ых водородных соединений элемент не образует, т.к. состоит в побочной подгруппе. Поскольку элемент находится в VII группе, то от его атома могут быть оттянуты или отданы на образование электронных пар не только электроны внешнего уровня (4s2), но и сверх-октетные электроны (сверх восьми) второго снаружи уровня, т.е. еще пять электронов 3d5. В этом случае элемент образует соединение с кислородом состава R2 07. Высший оксид обладает кислотными свойствами. По аналогии с хлорной кислотой можно написать формулу кислоты данного элемента: HR04. В примере R — элемент марганец, тогда НМп04 — марганцевая кислота. Из примера видно, что в соединениях максимальной степени окисления элементы марганец и хлор проявляют сходные свойства.

Пример 4. Как изменяется первая энергия ионизации у элементов, принадлежащих:

1) к одному периоду;

2) к одной главной подгруппе? Решение.

1. В периодах первая энергия ионизации атомов возрастает слева направо, т.к. увеличиваются заряды атомных ядер, что приводит к усилению притяжения электронов к ядру.

2. В главных подгруппах первая энергия ионизации убывает сверху вниз, т.к. возрастают радиусы атомов и усиливается экранирование ядер внутренними электронными слоями, что приводит к уменьшению притяжения электронов к ядру.

Пример 5. Открытый в 1869 году Д. И. Менделеевым периодический закон позволяет предсказать свойства еще не открытых элементов. Пользуясь известными вам закономерностями, предскажите для элемента №114:

а) схему расположения электронов в атоме

по энергетическим уровням;

б) электронную структуру внешнего и пред-

внешнего энергетических уровней;

в) физические и химические свойства про-

стого вещества, состоящего из изотопов, не под-

вергающихся радиоактивному распаду.

Решение.

1. Элемент №114 расположен в 7 периоде,

следовательно, у него 7 энергетических уров-

ней. Заряд ядра +114. Распределение электро-

нов по энергетическим уровням:

1 уровень — 2е 5 уровень — 32е

2 уровень — 8е б уровень — 18е

3 уровень — 18е 7 уровень — 4е.

4 уровень — 32е

2. Структура предпоследнего уровня:

6s2 6р6 6сР.

Структура внешнего уровня: 7s2 7р2.

3. По физическим и химическим свойствам

элемент №2114 должен напоминать свинец. Фи-

зические свойства: металл, с высоким удель-

ным весом, мягкий.

Химические свойства: в соединениях проявляет степени окисления +2 и +4. В степени окисления +2 образует соединения в катион-ной форме (оксид МеО, гидроксид Me (ОН)2, соли).

В степени окисления +4 образует соединения в анионной форме, очень неустойчивые, сильные окислители.

Пример 6. Объясните, почему два элемента, находящиеся в одной и той же группе и периоде, но в разных подгруппах, например, калий и медь, проявляют разные свойства.

Решение.

Электронная конфигурация атомов:

19К Is2 2s2 2р6 3s2 Зр6 4s1,

29Cu Is2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s1.

Общим у этих элементов является наличие одного электрона на внешнем энергетическом уровне. У калия перед ним находится восьми-электронная оболочка, а у меди — восемнадца-тиэлектронная. Радиус атома калия — 0,236, а меди — 0,128. Все это приводит к резкой разнице в свойствах.

Пример 7. Определите место в периодической системе и относительную атомную массу элемента, образовавшегося из урана 23332U в результате потери 5 а-частиц и 1 р-частицы.

Решение.

При потере а-частицы атомная масса элемента уменьшается на 4, а заряд ядра — на 2. При потере Р-частицы атомная масса не изменяется, а заряд ядра увеличивается на 1. Порядковый номер 92, потеря 5 а-частиц уменьшает заряд ядра на 10, а потеря р-частиц увеличивает его на 1; следовательно, порядковый номер нового элемента будет 92 - 10 + 1 = 83. Это висмут (Bi).

Положение нового элемента в периодической системе можно установить, не пользуясь таблицей. Рассуждает так: в первом периоде находится 2 элемента, во втором и третьем — по 8 и в четвертом и пятом — по 18. Таким образом, всего в пяти периодах содержатся (2 + 8 + + 8 + 18 + 18) 54 элемента. В шестом периоде находятся 32 элемента. Полученный элемент находится в шестом периоде и занимает 83 - 54 = 29 место с начала этого периода. В 8-ом ряду содержится 24 элемента (14 элементов в III группе вместе с лактаном). Следовательно, элемент 83 занимает 5-е место в 9-м ряду, т.е. находится в V группе. Атомная масса урана — 23,3, потеря 5 а-частиц уменьшит ее на 20, а потеря Р-частицы массу не изменит; следовательно, масса полученного изотопа висмута будет 233 - 20 = 213.

Пример 8. Какие соединения с водородом образуют элементы главной подгруппы VI группы? Назовите наименее и наиболее прочное из них.

Решение.

Элементы главной подгруппы VI группы — р-элементы. У них на внешнем электронном уровне по 6 электронов: 6s2 6р4. Следовательно, в соединениях с водородом они проявляют степень окисления — 2-. Формулы соединений: Н20, H2S, H2Se, Н2Те, Н2Ро. С ростом порядкового номера элемента (от кислорода к полонию) увеличивается радиус атома, что обусловливает уменьшение прочности соединения с водор