Общая характеристика d-элементов. Общая характеристика d-элементов 4 м периоде

Бром.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству р-элементов. Так как наибольшее главное квантовое число равно 4-м, а число электронов на внешнем энергетическом уровне равно 7, бром расположен в 4-м периоде, VIIA группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид:

Германий.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству p-элементов. Так как наибольшее главное квантовое число равно 4-м, а число электронов на внешнем энергетическом уровне равно 4, германий расположен в 4-м периоде, IVA группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид:

Кобальт.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству d-элементов. Кобальт расположен в 4-м периоде, VIIB группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид:

Медь.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 .

Валентные электроны выделены жирным шрифтом. Относится к семейству d-элементов. Так как наибольшее главное квантовое число равно 4-м, а число электронов на внешнем энергетическом уровне равно 1, медь расположена в 4-м периоде, IВ группе Периодической таблицы. Энергетическая диаграмма для валентных электронов имеет вид.

Современная формулировка Периодического закона, открытого Д. И. Менделеевым в 1869 г.:

Свойства элементов находятся в периодической зависимости от порядкового номера.

Периодически повторяющийся характер изменения состава электронной оболочки атомов элементов объясняет периодическое изменение свойств элементов при движении по периодам и группам Периодической системы.

Проследим, например, изменение высших и низших степеней окисления у элементов IA – VIIA-групп во втором – четвертом периодах по табл. 3.

Положительные степени окисления проявляют все элементы, за исключением фтора. Их значения увеличиваются с ростом заряда ядер и совпадают с числом электронов на последнем энергетическом уровне (за исключением кислорода). Эти степени окисления называют высшими степенями окисления. Например, высшая степень окисления фосфора Р равна +V.




Отрицательные степени окисления проявляют элементы, начиная с углерода С, кремния Si и германия Ge. Значения их равны числу электронов, недостающих до восьми. Эти степени окисления называют низшими степенями окисления. Например, у атома фосфора Р на последнем энергетическом уровне недостает трех электронов до восьми, значит, низшая степень окисления фосфора Р равна – III.

Значения высших и низших степеней окисления повторяются периодически, совпадая по группам; например, в IVA-группе углерод С, кремний Si и германий Ge имеют высшую степень окисления +IV, а низшую степень окисления – IV.

Эта периодичность изменения степеней окисления отражается на периодическом изменении состава и свойств химических соединений элементов.

Аналогично прослеживается периодическое изменение электроотрицательности элементов в 1-6-м периодах IA– VIIA-групп (табл. 4).

В каждом периоде Периодической системы электроотрицательность элементов увеличивается при возрастании порядкового номера (слева направо).




В каждой группе Периодической системы электроотрицательность уменьшается при возрастании порядкового номера (сверху вниз). Фтор F обладает наивысшей, а цезий Cs – наинизшей электроотрицательностью среди элементов 1-6-го периодов.

У типичных неметаллов – высокая электроотрицательность, а у типичных металлов – низкая.

Примеры заданий частей А, В

1. В 4-м периоде число элементов равно


2. Металлические свойства элементов 3-го периода от Na до Сl

1) силиваются

2) ослабевают

3) не изменяются

4) не знаю


3. Неметаллические свойства галогенов с увеличением порядкового номера

1) возрастают

2) понижаются

3) остаются без изменений

4) не знаю


4. В ряду элементов Zn – Hg – Со – Cd один элемент, не входящий в группу, – это


5. Металлические свойства элементов повышаются по ряду

1) In – Ga – Al

2) К – Rb – Sr

3) Ge – Ga – Tl

4) Li – Be – Mg


6. Неметаллические свойства в ряду элементов Аl – Si – С – N

1) увеличиваются

2) уменьшаются

3) не изменяются

4) не знаю


7. В ряду элементов О – S – Se – Те размеры (радиусы) атома

1) уменьшаются

2) увеличиваются

3) не изменяются

4) не знаю


8. В ряду элементов Р – Si – Аl – Mg размеры (радиусы) атома

1) уменьшаются

2) увеличиваются

3) не изменяются

4) не знаю


9. Для фосфора элемент с меньшей электроотрицательностью – это


10. Молекула, в которой электронная плотность смещена к атому фосфора, – это


11. Высшая степень окисления элементов проявляется в наборе оксидов и фторидов

1) СlO 2 , РСl 5 , SeCl 4 , SO 3

2) PCl, Аl 2 O 3 , КСl, СО

3) SeO 3 , ВСl 3 , N 2 O 5 , СаСl 2

4) AsCl 5 , SeO 2 , SCl 2 , Cl 2 O 7


12. Низшая степень окисления элементов – в их водородных соединениях и фторидах набора

1) ClF 3 , NH 3 , NaH, OF 2

2) H 3 S + , NH+, SiH 4 , H 2 Se

3) CH 4 , BF 4 , H 3 O + , PF 3

4) PH 3 , NF+, HF 2 , CF 4


13. Валентность для многовалентного атома одинакова в ряду соединений

1) SiH 4 – AsH 3 – CF 4

2) РН 3 – BF 3 – ClF 3

3) AsF 3 – SiCl 4 – IF 7

4) H 2 O – BClg – NF 3


14. Укажите соответствие между формулой вещества или иона и степенью окисления углерода в них



Периодический закон.

Строение атома

В статье приведены тестовые задания по теме из банка тестовых заданий, составленных авторами для тематического контроля в 8-м классе. (Емкость банка – по 80 заданий на каждую из шести тем, изучаемых в 8-м классе, и 120 заданий по теме «Основные классы неорганических соединений».) В настоящее время обучение химии в 8-м классе проводится по девяти учебникам. Поэтому в конце статьи приведен перечень контролируемых элементов знаний с указанием номеров заданий. Это позволит учителям, работающим по разным программам, выбирать как соответствующую последовательность заданий из одной темы, так и набор комбинаций тестовых заданий из разных тем, в том числе и для итогового контроля.

Предложенные 80 тестовых заданий сгруппированы по 20 вопросов в четыре варианта, в которых аналогичные задания повторяются. Для составления большего количества вариантов из перечня элементов знаний выбираем (случайным образом) номера заданий по каждому изученному элементу в соответствии со своим тематическим планированием. Такое представление заданий по каждой теме позволяет провести быстрый поэлементный анализ ошибок и своевременную их коррекцию. Использование аналогичных заданий в одном варианте и чередование одного или двух правильных ответов снижает вероятность угадывания ответа. Сложность вопросов, как правило, увеличивается от 1-го и 2-го вариантов к 3-му и 4-му вариантам.

Существует мнение, что тесты – это «угадайка». Предлагаем вам проверить, так ли это. После проведения тестирования сравните результаты с отметками в журнале. Если результаты тестирования ниже, это можно объяснять следующими причинами.

Во-первых, для учащихся непривычна такая (тестовая) форма контроля. Во-вторых, учитель по-иному расставляет акценты при изучении темы (определение главного в содержании образования и методике преподавания).

Вариант 1

Задания.

1. В 4-м периоде, VIa группе находится элемент с порядковым номером:

1) 25; 2) 22; 3) 24; 4) 34.

2. Элемент с зарядом ядра атома +12 имеет порядковый номер:

1) 3; 2) 12; 3) 2; 4) 24.

3. Порядковый номер элемента соответствует таким его характеристикам:

1) заряду ядра атома;

2) числу протонов;

3) числу нейтронов;

4. Шесть электронов на внешнем энергетическом уровне у атомов элементов с номером группы:

1) II; 2) III; 3) VI; 4) IV.

5. Формула высшего оксида хлора:

1) Сl 2 О; 2) Сl 2 O 3 ;

3) Сl 2 O 5 ; 4) Сl 2 O 7 .

6. Валентность атома алюминия равна:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

7. Общая формула летучих водородных соединений элементов VI группы:

1) ЭН 4 ; 2) ЭН 3 ;

3) НЭ; 4) Н 2 Э.

8. Номер внешнего электронного слоя в атоме кальция:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

9.

1) Li; 2) Na; 3) K; 4) Cs.

10. Укажите элементы-металлы:

1) K; 2) Cu; 3) О; 4) N.

11. Где в таблице Д.И.Менделеева расположены элементы, атомы которых в химических реакциях только отдают электроны?

1) Во II группе;

2) в начале 2-го периода;

3) в середине 2-го периода;

4) в VIa группе.

12.

2) Ве, Мg; Аl;

3) Мg, Са, Sr;

13. Укажите элементы-неметаллы:

1) Сl; 2) S; 3) Mn; 4) Mg.

14. Неметаллические свойства возрастают в ряду:

15. Какая характеристика атома изменяется периодически?

1) Заряд ядра атома;

2) число энергетических уровней в атоме;

3) число электронов на внешнем энергетическом уровне;

4) число нейтронов.

16.

1) К; 2) Аl; 3) Р; 4) Сl.

17. В периоде с ростом заряда ядра радиусы атомов элементов:

1) уменьшаются;

2) не изменяются;

3) увеличиваются;

4) изменяются периодически.

18. Изотопы атомов одного элемента отличаются по:

1) числу нейтронов;

2) числу протонов;

3) числу валентных электронов;

4) положению в таблице Д.И.Менделеева.

19. Число нейтронов в ядре атома 12 С:

1) 12; 2) 4; 3) 6; 4) 2.

20. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме фтора:

1) 2, 8, 4; 2) 2,6;

3) 2, 7; 4) 2, 8, 5.

Вариант 2

Задания. Выберите один или два правильных ответа.

21. Элемент с порядковым номером 35 находится в:

1) 7-м периоде, IVа группе;

2) 4-м периоде, VIIa группе;

3) 4-м периоде, VIIб группе;

4) 7-м периоде, IVб группе.

22. Элемент с зарядом ядра атома +9 имеет порядковый номер:

1) 19; 2) 10; 3) 4; 4) 9.

23. Число протонов в нейтральном атоме совпадает с:

1) числом нейтронов;

2) атомной массой;

3) порядковым номером;

4) числом электронов.

24. Пять электронов на внешнем энергетическом уровне у атомов элементов с номером группы:

1) I; 2) III; 3) V; 4) VII.

25. Формула высшего оксида азота:

1) N 2 O; 2) N 2 O 3 ;

3) N 2 O 5 ; 4) NO;

26. Валентность атома кальция в его высшем гидроксиде равна:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

27. Валентность атома мышьяка в его водородном соединении равна:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

28. Номер внешнего электронного слоя в атоме калия:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

29. Наибольший радиус атома у элемента:

1) B; 2) O; 3) C; 4) N.

30. Укажите элементы-металлы:

1) К; 2) H; 3) F; 4) Сu.

31. Атомы элементов, способных как принимать, так и отдавать электроны, расположены:

1) в Ia группе;

2) в VIa группе;

3) в начале 2-го периода;

4) в конце 3-го периода.

32.

1) Nа, К, Li; 2) Аl, Мg, Nа;

3) Р, S, Сl; 4) Na, Mg, Al.

33. Укажите элементы-неметаллы:

1) Na; 2) Мg; 3) Si; 4) P.

34.

35. Основная характеристика химического элемента:

1) атомная масса;

2) заряд ядра;

3) число энергетических уровней;

4) число нейтронов.

36. Символ элемента, атомы которого образуют амфотерный оксид:

1) N; 2) K; 3) S; 4) Zn.

37. В главных подгруппах (а) периодической системы химических элементов с увеличением заряда ядра радиус атома:

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется;

4) изменяется периодически.

38. Число нейтронов в ядре атома равно:

1) числу электронов;

2) числу протонов;

3) разности между относительной атомной массой и числом протонов;

4) атомной массе.

39. Изотопы водорода различаются числом:

1) электронов;

2) нейтронов;

3) протонов;

4) положением в таблице.

40. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме натрия:

1) 2, 1; 2) 2, 8, 1;

3) 2, 4; 4) 2, 5.

Вариант 3

Задания. Выберите один или два правильных ответа.

41. Укажите порядковый номер элемента, который находится в IVa группе, 4-м периоде таблицы Д.И.Менделеева:

1) 24; 2) 34; 3) 32; 4) 82.

42. Заряд ядра атома элемента № 13 равен:

1) +27; 2) +14; 3) +13; 4) +3.

43. Число электронов в атоме равно:

1) числу нейтронов;

2) числу протонов;

3) атомной массе;

4) порядковому номеру.

44. У атомов элементов IVa группы число валентных электронов равно:

1) 5; 2) 6; 3) 3; 4) 4.

45. Оксиды с общей формулой R 2 О 3 образуют элементы ряда:

1) Na, К, Li; 2) Мg, Ca, Be;

3) В, Аl, Gа; 4) С, Si, Gе.

46. Валентность атома фосфора в его высшем оксиде равна:

1) 1; 2) 3; 3) 5; 4) 4.

47. Водородные соединения элементов VIIa группы:

1) HClO 4 ; 2) HCl;

3) HBrO; 4) HBr.

48. Число электронных слоев в атоме селена равно:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

49. Наибольший радиус атома у элемента:

1) Li; 2) Na; 3) Mg;

50. Укажите элементы-металлы:

1) Na; 2) Mg; 3) Si; 4) P.

51. Атомы каких элементов легко отдают электроны?

1) K; 2) Cl; 3) Na; 4) S.

52. Ряд элементов, в котором возрастают металлические свойства:

1) С, N, В, F;

2) Al, Si, P, Mg;

53. Укажите элементы-неметаллы:

1) Na; 2) Мg; 3) Н; 4) S.

54. Ряд элементов, в котором возрастают неметаллические свойства:

1) Li, Nа, К, Н;

2) Аl, Si, Р, Мg;

3) С, N, О, F;

4) Na, Мg, Аl, К.

55. С увеличением заряда ядра атома неметаллические свойства элементов:

1) изменяются периодически;

2) усиливаются;

3) не изменяются;

4) ослабевают.

56. Символ элемента, атомы которого образуют амфотерный гидроксид:

1) Na; 2) Al; 3) N; 4) S.

57. Периодичность изменения свойств элементов и их соединений объясняется:

1) повторением строения внешнего электронного слоя;

2) увеличением числа электронных слоев;

3) увеличением числа нейтронов;

4) увеличением атомной массы.

58. Число протонов в ядре атома натрия равно:

1) 23; 2) 12; 3) 1; 4) 11.

59. Чем отличаются атомы изотопов одного элемента?

1) Числом протонов;

2) числом нейтронов;

3) числом электронов;

4) зарядом ядра.

60. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме лития:

1) 2, 1; 2) 2, 8, 1;

3) 2, 4; 4) 2, 5;

Вариант 4

Задания. Выберите один или два правильных ответа.

61. Элемент с порядковым номером 29 находится в:

1) 4-м периоде, Ia группе;

2) 4-м периоде, Iб группе;

3) 1-м периоде, Iа группе;

4) 5-м периоде, Iа группе.

62. Заряд ядра атома элемента № 15 равен:

1) +31; 2) 5; 3) +3; 4) +15.

63. Заряд ядра атома определяется по:

1) порядковому номеру элемента;

2) номеру группы;

3) номеру периода;

4) атомной массе.

64. У атомов элементов III группы число валентных электронов равно:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 5.

65. Высший оксид серы имеет формулу:

1) Н 2 SO 3 ; 2) Н 2 SO 4 ;

3) SO 3 ; 4) SO 2 .

66. Формула высшего оксида фосфора:

1) Р 2 О 3 ; 2) Н 3 РО 4 ;

3) НРО 3 ; 4) Р 2 О 5 .

67. Валентность атома азота в его водородном соединении:

1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.

68. Номер периода в таблице Д.И.Менделеева соответствует следующей характеристике атома:

1) числу валентных электронов;

2) высшей валентности в соединении с кислородом;

3) общему числу электронов;

4) числу энергетических уровней.

69. Наибольший радиус атома у элемента:

1) Сl; 2) Br; 3) I; 4) F.

70. Укажите элементы-металлы:

1) Мg; 2) Li; 3) H; 4) С.

71. Атом какого элемента легче отдает электрон?

1) Натрия; 2) цезия;

3) калия; 4) лития.

72. Металлические свойства возрастают в ряду:

1) Na, Mg, Al; 2) Nа, К, Rb;

3) Rb, К, Nа; 4) Р, S, Cl.

73. Укажите элементы-неметаллы:

1) Сu; 2) Вr; 3) Н; 4) Сr.

74. Неметаллические свойства в ряду N–Р–As–Sb:

1) уменьшаются;

2) не изменяются;

3) возрастают;

4) уменьшаются, а затем возрастают.

75. Какие характеристики атома изменяются периодически?

1) Относительная атомная масса;

2) заряд ядра;

3) число энергетических уровней в атоме;

4) число электронов на внешнем уровне.

76. Атомы какого элемента образуют амфотерный оксид?

1) К; 2) Ве; 3) С; 4) Са.

77. В периоде с увеличением заряда ядра атома увеличивается притяжение электронов к ядру и металлические свойства:

1) усиливаются;

2) изменяются периодически;

3) ослабевают;

4) не изменяются.

78. Относительная атомная масса элемента численно равна:

1) числу протонов в ядре;

2) числу нейтронов в ядре;

3) суммарному числу нейтронов и протонов;

4) числу электронов в атоме.

79. Число нейтронов в ядре атома 16 О равно:

1) 1; 2) 0; 3) 8; 4) 32.

80. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме кремния:

1) 2, 8, 4; 2) 2, 6;

3) 2, 7; 4) 2, 8, 5.

Перечень контролируемых элементов знаний по теме
«Периодический закон. Строение атома»

(в скобках даны сквозные номера заданий)

Порядковый номер элемента (1, 3, 21, 41, 61), заряд ядра атома (2, 22, 42, 62, 63), число протонов (23) и число электронов (43) в атоме.

Номер группы, число электронов на внешнем энергетическом уровне (4, 24, 44, 64), формулы высшего оксида (5, 25, 45, 65), высшая валентность элемента (6, 26, 46, 66), формулы водородных соединений (7, 27, 47, 67).

Номер периода, число электронных уровней (8, 28, 48, 68).

Изменение радиуса атома (9, 17, 29, 37, 49, 67, 69).

Положение в таблице Д.И.Менделеева элементов-металлов (10, 30, 50, 70) и элементов-неметаллов (13, 33, 53, 73).

Способность атомов отдавать и принимать электроны (11, 31, 51, 71).

Изменение свойств простых веществ: по группам (12, 14, 34, 52, 54, 74) и периодам (32, 72, 77).

Периодическое изменение электронного строения атомов и свойств простых веществ и их соединений (15, 35, 55, 57, 75, 77).

Амфотериые оксиды и гидроксиды (16, 36, 56, 76).

Массовое число, число протонов и нейтронов в атоме, изотопы (18, 19, 38, 39, 58, 59, 78, 79).

Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме (20, 40, 60, 80).

Ответы на тестовые задания по теме
«Периодический закон. Строение атома»

Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4
№ задания № ответа № задания № ответа № задания № ответа № задания № ответа
1 4 21 2 41 3 61 2
2 2 22 4 42 3 62 4
3 1, 2 23 3, 4 43 2, 4 63 1
4 3 24 3 44 4 64 3
5 4 25 3 45 3 65 3
6 3 26 2 46 3 66 4
7 4 27 3 47 2, 4 67 3
8 4 28 4 48 4 68 4
9 4 29 1 49 5 69 3
10 1, 2 30 1, 4 50 1, 2 70 1, 2
11 1, 2 31 2, 4 51 1, 3 71 2
12 3 32 2 52 3 72 2
13 1, 2 33 3, 4 53 3, 4 73 2, 3
14 1 34 4 54 3 74 1
15 3 35 2 55 1 75 4
16 2 36 4 56 2 76 2
17 1 37 1 57 1 77 3
18 1 38 3 58 4 78 3
19 3 39 2 59 2 79 3
20 3 40 2 60 1 80 1

Литература

Городничева И.Н . Контрольные и проверочные работы по химии. М.: Аквариум, 1997; Сорокин В.В., Злотников Э.Г . Тесты по химии. М.: Просвещение, 1991.

Понятие переходный элемент обычно используется для обозначения любого элемента с валентными d- или f-электронами. Эти элементы занимают в периодической таблице переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрицательными p-элементами.

d-Элементы принято называть главными переходными элементами. Их атомы характеризуются внутренней застройкой d-подоболочек. Дело в том, что s-орбиталь их внешней оболочки обычно заполнена уже до того, как начинается заполнение d-орбиталей в предшествующей электронной оболочке. Это означает, что каждый новый электрон, добавляемый в электронную оболочку очередного d-элемента, в соответствии с принципом заполнения, попадает не на внешнюю оболочку, а на предшествующую ей внутреннюю подоболочку. Химические свойства этих элементов определяются участием в реакциях электронов обеих указанных оболочек.

d-Элементы образуют три переходных ряда - в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно. Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3d-орбиталей. Орбиталь 4s заполняется раньше, чем орбиталь 3d, потому что имеет меньшую энергию (правило Клечковского).

Следует, однако, отметить существование двух аномалий. Хром и медь имеют на своих 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или полностью заполненные подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные подоболочки.

В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов. Аналогичная аномалия наблюдается у серебра.

Все d-элементы являются металлами.

Электронные конфигурации элементов четвертого периода от скандия до цинка:


Хром

Хром находится в 4-м периоде, в VI группе, в побочной подгруппе. Это металл средней активности. В своих соединениях хром проявляет степени окисления +2, +3 и +6. CrO - типичный основный оксид, Cr 2 O 3 - амфотерный оксид, CrO 3 - типичный кислотный оксид со свойствами сильного окислителя, т. е. рост степени окисления сопровождается усилением кислотных свойств.

Железо

Железо находится в 4-м периоде, в VIII группе, в побочной подгруппе. Железо - металл средней активности, в своих соединениях проявляет наиболее характерные степени окисления +2 и +3. Известны также соединения железа, в которых оно проявляет степень окисления +6, которые являются сильными окислителями. FeO проявляет основные, а Fe 2 O 3 - амфотерные с преобладанием основных свойств.

Медь

Медь находится в 4-м периоде, в I группе, в побочной подгруппе. Ее наиболее устойчивые степени окисления +2 и +1. В ряду напряжений металлов медь находится после водорода, ее химическая активность не очень велика. Оксиды меди: Cu2O CuO. Последний и гидроксид меди Cu(OH)2 проявляют амфотерные свойства с преобладанием основных.

Цинк

Цинк находится в 4-м периоде, во II-группе, в побочной подгруппе. Цинк относится к металлам средней активности, в своих соединениях проявляет единственную степень окисления +2. Оксид и гидроксид цинка являются амфотерными.