Skyriaus „Periodiškumas“ apibendrinimas

Santrauka

Periodiškai kintant elemento valentinių elektronų skaičiui, dėsningai kinta ir elementų junginių savybės.

Daugumai nemetalų būdingi trys oksidacijos laipsniai: sutampantis su valentinių elektronų skaičiumi, dviem vienetais mažesnis už valentinių elektronų skaičių ir aštuoniais vienetais mažesnis už valentinių elektronų skaičių, pavyzdžiui, azoto +5, +3 ir –3.

Daliai nemetalų būdingi papildomi oksidacijos laipsniai, tačiau jie pasireiškia tik kai kuriuose junginiuose, pavyzdžiui, azoto oksidacijos laipsnis šiuose junginiuose: N⁺⁴O₂, N⁺²O, N⁺¹₂O.

Pagrindinių grupių metalų didžiausias oksidacijos laipsnis sutampa su valentinių elektronų skaičiumi.

Pereinamųjų elementų oksidacijos laipsnių įvairovė labai didelė. Didėjant pereinamųjų elementų oksidacijos laipsniui, oksidų rūgštinės savybės kinta tokia seka: bazinis – amfoterinis – rūgštinis.

Elementų dvinariai junginiai su deguonimi ir vandeniliu gali būti rūgštiniai, baziniai, amfoteriniai ir neutralieji.

Bazinių savybių medžiagos reaguoja su rūgštinių savybių medžiagomis. Vyksta neutralizacijos reakcija.

Daugiau

Praktinės užduotys

1. Oksidų savybių tyrimas

Reikės:

Kalcio oksido, aliuminio oksido, vario(II) oksido, vandens, gazuoto vandens, kamščio su dujų tiekimo vamzdeliu, universaliojo ar kokio kito indikatoriaus juostelių, keturių mėgintuvėlių, piltuvo, trijų stiklinių lazdelių, trijų mentelių, filtravimo popieriaus.

Tyrimo žingsniai

Į tris mėgintuvėlius įpilkite vandens (maždaug 1/3 mėgintuvėlio tūrio) ir mentelėmis įberkite po žiupsnį tiriamųjų oksidų. Į kiekvieną mėgintuvėlį įdėkite po stiklinę lazdelę ir ja pamaišykite skystį su įbertu oksidu. Po minutės patikrinkite indikatoriumi terpę ir nuspręskite, kuris ar kurie oksidai reagavo su vandeniu. Terpę patogiausia tikrinti iš mėgintuvėlio ištraukta drėgna stikline lazdele palietus indikatoriaus juostelę. Jei nusprendėte, kad oksidas reagavo su vandeniu, parašykite bendrąją reakcijos lygtį.
Į piltuvą įklokite kūgiu sulankstytą filtravimo popierių. Piltuvą įstatykite į ketvirtąjį mėgintuvėlį. Skystį iš mėgintuvėlio, į kurį įberta kalcio oksido, filtruokite į ketvirtąjį mėgintuvėlį. Gaunamas skaidrus tirpalas vadinamas kalkių vandeniu.
Atidarykite gazuoto vandens butelį ir greitai užkimškite jį kamščiu su dujų tiekimo vamzdeliu. Iš gazuoto vandens išsiskiriančias anglies(IV) oksido dujas vamzdeliu leiskite į kalkių vandenį. Kokių pokyčių pastebite? Užrašykite vykstančios reakcijos bendrąją lygtį.

Išvados

Kurių periodinės lentelės grupių metalų oksidai reaguoja su vandeniu?
Remdamiesi stebėta reakcija nustatykite, kuriai oksidų klasei priklauso anglies(IV) oksidas.
Nurodykite, kaip galima atpažinti anglies(IV) oksidą.

2. Mainų reakcijų tyrimas

Reikės

0,10 mol/l CaCl₂ arba Ca(NO₃)₂ tirpalo; 0,20 mol/l Na₂CO₃ tirpalo, 0,20 mol/l K₂CO₃ tirpalo, 0,20 mol/l HNO₃ tirpalo, dviejų mėgintuvėlių, keturių Pastero pipečių.

Tyrimo žingsniai

Į du mėgintuvėlius įlašinkite po 20 lašų kalcio chlorido CaCl₂ tirpalo. Tada į vieną įlašinkite 20 lašų natrio karbonato Na₂CO₃, į kitą – 20 lašų kalio karbonato K₂CO₃ tirpalo. Užrašykite, ką pastebėjote. Parašykite įvykusių reakcijų bendrąsias ir nesutrumpintąsias bei sutrumpintąsias jonines lygtis.
Į abu mėgintuvėlius įlašinkite azoto rūgšties HNO₃ tirpalo. Mėgintuvėlių turinį periodiškai krestelkite, kad tirpalai geriau susimaišytų. Lašinkite tol, kol nebebus matyti reakcijos požymių. Užrašykite, ką pastebėjote. Parašykite įvykusių reakcijų bendrąsias ir nesutrumpintąsias bei sutrumpintąsias jonines lygtis.

Išvados

Palyginkite viename ir kitame mėgintuvėlyje vykusias reakcijas. Kurie jonai reagavo, o kurie nereagavo? Ar yra skirtumas, kuris tirpalas – natrio karbonato ar kalio karbonato – naudojamas ir kodėl?

3. Amfoteriškumo tyrimas

Reikės

0,20 mol/l AlCl₃ arba 0,10 mol/l Al₂(SO₄)₃ tirpalo; 0,20 mol/l NaOH arba KOH tirpalo, dviejų mėgintuvėlių, dviejų Pastero pipečių.

Tyrimo žingsniai

Į vieną mėgintuvėlį įlašinkite 20 lašų aliuminio druskos tirpalo. Į tą patį mėgintuvėlį įlašinkite 1–2 lašus hidroksido tirpalo, krestelkite mėgintuvėlio turinį, kad tirpalai gerai susimaišytų. Stebėkite pokyčius. Vėl įlašinkite 1–2 lašus hidroksido tirpalo. Kartokite tol, kol nebematysite pokyčių.
Į kitą mėgintuvėlį įlašinkite 20 lašų hidroksido tirpalo. Į tą patį mėgintuvėlį įlašinkite 1–2 lašus aliuminio druskos tirpalo, krestelkite mėgintuvėlio turinį, kad tirpalai gerai susimaišytų. Stebėkite pokyčius. Vėl įlašinkite 1–2 lašus aliuminio druskos tirpalo. Kartokite tol, kol nebematysite pokyčių.

Išvados

Parašykite įvykusių reakcijų bendrąsias, nesutrumpintąsias ir sutrumpintąsias jonines lygtis.
Paaiškinkite stebėtus reiškinius ir skirtumus, kai į aliuminio druskos tirpalą lašinamas hidroksido tirpalas ir kai bandymas atliekamas atvirkščia seka.
Laboratorijoje yra du tirpalai be etikečių. Vienas tirpalas yra aliuminio chlorido, kitas kalio hidroksido. Kaip, nenaudojant jokių papildomų reagentų, nustatyti, kur kuris tirpalas?

Daugiau

Papildomos užduotys

Kuris atomas didesnis:
1. magnio ar silicio;
2. magnio ar bario;
3. fluoro ar bromo;
4. kalio ar bromo?
Kurių elementų periodinėje lentelėje daugiau – metalų ar nemetalų?
Nurodykite, kaip perioduose ir grupėse kinta elementų metališkosios savybės.
Nurodykite, kaip perioduose ir grupėse kinta elementų oksidų rūgštinės ir bazinės savybės.
Periodinis dėsnis atrastas elementus rikiuojant jų santykinės atominės masės didėjimo tvarka. Vėliau paaiškėjo, kad periodiškumą reikia sieti ne su mase, o su branduolio krūviu. Kodėl elementų seka atominės masės didėjimo tvarka, su nedidelėmis išimtimis, sutampa su jų seka branduolio krūvio didėjimo tvarka?
Natrio atomo spindulys 186 pm. Įsivaizduokime, kad surikiavome natrio atomus vieną paskui kitą į grandinę. Kiek natrio atomų reikia, kad susidarytų 1,0 mm ilgio grandinė?
Argono atominis skaičius mažesnis už kalio, o jo santykinė atominė masė didesnė už kalio. Kaip tai galima paaiškinti?
Nikelio atominis skaičius didesnis už kobalto, o jo santykinė atominė masė mažesnė už kobalto. Kaip tai galima paaiškinti?
Nurodykite, kiek protonų, neutronų ir elektronų turi ⁴⁸Ca²⁺. Keliais sluoksniais išsidėstę jo elektronai?
Nurodykite, kiek protonų, neutronų ir elektronų turi ⁵⁰V²⁺. Keliais sluoksniais išsidėstę jo elektronai?
Nurodykite kiekvieno elemento oksidacijos laipsnį:
1. GeO₂;
2. OF₂;
3. CO.
Nurodykite kiekvieno elemento oksidacijos laipsnį:
1. KAl(SO₄)₂;
2. K₂O₂;
3. NH₄Cl.
Nurodykite kiekvieno elemento oksidacijos laipsnį:
1. ${SiO}_{3}^{2–}$ ;
2. ${NH}_{4}^{+}$ ;
3. ${BrO}_{3}^{-}$
Nurodykite tinkamą priesagą junginio pavadinime:
1. K₂SeO₄ – kalio selen__as;
2. K₂SeO₃ – kalio selen__as;
3. K₂Se – kalio selen__as.
Atsižvelgdami į anglies ir azoto padėtį periodinėje lentelėje, parašykite šių elementų oksidų ir iš jų susidarančių rūgščių formules, jei elementas yra didžiausio galimo oksidacijos laipsnio. Parašykite susidarančių rūgščių pavadinimus. Kuri iš šių rūgščių stipresnė?
Arseno (As) oksidacijos laipsnis oksiduose būna +5 ir +3. Parašykite arseno oksidų formules ir pavadinimus (kiekvienam oksidui du pavadinimo variantus – nurodant indeksus ir nurodant oksidacijos laipsnį).

Azoto(V) ir azoto(III) oksidai yra rūgštiniai. Reaguodami su vandeniu, jie sudaro rūgštis, kuriose azoto oksidacijos laipsnis toks pat kaip okside. Parašykite šių dviejų oksidų reakcijos su vandeniu lygtis.
Azoto(V) ir azoto(III) oksidai yra rūgštiniai. Reaguodami su bazinių savybių medžiagomis, jie sudaro druskas, kuriose azoto oksidacijos laipsnis toks pat kaip okside. Parašykite šių dviejų oksidų reakcijos su kalio hidroksidu lygtis.
Elemento oksidacijos laipsnis rūgštiniame okside ir iš šio oksido susidarančioje rūgštyje sutampa. Pavyzdžiui, iš sieros(VI) oksido susidaro sulfato rūgštis, kurioje sieros oksidacijos laipsnis +6. Azoto dioksidas NO₂ priskiriamas prie rūgštinių, nors nėra šį oksidą atitinkančios rūgšties. Azoto dioksidui reaguojant su vandeniu, susidaro dvi rūgštys – nitrato ir nitrito, kurioms reaguojant su bazinėmis medžiagomis, susidaro dvi druskos. Parašykite azoto dioksido reakcijų lygtis, kai šis reaguoja:
1. su vandeniu;
2. su kalio hidroksidu;
3. su bario hidroksidu.
Siera ir selenas yra 16 grupės elementai ir sudaro panašius junginius. Kuri iš rūgščių yra stipresnė:
1. H₂SO₄ ar H₂SeO₄;
2. H₂S ar H₂Se;
3. H₂SeO₃ ar H₂SeO₄;
4. H₂SO₃ ar H₂SO₄?
Jeigu rūgšties molekulėje yra daugiau kaip vienas vandenilio atomas, reaguojant su ta pačia baze, gali susidaryti dvejopos druskos, pavyzdžiui, kalio sulfidas K₂S ir kalio vandenilio sulfidas KHS. Parašykite po dvi reakcijų lygtis, kuriomis būtų parodyta, kas gali susidaryti reaguojant:
1. natrio hidroksidui su sulfato rūgštimi;
2. natrio hidroksidui su sieros(VI) oksidu.
Pabaikite rašyti bendrąsias reakcijų lygtis. Jei reakcija vyksta tirpale, sudarykite sutrumpintąją joninę reakcijos lygtį. Kiekvienu atveju nurodykite, kuriai reakcijų klasei ją galima priskirti pagal skirtingus požymius.
1. Ba(NO₃)₂(aq) + K₂SO₄(aq);
2. BaCl₂(aq) + K₃PO₄(aq);
3. BaO(k) + SO₃(s);
4. BaCO₃ kaitinamas skyla, sudarydamas bazinį bei rūgštinį oksidą;
5. NH₃(aq) + HCl(aq);
6. CH₃NH₂(aq) + HCl(aq).
Pabaikite rašyti bendrąsias reakcijų lygtis. Jei reakcija vyksta tirpale, sudarykite sutrumpintąją joninę reakcijos lygtį. Kiekvienu atveju nurodykite, kuriai reakcijų klasei ją galima priskirti pagal skirtingus požymius.
1. CaO(k) + HNO₃(aq);
2. CaO(k) + H₂O(s);
3. CaO(k) + N₂O₅(k);
4. CaCO₃(k) + HNO₃(aq).
Pagal mūsų aptartas oksidacijos laipsnio numatymo taisykles, azotas sudaro oksidus N₂O₅ ir N₂O₃. Be šių, azotas sudaro dar keletą oksidų, vienas jų – N₂O.
1. Nurodykite azoto oksidacijos laipsnį N₂O okside.
2. Vienas oksido N₂O pavadinimo variantų – diazoto monoksidas. Kaip kitaip galima pavadinti šį oksidą?
3. Kokiai oksidų kategorijai pagal savybes priskiriamas oksidas N₂O?
4. Kaitinamas amonio nitratas NH₄NO₃ skyla, sudarydamas N₂O oksidą ir vandenį. Parašykite ir išlyginkite amonio nitrato skilimo reakcijos lygtį.
5. Viena iš N₂O panaudojimo sričių – raketų kuro gamyba. Apskaičiuokite amonio nitrato masę, kurios reikia 1,0 tonai N₂O pagaminti.
Nedidelėms žaizdoms dezinfekuoti vaistinėse parduodamas 3,0 % vandenilio peroksido H₂O₂ tirpalas 100 cm³ buteliukais. Šio preparato galiojimo laikas neilgas, nes, nors ir lėtai, vyksta reakcija (lygtis neišlyginta):
H₂O₂ → H₂O + O₂.
1. Išlyginkite parašytą lygtį.
2. Parašytoje lygtyje nurodykite visų atomų oksidacijos laipsnius.
3. Kokiems reakcijų tipams galima priskirti nagrinėjamą reakciją pagal skirtingus požymius (nurodykite du reakcijų tipus)?
Azoto trąšos – amonio sulfatas – gaminamas iš amoniako ir sieros rūgšties.
1. Parašykite amonio sulfato susidarymo iš amoniako ir sieros rūgšties reakcijos lygtį.
2. Kokiems reakcijų tipams galima priskirti nagrinėjamą reakciją pagal skirtingus požymius (nurodykite du reakcijų tipus)?
3. Kiek kilogramų gryno amoniako ir kiek grynos sieros rūgšties sunaudojama, gaminant 132 kg amonio sulfato?
4. Gamybai naudojamas vandeninis tirpalas, kuriame amoniako masės dalis 25 %, ir tirpalas, kuriame sieros rūgšties masės dalis 55 %. Apskaičiuokite masę vieno ir kito tirpalo, kuriame yra c) dalyje apskaičiuota medžiagos masė.

Geriamoji soda, kitaip natrio vandenilio karbonatas NaHCO₃, kaitinama skyla ir su daro natrio karbonatą, anglies(IV) oksidą ir vandenį. Tai viena iš reakcijų, kuri vyksta kepant pyragus. Išsiskiriančios dujos išpurena tešlą, sudaro dujų akutes kepinyje.
1. Parašykite ir išlyginkite natrio vandenilio karbonato skilimo reakcijos lygtį.
2. Apskaičiuokite anglies(IV) oksido, kurio išsiskiria skylant 1 arbatiniam šaukšteliui (4,2 g) į kepinį įdėtos geriamosios sodos, kiekį moliais.
3. Kepant temperatūra būna apie 150–200 °C. Tokiomis sąlygomis 1 mol dujų užima 38 litrų tūrį. Vienos kepinyje susidariusios akutės vidutinis skersmuo 2,5 mm. Apskaičiuokite, kiek tokių akučių susidaro kepinyje suskilus b) dalyje nurodytai geriamosios sodos masei.
Laboratorijoje atlikta serija kitimų. Paimta tam tikra masė tirpalo, kuriame vandenilio peroksido masės dalis 3,0 %. Į tirpalą įbėrus katalizatoriaus – MnO₂ – vyko skilimo reakcija ir susidarė deguonies dujos:
2H₂O₂(aq) → 2H₂O(s) + O₂(d).
Visas susidaręs deguonis sunaudotas deginant acetoną (propanoną CH₃COCH₃). Degant išsiskyrusį anglies dioksidą leidžiant į kalkių Ca(OH)₂ tirpalą, susidarė 6,0 g kalcio karbonato nuosėdų.
1. Parašykite kalkių tirpalo ir anglies dioksido reakcijos lygtį. Nurodykite medžiagų agregatinę būseną.
2. Apskaičiuokite vandenilio peroksido tirpalo masę, kuri buvo panaudota aprašytiems bandymams.