Тренировочные задания
1. Общее число s-электронов в атоме кальция равно
1) 20 2) 40 3) 8 4) 6
2. Число спаренных p-электронов в атоме азота равно
1) 7 2) 14 3) 3 4) 4
3. Число неспаренных s-электронов в атоме азота равно
1) 7 2) 14 3) 3 4) 4
4. Число электронов на внешнем энергетическом уровне атома аргона равно
1) 18 2) 6 3) 4 4) 8
5. Число протонов, нейтронов и электронов в атоме 94Be равно
1) 9, 4, 5 2) 4, 5, 4 3) 4, 4, 5 4) 9, 5, 9
6. Распределение электронов по электронным слоям 2; 8; 4 — соответствует атому, расположенному в(во)
1) 3-м периоде, IА группе 2) 2-м периоде, IVА группе 3) 3-м периоде, IVА группе 4) 3-м периоде, VА группе
7. Химическому элементу, расположенному в 3-м периоде VA группе соответствует схема электронного строения атома
1) 2, 8, 6 2) 2, 6, 4 3) 2, 8, 5 4) 2, 8, 2
8. Химический элемент с электронной конфигурацией 1s22s22p4 образует летучее водородное соединение, формула которого
1) ЭН 2) ЭН2 3) ЭН3 4) ЭН4
9. Число электронных слоёв в атоме химического элемента равно
1) его порядковому номеру 2) номеру группы 3) числу нейтронов в ядре 4) номеру периода
10. Число внешних электронов в атомах химических элементов главных подгрупп равно
1) порядковому номеру элемента 2) номеру группы 3) числу нейтронов в ядре 4) номеру периода
11. Два электрона находятся во внешнем электронном слое атомов каждого из химических элементов в ряду
1) He, Be, Ba 2) Mg, Si, O 3) C, Mg, Ca 4) Ba, Sr, B
12. Химический элемент, электронная формула которого 1s22s22p63s23p64s1, образует оксид состава
1) Li2O 2) MgO 3) K2O 4) Na2O
13. Число электронных слоев и число p-электронов в атоме серы равно
1) 2, 6 2) 3, 4 3) 3, 16 4) 3, 10
14. Электронная конфигурация ns2np4 соответствует атому
1) хлора 2) серы 3) магния 4) кремния
15. Валентные электроны атома натрия в основном состоянии находятся на энергетическом подуровне
1) 2s 2) 2p 3) 3s 4) 3p
16. Атомы азота и фосфора имеют
1) одинаковое число нейтронов 2) одинаковое число протонов 3) одинаковую конфигурацию внешнего электронного слоя 4) одинаковое число электронов
17. Одинаковое число валентных электронов имеют атомы кальция и
1) калия 2) алюминия 3) бериллия 4) бора
18. Атомы углерода и фтора имеют
1) одинаковое число нейтронов 2) одинаковое число протонов 3) одинаковое число электронных слоёв 4) одинаковое число электронов
19. У атома углерода в основном состоянии число неспаренных электронов равно
1) 1 3) 3 2) 2 4) 4
20. В атоме кислорода в основном состоянии число спаренных электронов равно
1) 2 3) 4 2) 8 4) 6
Металлы: положение этих химических элементов в периодической системе, строение их атомов (на примере атомов натрия, магния, алюминия). Характерные физические свойства металлов. Химические свойства металлов: взаимодействие с кислородом, водой, кислотами
Элементы, образующие простые вещества — металлы, занимают левую нижнюю часть периодической системы (для наглядности можно сказать, что они расположены влево от диагонали, соединяющей Be и полоний, № 84), также к ним относятся элементы побочных (Б) подгрупп.
Для атомов металлов характерно небольшое число электронов на внешнем уровне. Так, у натрия на внешнем уровне расположен 1 электрон,
у магния — 2, у алюминия — 3 электрона. Эти электроны сравнительно слабо связаны с ядром, что обуславливает характерные физические свойства металлов:
- электрическую проводимость,
- хорошую теплопроводность,
- ковкость, пластичность.
- Металлы также отличает характерный металлический блеск.
В химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей:
- При взаимодействии с кислородом металлы образуют оксиды, например, магний сгорает с образованием оксида магния:
2Mg + O2 = 2MgO
Наиболее активные металлы (щелочные) при горении на воздухе образуют пероксиды:
2Na + O2 = Na2O2 (пероксид натрия)
- Активные металлы, например, натрий, реагируют с водой с образованием гидроксидов:
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2↑
или оксидов, как магний при нагревании:
- Металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений левее водорода (Н), вытесняют водород из кислот (кроме азотной). Так, цинк реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида цинка и водорода:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Металлы, в том числе правее водорода, за исключением золота и платины, реагируют с азотной кислотой, с образованием различных
соединений азота:
Коэффициенты в этих уравнениях легче расставить методом электронного баланса. Проставляем степени окисления:
Записываем элементы с изменившейся степенью окисления:
Cu − 2e− → Cu+2 | 2* | 1** — восстановитель |
N+5 + 1e− → N+4 | 2 — окислитель |
* наименьшее общее кратное для добавленных
и отнятых электронов
** коэффициент для вещества, содержащего этот элемент, получаем делением наименьшего общего кратного на число добавленных или отнятых электронов (у этого атома)
2. Опыт. Получение и собирание кислорода. Доказательство наличия кислорода в сосуде
В школьной лаборатории кислород чаще получают разложением перекиси водорода в присутствии оксида марганца (IV):
или разложением перманганата калия при нагревании:
Чтобы собрать газ, сосуд закрывают пробкой с газоотводной трубкой.
Чтобы доказать наличие кислорода в сосуде, вносят в него тлеющую лучинку — она ярко вспыхивает.
Строение
Электронное строение атома металла включает:
- положительно заряженное ядро;
- отрицательно заряженные электроны.
Ядро состоит из протонов и нейтронов. Количество протонов, заряд ядра и число электронов соответствуют порядковому номеру металла в периодической таблице.
Электроны в металлических атомах расположены намного дальше от ядра, чем электроны неметаллов. Этим объясняется лёгкость отделения валентных электронов, поэтому металлы всегда являются восстановителями в химических реакциях.
Атомы всех металлов, за исключением ртути, образуют кристаллические решётки. Кристаллическая решётка состоит из повторяющихся комплексов атомов – элементарных кристаллических ячеек, которые бывают трёх видов. Их отличия описаны в таблице строения металлов.
Вид решётки |
Характеристика |
Примеры |
Кубическая объёмно-центрированная (ОЦК) |
Восемь ионов находятся по углам условного куба, один – в середине |
Fe, Cr, Mo, W, V |
Кубическая гранецентрированная |
Ионы располагаются в углах куба и в центре каждой грани. Центр куба свободен |
Cu, Ag, Ni, Pb, Al |
Гексагональная плотноупакованная |
Шестигранная призма. В углах и в центре между ними находятся ионы. Посередине призмы лежат ионы, образующие треугольник |
Zn, Ti, Mg, Co, Zr |
Рис. 1. Виды решёток металлов.
Химические свойства
Металлы являются восстановителями и вступают в реакцию с неметаллами, образуя оксиды, гидроксиды, соли. Самыми активными являются щелочные и щелочноземельные металлы, расположенные в I и II группах таблицы Менделеева. Благородные металлы (Au, Ag, Pt) малоактивны и не взаимодействуют с кислородом и водой.
Рис. 2. Шкала активности металлов.
Особенности химического взаимодействия металлов с другими элементами описаны в таблице.
Взаимодействие |
Продукты |
Уравнение |
С кислородом |
Оксиды |
2Mg + O2 → 2MgO |
С серой |
Сульфиды |
Zn + S → ZnS |
С азотом |
Нитриды |
6Li + N2 → 2Li3N |
С фосфором |
Фосфиды |
3Ca + 2P → Ca3P2 |
С галогенами |
Галогениды |
2Na + Cl2 → 2NaCl |
С водой |
Гидроксиды |
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 |
С кислотами |
Соли |
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 |
С солями (замещают менее активные металлы) |
Соль |
2Fe + Cu2SO4 → Fe2SO4 + 2Cu |
Золото растворяется в царской водке (смеси соляной и азотной кислот), серебро – в концентрированной азотной и горячей серной кислотах.
Рис. 3. Золото.
Что мы узнали?
Рассмотрели особенности строения атомов металлов, физические и химические свойства. Металлы состоят из элементарных кристаллических ячеек, отличающихся конфигурацией. Элементы обладают металлическим блеском, электропроводностью, пластичностью, твёрдостью. Металлы – восстановители. Наиболее активные находятся в I и II группах таблицы Менделеева. Металлы реагируют с кислородом, водой, кислотами, галогенами и неметаллами.
-
/10
Вопрос 1 из 10
Чем объясняются восстановительные свойства металлов?
- Наличием р-орбитали
- Наличием свободных электронов в кристаллической решётке
- Большим расстоянием между ядром и электронами
- Небольшим расстоянием между ядром и электронами
Физические свойства
Металлы отличаются от неметаллов характерными физическими свойствами:
- имеют металлический блеск;
- проводят электрический ток и тепло;
- не имеют запаха;
- обладают серебристо-серым цветом (исключение – медь и золото).
Благодаря пластичности и плавке металлы могут образовывать сплавы – смеси химических элементов. Большую часть сплавов составляют металлы, остальное – случайные примеси и специально вводимые вещества. Сплавы отличаются высокой прочностью, упругостью, хрупкостью. Широко применяются сплавы на основе железа (чёрные металлы) и алюминия (цветные металлы).
Высокую электропроводность обуславливают свободные электроны, перемещающиеся по кристаллической решётке под действием электрических полей. При нагревании электропроводность уменьшается.