Номер 1, страница 157 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

1. Опишите положение неметаллов в периодической системе. Укажите для элементов-неметаллов третьего периода возможные значения степени окисления и валентности.

Решение

Положение неметаллов в периодической системе

Элементы-неметаллы занимают определённое положение в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Они расположены в основном в правом верхнем углу таблицы. Условную границу между металлами и неметаллами можно провести по диагонали от бора ($B$) к астатину ($At$). Элементы, находящиеся правее и выше этой диагонали (за исключением элементов побочных подгрупп), являются неметаллами. К ним также относится водород ($H$), который, несмотря на своё положение в 1-й группе, проявляет типичные неметаллические свойства. Таким образом, неметаллы находятся в главных подгруппах (А-группах) с III по VIII группу.

В периодах с увеличением порядкового номера (слева направо) неметаллические свойства элементов усиливаются. В группах (сверху вниз) неметаллические свойства, наоборот, ослабевают.

Ответ: Неметаллы расположены в правом верхнем углу Периодической системы, образуя условный треугольник над диагональю бор ($B$) — астатин ($At$), а также к ним относится водород ($H$). Они находятся в главных подгруппах (А-группах) с 13-й по 18-ю группу (или по старой номенклатуре с IIIA по VIIIA).

Возможные значения степени окисления и валентности для элементов-неметаллов третьего периода

К элементам-неметаллам третьего периода относятся фосфор ($P$), сера ($S$), хлор ($Cl$) и инертный газ аргон ($Ar$). Также к ним часто относят металлоид кремний ($Si$), который проявляет как металлические, так и неметаллические свойства.

Кремний ($Si$) — элемент IVA-группы (14-я группа). Электронная конфигурация внешнего слоя $3s^23p^2$.

Высшая степень окисления равна номеру группы: $+4$.

Низшая степень окисления равна (номер группы - 8): $4 - 8 = -4$.

Возможные степени окисления: $-4$ (в силицидах, $Mg_2Si$), $0$ (простое вещество), $+2$ (например, в $SiO$), $+4$ (в $SiO_2, SiCl_4, H_2SiO_3$).

Возможные валентности: IV (наиболее характерна), II.

Фосфор ($P$) — элемент VA-группы (15-я группа). Электронная конфигурация внешнего слоя $3s^23p^3$.

Высшая степень окисления: $+5$.

Низшая степень окисления: $5 - 8 = -3$.

Возможные степени окисления: $-3$ (в фосфидах, $Ca_3P_2$, и фосфине $PH_3$), $0$, $+1$ (в фосфорноватистой кислоте $H_3PO_2$), $+3$ (в $P_2O_3, PCl_3, H_3PO_3$), $+5$ (в $P_2O_5, PCl_5, H_3PO_4$).

Возможные валентности: III (в основном состоянии), V (в возбужденном состоянии).

Сера ($S$) — элемент VIA-группы (16-я группа). Электронная конфигурация внешнего слоя $3s^23p^4$.

Высшая степень окисления: $+6$.

Низшая степень окисления: $6 - 8 = -2$.

Возможные степени окисления: $-2$ (в сульфидах, $H_2S$), $0$, $+2$ (в $SCl_2$), $+4$ (в $SO_2, H_2SO_3$), $+6$ (в $SO_3, H_2SO_4$).

Возможные валентности: II (в основном состоянии), IV, VI (в возбужденных состояниях).

Хлор ($Cl$) — элемент VIIA-группы (17-я группа). Электронная конфигурация внешнего слоя $3s^23p^5$.

Высшая степень окисления: $+7$.

Низшая степень окисления: $7 - 8 = -1$.

Возможные степени окисления: $-1$ (в хлоридах, $HCl$), $0$, $+1$ (в $Cl_2O, HClO$), $+3$ (в $HClO_2$), $+5$ (в $HClO_3$), $+7$ (в $Cl_2O_7, HClO_4$). Реже встречаются $+4$ (в $ClO_2$) и $+6$ (в $Cl_2O_6$).

Возможные валентности: I (в основном состоянии), III, V, VII (в возбужденных состояниях).

Аргон ($Ar$) — элемент VIIIA-группы (18-я группа). Электронная конфигурация внешнего слоя $3s^23p^6$.

Инертный газ с завершенным внешним электронным слоем. Чрезвычайно неохотно вступает в химические реакции.

Степень окисления в подавляющем большинстве случаев равна $0$.

Валентность равна $0$.

Ответ: Для неметаллов третьего периода возможны следующие значения степеней окисления (С.О.) и валентностей:

• Si: С.О. $-4, 0, +2, +4$; валентность IV, II.

• P: С.О. $-3, 0, +1, +3, +5$; валентность III, V.

• S: С.О. $-2, 0, +2, +4, +6$; валентность II, IV, VI.

• Cl: С.О. $-1, 0, +1, +3, +5, +7$; валентность I, III, V, VII.

• Ar: С.О. $0$; валентность $0$.