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?
74. Что такое электроотрицательность? Как изменяется электроотрицательность p-элементов в периоде; в группе периодической системы с увеличением порядкового номера?
75. Исходя из положения германия, молибдена и рения в периодической системе составьте формулы следующих соединений: водородного соединения германия, рениевой кислоты и оксида молибдена, отвечающего его высшей степени окисления. Изобразите графически формулы этих соединений.
76. Что такое средство к электрону? В каких единицах оно выражается? Как изменяется окислительная активность неметаллов в периоде и в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Ответ мотивируйте строением атома соответствующего элемента.
77. Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется химический характер этих соединений при переходе от натрия к хлору?
78. Какой из элементов четвертого периода – ванадий или мышьяк – обладает более выраженными металлическими свойствами? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте исходя из строения атомов данных элементов.
79. Какие элементы образуют газообразные соединения с водородом? В каких группах периодической системы находятся эти элементы? Составьте формулы водородных и кислородных соединений хлора, теллура и сурьмы, отвечающих их низшей и высшей степени окисления.
80. У какого элемента четвертого периода – хрома или селена – сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте строением атомов хрома и селена.
81. Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений алюминия с данными элементами в этой их степени окисления. Как называются соответствующие соединения?
82. У какого из p-элементов пятой группы периодической системы – фосфора или сурьмы – сильнее выражены неметаллические свойства? Какое из водородных соединений данных элементов более сильный восстановитель? Ответ мотивируйте строением атома этих элементов.
83. Исходя из положения металла в периодической системе дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание: Mg(OH)2 или Ba(OH)2; Са(ОН)2 или Fe(OH)2; Cd(OH)2 или Sr(OH)2?
84. Почему марганец проявляет металлические свойства, а хлор – неметаллические? Ответ мотивируйте строением атомов этих элементов. Напишите формулы оксидов и гидроксидов хлора и марганца.
85. Какую низшую степень окисления проявляют водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой их степени окисления. Как называются соответствующие соединения?
86. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и хлор? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.
87. К какому семейству относятся элементы, в атомах которых последний электрон поступает на 4f- и на 5f-орбитали? Сколько элементов включает каждое из этих семейств? Как отражается на свойствах этих элементов электронное строение их атомов?
88. Какова современная формулировка периодического закона? Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием, хотя и имеют большую атомную массу?
89. Какую низшую и высшую степень окисления проявляют углерод, фосфор, сера и йод? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.
90. Какую высшую степень окисления могут проявлять германий, ванадий, марганец и ксенон? Почему? Составьте формулы оксидов данных элементов, отвечающих этой степени окисления.
studfiles.net
4.1. Принцип Паули
Принцип (запрет) Паули гласит: в атоме не может быть двух электронов, имеющих одинаковые значения всех четырех квантовых чисел. Отсюда следует, что на каждой орбитали может быть не более двух электронов, причем они должны иметь антипараллельные спины. Т.е. допускается заполнение
орбитали следующим образом ; такие варианты , не допускаются.
4.2. Правило Гунда
В соответствии с этим правилом заполнение орбиталей данного подуровня происходит таким образом, чтобы достигалось максимальное значение суммарного спинового числа (∑ms). Заполнение электронами р-подуровня (либо любого другого) происходит таким образом, что каждый из них занимает отдельную орбиталь и только когда все орбитали содержат по одному электрону, начинается их «заселение» вторыми электронами. Например,
а) ∑ms= +1/2 – 1/2 + 1/2 = +1/2, т.е. неверный вариант;
б) ∑ms= -1/2 – ½ - ½ = - 1½ , т.е. неверный вариант;
в) ∑ms= +1/2 + ½ + ½ = +1½ , т.е. единственно верный вариант.
4.3. Принцип наименьших энергий
Согласно этому принципу электроны заполняют орбитали в порядке повышения уровня энергии орбиталей. В первую очередь заполняются орбитали с наименьшей энергий, т.к. на такой орбитали состояние электрона наиболее стабильно. Возрастание энергии по энергетическим подуровням происходит примерно в следующем порядке:
1S ˂ 2s ˂ 2p ˂ 3s ˂ 3p ˂ 4s ˂ 3d ˂ 4p ˂ 5s ˂ 4d ˂ 5p ˂ 6s ˂ 4f ≈
≈ 5d ˂ 6p ˂ 7s ˂ 5f ≈ 6d ˂ 7p.
При заполнении электронных уровней необходимо учитывать правило В.М. Клечковского: последовательное заполнение электронами подуровней происходит в порядке увеличения суммы главного и побочного квантовых чисел . При одинаковом значении этой суммы для нескольких подуровней, в первую очередь заполняется тот, главное квантовое число которого меньше.
Примеры решения задач
Задача 1. Электронная структура атома описывается формулой
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Какой это элемент?
Решение. Зная, что порядковый номер элемента в таблице Менделеева численно равен заряду ядра и одновременно общему числу электронов в атоме (т.к. атом частица электронейтральная) для определения элемента необходимо подсчитать число электронов в приведенной формуле. Учитывая, что в обозначении 2p6: 2 – главное квантовое число электронного уровня; р – подуровень, в котором расположены гантелеобразные облака; 6 – число электронов, находящихся на данном подуровне. Подсчитав число электронов на всех подуровнях определяем химическихй элемент. Так как общее число электронов в данном случае равно 18 - следовательно, это аргон.
Задача 2. Определить по правилу Клечковского последовательность заполнения электронных орбиталей, характеризующихся суммой = 6.
Решение. Для решения задачи необходимо посчитать суммы главного и побочного квантовых чисел для электронных уровней в диапазоне от n = 1 до
n = 6. Необходимо для каждого главного квантового числа определить побочные квантовые числа и затем их просуммировать.
| n | ||||||||||||
| n=1 | 0 | 1 | ||||||||||
| n=2 | 0 | 1 | 2 | 3 | ||||||||
| n=3 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||||
| n=4 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||
| n=5 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| n=6 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| s | p | d | f | |||||||||
В данном атоме имеется три подуровня, для которых = 6:n=4, n=5, n=6. Учитываем, что в первую очередь заполняется подуровень, главное квантовое число которого меньше. Следовательно, в первую очередь будет заполняться электронами 4d-подуровень, затем 5р-подуровень и в последнюю очередь - 6s-подуровень.
Задача 3. Определите на каком энергетическом уровне находится электрон со следующим набором квантовых чисел: n = 3, =1, = -1,
ms= + 1/2? Какую форму имеет орбиталь, внутри которой находятся этот электрон?
Решение. Если n = 3, электрон находится на третьем от ядра атома уровне М. Орбитальное (побочное) квантовое число равное единице соответствует электронному облаку имеющему форму гантели, расположенному по оси «Х» (= -1). Вокруг своей оси этот электрон вращается по часовой стрелке, т.к.ms= + ½.
Контрольные задания
1. Сколько значений магнитного квантового числа возможно для электронов энергетического подуровня, орбитальное квантовое число которого равно 2? 4?
2. Приведите квантовые числа для всех электронов атома углерода.
Какой подуровень заполняется в атомах после 6s-подуровня?
Структура валентного электронного слоя атома элемента выражается формулой 3d5 4s1/
Приведите электронные и электронно-графические формулы элементов с зарядом ядра а) 17, б) 43, в) 74.
На каком основании хром и сера, фосфор и ванадий расположены в одной группе периодической системы? Почему их помещают в разных
подгруппах?
Приведите электронные формулы ионов Sn+4, Cr+3, S-2?
Чем можно объяснить особую устойчивость электронной конфигурации иона Fe+3?
Определить по правилу Клечковского последовательность заполнения электронных подуровней, характеризующихся суммой главного и побочного квантовых чисел а) 5, б) 7?
У какого элемента начинает заполняться подуровень 4f? У какого элемента завершается заполнение этого уровня?
studfiles.net
