Единый государственный экзамен по химии - 2012 год. Проверяемые элементы: Общая характеристика металлов IА–IIIА групп в связи

Часть 1. Задание А3.

Проверяемые элементы: Общая характеристика металлов IА–IIIА групп в связи

с их положением в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов. Характеристика переходных элементов – меди, цинка, хрома, железа – по их положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов. Общая характеристика неметаллов IVА–VIIА групп в связи с их положением в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов

Теория:

Классификация неорганических веществ прошла долгий путь развития и складывалась постепенно, начиная с первых опытов алхимиков.

Химические элементы делятся на элементы с металлическими и неметаллическими свойствами.

Многие элементы в соответствии с Периодическим законом проявляют одновременно в той или иной мере свойства металлов и неметаллов. Такие элементы называют амфотерными.

Металлы

Мета́ ллы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокая тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск.

Атом-металла – такие атомы, у которых на последнем уровне 1е, 2е, 3е, - слабо связанных с ядром: они могут только отдавать электроны, превращаясь в положительные ионы.

Характерные свойства металлов:

- Металлический блеск (характерен не только для металлов: его имеют и неметаллы иод и углерод в виде графита)

- Хорошая электропроводность

- Возможность лёгкой механической обработки (см.: пластичность; однако некоторые металлы, например германий и висмут, непластичны)

- Высокая плотность (обычно металлы тяжелее неметаллов)

- Высокая температура плавления (исключения: ртуть, галлий и щелочные металлы)

- Большая теплопроводность

- В реакциях чаще всего являются восстановителями.

Переходные элементы.

Перехо́ дные мета́ ллы (перехо́ дные элеме́ нты) — элементы побочных подгрупп Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, в атомах которых появляются электроны на d- и f-орбиталях. В общем виде электронное строение переходных элементов можно представить следующим образом:. На ns-орбитали содержится один или два электрона, остальные валентные электроны находятся на -орбитали. Поскольку число валентных электронов заметно меньше числа орбиталей, то простые вещества, образованные переходными элементами, являются металлами.

- Электроотрицательность и энергии ионизации металлов первого переходного ряда возрастают в направлении от хрома к цинку. Это означает, что металлические свойства элементов первого переходного ряда постепенно ослабевают в указанном направлении. Такое изменение их свойств проявляется и в последовательном возрастании окислительно-восстановительных потенциалов с переходом от отрицательных к положительным значениям.

- Небольшие значения электроотрицательности.

- Переменные степени окисления. Почти для всех d-элементов, в атомах которых на внешнем ns-подуровне находятся 2 валентных электрона, известна степень окисления +2.

- Начиная с d-элементов III группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, элементы в низшей степени окисления образуют соединения, которые проявляют основные свойства, в высшей — кислотные, в промежуточной — амфотерные.

- Для всех переходных элементов характерно образование комплексных соединений.

Неметаллы

Немета́ ллы — химические элементы с типично неметаллическими свойствами, которые занимают правый верхний угол Периодической системы.

Обычно среди неметаллов рассматривают также водород Н, хотя это не совсем точно, поскольку водороду присущи как неметаллические, так и металлические химические свойства.

Общая электронная формула атомов неметаллов ns2np1− 5, этому соответствует большое разнообразие степеней окисления неметаллов в соединениях. Характерной особенностью неметаллов является большее (по сравнению с металлами) число электронов на внешнем энергетическом уровне их атомов. Это определяет их большую способность к присоединению дополнительных электронов и проявлению высокой окислительной активности. Вот почему значения электроотрицательности у них велики. Отсюда многообразие в химических свойствах и способах получения неметаллов.

Другая характерная особенность неметаллов - стремление образовывать ковалентные связи с атомами других неметаллов и амфотерных элементов. Поэтому и простые вещества и соединения неметаллов имеют ковалентное строение.

В свободном виде встречаются газообразные вещества - F2, Cl2, O2, N2 и Н2, твердые - I2, At, S, Te, P, As, C, Si и В, при комнатной температуре известен один жидкий неметалл - бром Br2.

Нередко для неметаллов наблюдается аллотропия, например у кислорода (О2 и О3) и углерода (графит, алмаз, карбин, фуллерен).

Металлы IA группы – s-элементы

Все элементы данной группы относятся к активным металлам. Образуют основные оксиды и гидроксиды в виде оснований, хорошо растворимых в воде.

Металлы IIА группы – s-элементы

Все элементы данной группы, кроме бериллия, обладают ярко выраженными металлическими свойствами. Образуют основные оксиды и гидроксиды, хорошо растворимы в воде.

Бериллий по своим свойствам больше похож на алюминий. (BeO – амфотерный оксид)

Металлы IIIA группы – p-элементы

Металлические свойства элементов этой группы выражены значительно слабее.

Оксиды и гидроксиды являются амфотерными (кроме Tl, его соединения проявляют основные свойства)

Таблица Д.И.Менделеева

Алгоритм выполнения задания в демонстрационном варианте:

Задание:

Решение:

А. Степень окисления бериллия в высшем оксиде равна +2.

Бериллий находится во 2 группе Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. Под порядковым номером 4.

Выше +2 у бериллия степени окисления быть не может.

Б. Основные свойства оксида магния выражены сильнее, чем у оксида алюминия.

Оба суждения верны.

Оксид магния- основной оксид. Оксид алюминия- амфотерный оксид. Следовательно, основные свойства оксида магния выражены сильнее, чем у оксида алюминия.

Ответ: Верны оба суждения. Ответ 3.

Различные формулировки задания А3:

1.Один неспаренный электрон на внешнем энергетическом уровне содержит в основном состоянии атом

1)магния 2)цинка 3)кальция 4)алюминия

2.Какую электронную конфигурацию имеет атом наиболее активного металла

1)1s²2s²2p¹ 2)1s²2s²2p⁶3s¹ 3)1s²2s² 4)1s²2s²2p⁶3s²3p¹

3.В каком ряду элементы расположены в порядке усиления металлических свойств

1)Na-Mg-Al 2)Al-Mg-Na 3)Ca-Mg-Be 4)Mg-Be-Ca

4.И для хрома и для железа не характерна степень окисления

1)+6 2)+2 3)+3 4)+4

5.Верны ли следующие суждения о свойствах соединений железа:

А. Оксиду железа с основными свойствами соответствует формула FeO

Б. Для гидроксида железа (III) характерны только кислотные свойства

1)Верно только А 2)Верно только Б 3)Оба суждения верны 4)Оба суждения неверны

6.Схема превращений Э – Э₂О₃ – Э(ОН)₃ соответствует генетическому ряду

1)натрий – оксид натрия – гидроксид натрия

2)алюминий – оксид алюминия - гидроксид алюминия

3)кальций – оксид кальция – гидроксид кальция

4)азот – оксид азота – гидроксид азота

7.Элемент, проявляющий постоянную степень окисления в своих соединениях

1)хлор 2)сера 3)фтор 4)кислород