Файл: Сравнение структуры и свойств водородных соединений s и рэлементов i и iv групп.docx
Добавлен: 18.01.2024
Просмотров: 883
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Свойства и строение атомов s- и p-элементов.
1.1. характеристика s-элементов.
1.2. Характеристика p-элементов
1.3. Сравнительная характеристика s- и p-элементов.
2. Структура и свойства s-элементов I группы периодической таблицы
2.1. Водород. Химические свойства водорода.
3. Структура и свойства s- и p-элементов IV группы периодической таблицы
3.1. Общие характеристики элементов группы IVA
6. Сравнение структуры и свойства водородных соединений s-элементов I и II групп.
Курсовая работа на тему:«Сравнение структуры и свойств водородных соединений s- и р-элементов I и IV групп»Содержание
Введение 3
1. Свойства и строение атомов s- и p-элементов. 4
1.1. характеристика s-элементов. 4
1.2. Характеристика p-элементов 6
1.3. Сравнительная характеристика s- и p-элементов. 7
1) Степень окисления. 8
2) Химическая связь. 8
3) Металлические свойства. 8
4) Электроотрицательность. 8
2. Структура и свойства s-элементов I группы периодической таблицы 10
2.1. Водород. Химические свойства водорода. 12
3. Структура и свойства s- и p-элементов IV группы периодической таблицы 17
3.1. Общие характеристики элементов группы IVA 17
3.2. Углерод и его соединения 20
4. Сравнительная характеритика структуры и свойств водородных соединений s- и р-элементов I и IV групп. 25
6. Сравнение структуры и свойства водородных соединений s-элементов I и II групп. 30
7. Сравнительная характеристика соединений водорода и бора 33
Выводы 36
Список литературы 38
2) Изучить и проанализировать структуру и свойства s-элементов I группы периодической таблицы;3) Изучить и проанализировать структуру и свойства s- и р-элементов IV группы периодической таблицы;4) Сравнить структуры и свойства водородных соединений s- и р-элементов I и IV групп;5) Изучить и проанализировать структуру и свойства s-элементов II группы периодической таблицы;6) Сравнить структуры и свойства водородных соединений s- и р-элементов I и II групп.
2В4O7·10H2O-бура, KАl(SO4)2·12H2O-квасцы. Молекулы воды в кристаллогидратах группируются вокруг катиона, но иногда полностью окружают и анион. Вследствие малого заряда иона и большого радиуса иона щелочные металлы наименее склонны к образованию комплексов, в том числе и аквакомплексов. В качестве комплексообразователей в комплексных соединениях невысокой устойчивости выступают ионы лития, бериллия, магния.Соединения s-элементов проявляют общие закономерности в свойствах, что объясняется сходством электронного строения их атомов. Все внешние электроны являются валентными и принимают участие в образовании химических связей. Поэтому максимальная степень окисления этих элементов в соединениях равна числу электронов во внешнем слое и соответственно равна номеру группы, в которой и находится данный элемент. Степень окисления металлов s-элементов всегда положительна. Другая особенность заключается в том, что после отделения электронов внешнего слоя остается ион, имеющий оболочку благородного газа. При увеличении порядкового номера элемента, атомного радиуса, уменьшается энергии ионизации (от 5,39 эВ y Li до 3,83 эВ y Fr), а восстановительная активность элементов возрастает.[1]Подавляющее большинство соединений s-элементов бесцветно (в отличие от соединений d-элементов), так как исключен обуславливающий окраску переход d-электронов с низких энергетических уровней на более высокие энергетические уровни.Соединения элементов групп IA - IIA - типичные соли, в водном растворе они практически полностью диссоциируют на ионы, не подверженны гидролизу по катиону (кроме солей Be2+ и Mg2+).[2] Рисунок 1 – Место s-элементов в периодической таблице элементов
Элементы в периодической системе Менделеева делятся на s-, p-, d- и f-элементы. Это разделение осуществляется на основе того, сколько энэргетических уровней имеет электронная оболочка атома и каким уровнем заканчивается заполнение электронной оболочки электронами.Рисунок 2 – Электронные оболочки элементов периодической таблицыБлочные элементы S и p сгруппированы как s-блок или p-блок в зависимости от положения валентных электронов на их орбитах. Основное различие между элементами s- и p-блока заключается в том, что валентные электроны элементов s-блока находятся на s-орбитали, а валентные электроны элементов p-блока находятся на p-орбитали.
Введение 3
1. Свойства и строение атомов s- и p-элементов. 4
1.1. характеристика s-элементов. 4
1.2. Характеристика p-элементов 6
1.3. Сравнительная характеристика s- и p-элементов. 7
1) Степень окисления. 8
2) Химическая связь. 8
3) Металлические свойства. 8
4) Электроотрицательность. 8
2. Структура и свойства s-элементов I группы периодической таблицы 10
2.1. Водород. Химические свойства водорода. 12
3. Структура и свойства s- и p-элементов IV группы периодической таблицы 17
3.1. Общие характеристики элементов группы IVA 17
3.2. Углерод и его соединения 20
4. Сравнительная характеритика структуры и свойств водородных соединений s- и р-элементов I и IV групп. 25
6. Сравнение структуры и свойства водородных соединений s-элементов I и II групп. 30
7. Сравнительная характеристика соединений водорода и бора 33
Выводы 36
Список литературы 38
Введение
Периодическая таблица химических элементов (таблица Менделеева) — классификация химических элементов, определяющая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Её первоначальный вариант был разработан Д.И. Менделеева в 1869-1871 годах, в которой определялась зависимость свойств элементов от их атомного веса.Все элементы в таблице сгруппированы в 4 основные группы: блок s, блок p, блок d и блок f. Они классифицируются в соответствии с орбиталью, на которой присутствуют их валентные электроны. Кроме того, эти элементы также могут быть классифицированы как металлы, неметаллы и металлоиды в соответствии с их физическими свойствами. Все элементы блока, кроме водорода, являются металлами. Большинство элементов р-блока — неметаллы. Остальные элементы в блоке p являются металлоидами. Основное различие между элементами блока s и p состоит в том, что валентные электроны элементов блока s находятся на орбитали s, а валентные электроны элементов блока p — на орбитали p.Цель работы – сформировать знания об особенностях структуры и свойств водородных соединений атомов s- и р-элементов I и IV групп, I и II групп.Для достижения посталвенной цели необходимо решить следующие задачи:1) Изучить свойства и строение атомов s- и р-элементов;2) Изучить и проанализировать структуру и свойства s-элементов I группы периодической таблицы;3) Изучить и проанализировать структуру и свойства s- и р-элементов IV группы периодической таблицы;4) Сравнить структуры и свойства водородных соединений s- и р-элементов I и IV групп;5) Изучить и проанализировать структуру и свойства s-элементов II группы периодической таблицы;6) Сравнить структуры и свойства водородных соединений s- и р-элементов I и II групп.
1. Свойства и строение атомов s- и p-элементов.
1.1. характеристика s-элементов.
В периодической таблице элементов в начале каждого периода, кроме первого, стоят металлы из семейства s-элементов. S-элементы и группы периодической системы Д. И. Менделеева были названы щелочными металлами — литий Li, натрий Na и элементы калиевой подгруппы — калий К, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. Название «щелочные металлы» используется потому, что их гидроксиды являются самыми сильными известными щелочами. Щелочные металлы добывают в отсутствие воды - в основном электролизом расплавов их соединений.Эти металлы являются наиболее активными и электроположительными элементами, а это означает, что они легко отщепляют свой единственный валентный электрон и превращаются в положительно заряженные катионы. Поэтому в природе они находятся только в связанном состоянии. Внешний энергетический уровень этих элементов содержит один или два S-электрона, С увеличением заряда ядер у элементов увеличивается число энергетических уровней и атомные радиусы. Следовательно, уменьшается связь валентного электрона с ядром. В нисходящих группах увеличивается способность отдавать электроны, соответственно увеличиваются химическая активность и восстановительные свойства s-элементов. Эта закономерность ярко выражается для элементов 1 группы (s1) по сравнению со II группой (s2).К блоку s-элементов относятся 13 элементов, общим для которых является застраивание в их атомах s-подуровня внешнего энергетического уровня.Для ионов s-элементов комплексообразование не характерно. Кристаллические комплексы s - элементов с лигандами H2O-кристаллогидраты, например: Na2В4O7·10H2O-бура, KАl(SO4)2·12H2O-квасцы. Молекулы воды в кристаллогидратах группируются вокруг катиона, но иногда полностью окружают и анион. Вследствие малого заряда иона и большого радиуса иона щелочные металлы наименее склонны к образованию комплексов, в том числе и аквакомплексов. В качестве комплексообразователей в комплексных соединениях невысокой устойчивости выступают ионы лития, бериллия, магния.Соединения s-элементов проявляют общие закономерности в свойствах, что объясняется сходством электронного строения их атомов. Все внешние электроны являются валентными и принимают участие в образовании химических связей. Поэтому максимальная степень окисления этих элементов в соединениях равна числу электронов во внешнем слое и соответственно равна номеру группы, в которой и находится данный элемент. Степень окисления металлов s-элементов всегда положительна. Другая особенность заключается в том, что после отделения электронов внешнего слоя остается ион, имеющий оболочку благородного газа. При увеличении порядкового номера элемента, атомного радиуса, уменьшается энергии ионизации (от 5,39 эВ y Li до 3,83 эВ y Fr), а восстановительная активность элементов возрастает.[1]Подавляющее большинство соединений s-элементов бесцветно (в отличие от соединений d-элементов), так как исключен обуславливающий окраску переход d-электронов с низких энергетических уровней на более высокие энергетические уровни.Соединения элементов групп IA - IIA - типичные соли, в водном растворе они практически полностью диссоциируют на ионы, не подверженны гидролизу по катиону (кроме солей Be2+ и Mg2+).[2] Рисунок 1 – Место s-элементов в периодической таблице элементов
1.2. Характеристика p-элементов
К р-элементам периодической таблицы относятся элементы с валентным р-подуровнем. Эти элементы встречаются в группах III, IV, V, VI, VII, VIII, основных подгруппах Д.И. Менделеев. С увеличением атомного номера радиусы орбит атомов уменьшаются, а энергия ионизации в целом увеличивается. В подгруппах элементов с увеличением числа элементов размеры атомов обычно увеличиваются, а энергия ионизации уменьшается.К p-элементов IV группы относятся углерод C, кремний Si, германий Ge, олово Sn и свинец Pb. Общая электронная конфигурация валентных подуровней атомов p-элементов в основном состоянии ns2np2. Вследствие наличия 2-х неспаренных p-электронов в соединениях они могут проявлять степень окисления +2, причем эта тенденция усиливается в направлении к свинцу. Атомы могут переходить в возбужденное состояние с образованием четырех валентных электронов, что обусловливает возникновение соединений со степенью окисления +4. Это состояние является характерным для углерода и кремния, способность к выявлению степени окисления +4 ослабляется в направлении к свинцу.Характер изменения физических свойств элементов и соответствующих простых веществ свидетельствует о закономерное ослабление неметаллических и усиление металлических свойств в ряду C – Si – Ge – Pb.Углерод и кремний - типичные неметаллы, образующие атомные кристаллические решетки с ковалентной связью. Их простые вещества характеризуются высокими твердостью, температурами плавления и кипения. Для германия эти параметры остаются относительно большими, что вместе с хрупкостью характеризует его как алмазоподобный кристалл с ковалентным типом связи. Свинец - металл, который не проявляет полупроводниковых свойств. В то же время в германию уже обнаружено некоторое взнос металлической связи. На это указывает заметное уменьшение ширины запрещенной зоны и росту электропроводности. Для олова полупроводниковые свойства сохраняются лишь до температуры 13,2°С, при дальнейшем нагревании олово переходит в металлический состояние. Возрастание металлических свойств сопровождается постепенным уменьшением энергии ионизации элементов, их электроотрицательности и усилением восстановительной способности простых веществ.[3]1.3. Сравнительная характеристика s- и p-элементов.
Элементы в периодической системе Менделеева делятся на s-, p-, d- и f-элементы. Это разделение осуществляется на основе того, сколько энэргетических уровней имеет электронная оболочка атома и каким уровнем заканчивается заполнение электронной оболочки электронами.Рисунок 2 – Электронные оболочки элементов периодической таблицыБлочные элементы S и p сгруппированы как s-блок или p-блок в зависимости от положения валентных электронов на их орбитах. Основное различие между элементами s- и p-блока заключается в том, что валентные электроны элементов s-блока находятся на s-орбитали, а валентные электроны элементов p-блока находятся на p-орбитали.