Вправа 349
Знайдіть у періодичній таблиці елементи, розміщені не за збільшенням відносної атомної маси. Які протиріччя з’являться, якщо їх розмістити згідно з їхніми атомними масами?
У Періодичній таблиці є винятки, де елементи з більшою атомною масою передують елементам з меншою масою:
- Аргон і Калій: Відносна атомна маса Аргону становить 39,95, а Калію — 39,10. Аргон є інертним елементом, а Калій — активним металічним. Якщо розташувати їх суто за зростанням маси, Калій (метал) потрапив би у групу інертних газів, а Аргон (газ) — у групу лужних металів, що суперечить їхнім властивостям.
- Телур і Йод: Телур (№52) має масу більшу, ніж Йод (№53). Їх перестановка порушила б логіку груп: Йод потрапив би до халькогенів, а Телур — до галогенів.
Вправа 350
Як змінюються властивості оксидів елементів у періоді? Проілюструйте властивості оксидів Літію та Карбону рівняннями реакцій із водою. Які властивості характерні для продуктів реакцій?
У періодах зі збільшенням порядкового номера хімічний характер оксидів поступово змінюється від основного до кислотного.
Літій — металічний елемент, його оксид ($Li_2O$) є основним:
$$Li_2O + H_2O = 2LiOH$$
Продукт реакції — літій гідроксид, що належить до лугів (основ).
Карбон — неметалічний елемент, його оксид ($CO_2$):
$$CO_2 + H_2O = H_2CO_3$$
Продукт реакції — карбонатна кислота.
Вправа 351
Який хімічний елемент за властивостями подібний до Силіцію: а) Алюміній; б) Фосфор; в) Германій; г) Титан. Відповідь поясніть.
в) Германій.
Дмитро Менделєєв передбачив існування елемента “Екасиліцію”, властивості якого мали бути подібні до Силіцію . Пізніше цей елемент було відкрито і названо Германієм; його властивості практично збігалися з передбаченими . Силіцій і Германій розміщені в одній групі Періодичної системи.
Вправа 352
У якого елемента сильніше виражені металічні (або неметалічні) властивості:
а) у Бору чи Алюмінію;
Металічні властивості сильніші у Алюмінію. Обидва елементи в одній групі, а металічність зростає зверху вниз зі збільшенням радіуса атома.
б) в Арсену чи Нітрогену;
Неметалічні властивості сильніші у Нітрогену. У групах неметалічність послаблюється зверху вниз, тому Нітроген активніший за Арсен.
в) в Арсену чи Стибію?
Неметалічні властивості сильніші у Арсену, оскільки він стоїть вище у групі, ніж Стибій.
Вправа 353
Порядкові номери хімічних елементів А, Б, і В дорівнюють відповідно n, n + 2, n + 4.
Якщо хімічний елемент А — найлегший галоген, то яким хімічним елементом буде Б?
Найлегший галоген — Флуор (№9). Тоді порядковий номер Б: $9 + 2 = 11$. Це Натрій ($Na$).
Якщо хімічний елемент В — інертний, а Б — металічний, то яким хімічним елементом є А?
Це можливо для елементів наприкінці великих періодів. Якщо В — Радон (№86), а Б — Полоній (№84), то А — Плюмбум (Pb) (№82).
Якщо хімічні елементи А і Б належать до однієї групи, то яким хімічним елементом є В?
Різниця в порядкових номерах у 2 одиниці для елементів однієї групи можлива лише для Гідрогену (№1) та Літію (№3). Тоді $n=1$. Елемент В має номер $1 + 4 = 5$. Це Бор (B).
Чи можуть прості речовини, утворені А, Б і В, за звичайних умов бути газами?
Ні, не можуть. Щоб А і Б були газами (наприклад, N і F), елемент В (Na) буде твердим металом. Якщо А — інертний газ, то Б і В потрапляють у наступний період і є твердими речовинами.
Вправа 354
Хімічні елементи А і Б належать до 2–ї групи, а елемент В — до 17–ї групи. Сполука елементів А і В розчинна у воді, а сполука елементів Б і В має білий колір і нерозчинна у воді. Якими елементами можуть бути А, Б і В?
Елемент В належить до 17-ї групи (галогенів). Елементи А і Б — до 2-ї групи (лужноземельні метали, Магній, Берилій).
Для виконання умови, щоб одна сполука була розчинною, а інша — ні (при незмінному галогені В), елементом В має бути Флуор ($F$).
Флуорид Берилію ($BeF_2$) — добре розчинний у воді. Отже, А — Берилій ($Be$).
Флуориди Магнію, Кальцію та Барію — малорозчинні або нерозчинні білі речовини (наприклад, $CaF_2$).
Отже, Б може бути Кальцієм ($Ca$) або Магнієм ($Mg$)..
Вправа 355
Визначте в Періодичній таблиці хімічний елемент, єдиний оксид якого має відносну молекулярну масу 40 ± 1, а заряд його йонів не більший за 4+. Доведіть, що існує лише один такий елемент.
Дано:
<Latex formula=”M_r(\text{R}_x\text{O}_y) = 40 \pm 1″ />
<Latex formula=”\text{Заряд} \le 4+” />
Знайти:
елемент R.
Розв’язок:
Перевіримо можливі формули оксидів:
Для $\text{R}_2\text{O}$:
$2 \cdot A_r(\text{R}) + 16 = 40 \Rightarrow A_r(\text{R}) = 12$. Елемента 1-ї групи з такою масою немає.
Для $\text{RO}$:
$A_r(\text{R}) + 16 = 40 \Rightarrow A_r(\text{R}) = 24$. Це Магній (Mg), він у 2-й групі.
Для $\text{R}_2\text{O}_3$ та $\text{RO}_2$ маси виходять від’ємними або занадто малими для відповідних груп.
Відповідь: Магній.
Вправа 356
Хімічний елемент, оксид якого відповідає формулі RO3, утворює сполуку з Гідрогеном, у якому масова частка Гідрогену становить 2,47%. Визначте цей хімічний елемент.
Дано:
$\text{оксид } \text{RO}_3$
$\omega(\text{H}) = 2{,}47\% \text{ (або } 0{,}0247)$
Знайти:
$\text{R} – ?$
Розв’язання:
Оксиду $\text{RO}_3$ (елемент VI групи) відповідає воднева сполука $\text{H}_2\text{R}$.
Формула масової частки:
$\omega(\text{H}) = \dfrac{2 \cdot A_r(\text{H})}{M_r(\text{H}_2\text{R})}$
Звідси молекулярна маса сполуки:
$M_r(\text{H}_2\text{R}) = \dfrac{2 \cdot 1}{0{,}0247} \approx 81$
Знайдемо атомну масу елемента:
$A_r(\text{R}) = M_r(\text{H}_2\text{R})-2 \cdot A_r(\text{H})$
$A_r(\text{R}) = 81 – 2 = 79
Елемент з атомною масою 79$— це Селен (Se).
Відповідь: Селен.