Установите соответствие между типом элемента и химическим элементом калий


Установите соответствие между типом элемента и химическим элементом: 1. s 2. p 3. d А.... - Химия

Решения и Ответы
  • Вход
  • Регистрация
  • Вопросы
  • Горячее!
  • Без ответов
  • Теги
  • Категории
  • Пользователи
  • Задать вопрос
  • Решения и Ответы
  • Химия
  • Установите соответствие между типом элемента и химическим элементом: 1. s 2. p 3. d А....

Похожие задачи

  • Установи соответствие между химическим элементом и его высшей валентностью в кислородном...
  • Установи соответствие между формулой высшего оксида и химическим элементом А. Теллур Б....
  • Установи соответствие между химическим элементом и семейством элементов, к которому он...

Элементаль - Элемент Калий

Что в названии? От английского слова potash . Химический символ калия происходит от латинского слова, обозначающего щелочь, kalium .

Сказать что? Калий произносится как poh-TASS-ee-em .

Хотя калий является восьмым по содержанию элементом на Земле и составляет около 2,1% земной коры, он является очень реактивным элементом и никогда не встречается в природе свободным. Металлический калий был впервые выделен сэром Хамфри Дэви в 1807 году путем электролиза расплавленного едкого калия (КОН).Через несколько месяцев после открытия калия Дэви использовал тот же метод для выделения натрия. Калий может быть получен из минералов сильвита (KCl), карналлита (KCl · MgCl 2 · 6H 2 O), лангбейнита (K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 ) и полигалита. (K 2 Ca 2 Mg (SO 4 ) 4 · 2H 2 O). Эти минералы часто встречаются в древних озерах и морях. Каустический калий, еще один важный источник калия, добывается в основном в Германии, Нью-Мексико, Калифорнии и Юте.

Чистый калий - мягкий, воскообразный металл, который легко разрезать ножом. Он реагирует с кислородом с образованием супероксида калия (KO 2 ) и с водой с образованием гидроксида калия (КОН), газообразного водорода и тепла. Вырабатывается достаточно тепла, чтобы зажечь газообразный водород. Чтобы предотвратить его реакцию с кислородом и водой в воздухе, образцы металлического калия обычно хранят погруженными в минеральное масло.

Калий образует сплав с натрием (NaK), который используется в качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов.

Калий образует много важных соединений. Хлорид калия (KCl) - наиболее распространенное соединение калия. Он используется в удобрениях, как заменитель соли и для производства других химикатов. Гидроксид калия (КОН) используется для изготовления мыла, моющих средств и средств для очистки канализации. Карбонат калия (KHCO 3 ), также известный как жемчужная зола, используется для производства некоторых видов стекла и мыла и коммерчески добывается как побочный продукт при производстве аммиака. Супероксид калия (KO 2 ) может создавать кислород из водяного пара (H 2 O) и диоксида углерода (CO 2 ) посредством следующей реакции: 2KO 2 + H 2 O + 2CO 2 => 2ХСО 3 + О 2 .Он используется в респираторном оборудовании и производится путем сжигания металлического калия в сухом воздухе. Нитрат калия (KNO 3 ), также известный как селитра или селитра, используется в удобрениях, спичечных головках и пиротехнике.

,

Периодические свойства элементов

Элементы в периодической таблице расположены в порядке возрастания атомного номера. Все эти элементы демонстрируют несколько других тенденций, и мы можем использовать периодический закон и формирование таблицы, чтобы предсказать их химические, физические и атомные свойства. Понимание этих тенденций достигается путем анализа электронной конфигурации элементов; все элементы предпочитают формирование октетов и будут получать или терять электроны, чтобы сформировать эту стабильную конфигурацию.

Атомный радиус

Мы никогда не сможем определить атомный радиус атома, потому что никогда не бывает нулевой вероятности нахождения электрона и, следовательно, никогда не бывает четкой границы с атомом.Все, что мы можем измерить, - это расстояние между двумя ядрами (межъядерное расстояние). Ковалентный радиус - это половина расстояния между ядрами двух одинаковых атомов. Ионный радиус составляет половину расстояния между ядрами двух ионов в ионной связи. Расстояние должно быть распределено для меньшего катиона и большего аниона. Металлический радиус - это половина расстояния между ядрами двух соседних атомов в кристаллической структуре. Благородные газы не учитываются в тенденциях изменения атомных радиусов, потому что ведутся большие споры по поводу экспериментальных значений их атомных радиусов.Единицами СИ для измерения атомных радиусов являются нанометр (нм) и пикометр (пм). 1 нм = 1 X 10 -9 м; 13:00 = 1 X 10 -12 м.

Рисунок 1: (слева) ковалентные радиусы, (в центре) ионные радиусы, (справа) металлические радиусы. Любезно предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

Чтобы объяснить эту тенденцию, необходимо понять концепцию скрининга и проникновения. Проникновение обычно известно как расстояние, на котором электрон находится от ядра. Экранирование определяется как концепция внутренних электронов, блокирующих внешние электроны от заряда ядра.В рамках этой концепции мы предполагаем, что между внешними электронами нет экранирования и что внутренние электроны защищают внешние электроны от общего положительного заряда ядра. Чтобы понять степень экранирования и проникновения в атом, ученые придумали эффективный ядерный заряд , \ (Z_ {eff} \). Уравнение для расчета эффективного заряда ядра показано ниже.

\ [Z_ {eff} = Z - S \]

В уравнении S представляет количество внутренних электронов, экранирующих внешние электроны.Студенты могут легко найти S, используя атомный номер благородного газа, который находится на одну точку над элементом. Например, S, которое мы будем использовать для хлора, будет 10 (атомный номер неона). Z - общее количество электронов в атоме. Поскольку мы знаем, что нейтральный атом имеет одинаковое количество протонов и электронов, мы можем использовать атомный номер для определения Z. Например, для хлора значение Z будет равно 17 (атомный номер хлора). Продолжая использовать хлор в качестве примера, 10 внутренних электронов (S) будут экранировать положительный заряд десяти протонов.Следовательно, был бы эффективный ядерный заряд 17-10 или +7. Эффективный заряд ядра показывает, что ядро ​​притягивает внешние электроны с зарядом +7, и поэтому внешние электроны притягиваются ближе к ядру, и атомные радиусы меньше. Таким образом, чем больше заряд ядра, тем большее притяжение ядра оказывает на внешние электроны и тем меньше атомные радиусы. Напротив, чем меньше заряд ядра, тем меньшее притяжение ядра оказывает на внешние электроны и тем больше атомные радиусы.Кроме того, с увеличением атомного номера увеличивается и эффективный заряд ядра. На рисунке 3 показано влияние эффективного заряда ядра на радиусы атомов.

Рис. 3: Предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

Теперь мы готовы описать тенденцию атомного радиуса в периодической таблице. Слева направо через период увеличивается атомный номер, а затем и эффективный заряд ядра. Поэтому, двигаясь слева направо по периоду, ядро ​​сильнее притягивает внешние электроны, и атомные радиусы уменьшаются.При движении вниз по группе в периодической таблице количество заполненных электронных оболочек увеличивается. В группе валентные электроны сохраняют одинаковый эффективный заряд ядра, но теперь орбитали удалены от ядра. Следовательно, ядро ​​меньше притягивает внешние электроны, а атомные радиусы больше.

Рис. 4: Предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

Теперь мы можем использовать эту концепцию для объяснения различий атомных радиусов катионов и анионов. Катион - это атом, потерявший один из своих внешних электронов.Катионы имеют меньший радиус, чем атом, из которого они образовались. С потерей электрона положительный ядерный заряд обесценивает отрицательный заряд, создаваемый электронами. Следовательно, положительное ядро ​​притягивает электроны сильнее, а радиус меньше. Анион - это атом, который приобрел внешний электрон. Анионы имеют больший радиус, чем атом, из которого они образовались. Усиление электрона не изменяет заряд ядра, но добавление электрона вызывает уменьшение эффективного заряда ядра.Следовательно, электроны удерживаются более свободно, а радиус атома увеличивается.

Рисунок 5: Предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

Энергия ионизации (потенциал ионизации)

Для выталкивания электрона из атома требуется энергия, достаточная для преодоления магнитного притяжения положительного заряда ядра. Следовательно, энергия ионизации (I.E. или I) - это энергия, необходимая для полного удаления электрона из газообразного атома или иона. Энергия ионизации всегда положительна.

Рисунок 6: Предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

Энергия, необходимая для удаления одного валентного электрона, - это первая энергия ионизации, вторая энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления второго валентного электрона, и так далее.- \]

Энергия ионизации увеличивается относительно высокого эффективного заряда. Наивысшую энергию ионизации имеют благородные газы, потому что все они имеют высокий эффективный заряд из-за образования октетов и требуют большого количества энергии для разрушения этой стабильной конфигурации. Наибольшее количество энергии требуется для элементов в верхнем правом углу. Кроме того, элементы в левом углу имеют низкую энергию ионизации, потому что потеря электрона позволяет им иметь конфигурацию благородного газа.Следовательно, требуется меньше энергии для удаления одного из их валентных электронов

Таблица 1 : Энергии ионизации некоторых элементов (1-й ИЭ, 2-й ИЭ и т. Д.)
Элемент 1-й 2-я 3-й 4-я 5-я 6-й 7-й
Na 496 4562
мг 738 1451 7733
Al 577 1817 2745 11580
Si 786 1577 3232 4356 16090
п. 1060 1903 2912 4957 6274 21270
S 999.6 2251 3361 4564 7013 8496 27110
Класс 1256 2297 3822 5158 6542 9362 11020
Ар 1520 2666 3931 5771 7238 8781 12000

Это энергии ионизации для трех элементов периода.Обратите внимание, как Na после во втором I.E., Mg в третьем I.E., Al в четвертом I.E. и так далее - все они имеют огромное увеличение энергии по сравнению с исходным. Это происходит потому, что текущая конфигурация была в стабильном формировании октетов; поэтому для ионизации требуется гораздо большее количество энергии.

Энергия ионизации увеличивается слева направо в течение периода и увеличивается при движении вверх по группе. Когда вы поднимаетесь на группу, энергия ионизации увеличивается, потому что меньше электронов экранирует внешние электроны от притяжения ядра.Следовательно, требуется больше энергии, чтобы вывести ядро ​​из строя и удалить электрон. Когда мы перемещаемся по периодической таблице слева направо, энергия ионизации увеличивается из-за увеличения эффективного заряда ядра. Это связано с тем, что чем больше эффективный заряд ядра, тем сильнее ядро ​​удерживает электрон и тем больше энергии требуется для высвобождения электрона.

Рис. 7: Предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

Энергия ионизации - это лишь общее правило. Бывают случаи, когда эта тенденция не подтверждается.Обычно это можно объяснить их электронной конфигурацией. Например, магний имеет более высокую энергию ионизации, чем алюминий. Магний имеет электронную конфигурацию [Ne] 3s2. Магний обладает высокой энергией ионизации, потому что он имеет заполненную 3s-орбиталь, и ему требуется большее количество энергии, чтобы забрать электрон с заполненной орбитали.

Сродство к электрону

Сродство к электрону (E.A.) - это изменение энергии, которое происходит, когда электрон присоединяется к газообразному атому. Сродство к электрону можно дополнительно определить как изменение энтальпии в результате присоединения электрона к газообразному атому.- \]

Труднее найти тенденции, описывающие сродство к электрону. Как правило, элементы в правой части таблицы Менделеева имеют большое отрицательное сродство к электрону. Сродство к электрону станет менее отрицательным по мере продвижения от вершины к основанию периодической таблицы. Однако азот, кислород и фтор не следуют этой тенденции. Электронная конфигурация благородных газов будет близка к нулю, потому что они не могут легко получить электроны.


Рисунок 8: Предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

Электроотрицательность

Электроотрицательность - это измерение атома, который борется за электроны в связи.Чем выше электроотрицательность, тем выше его способность приобретать электроны в связи. Электроотрицательность будет важна, когда мы позже определим полярные и неполярные молекулы. Электроотрицательность связана с энергией ионизации и сродством к электрону. Электроны с низкими энергиями ионизации имеют низкую электроотрицательность, поскольку их ядра не оказывают сильного притяжения на электроны. Элементы с высокой энергией ионизации имеют высокую электроотрицательность из-за сильного притяжения, оказываемого положительным ядром на отрицательные электроны.Следовательно, электроотрицательность увеличивается снизу вверх и слева направо.

Рисунок 9: Предоставлено Джессией Торнтон (UCD)

Металлический символ

Металлический знак используется для определения химических свойств металлических элементов. Как правило, металлы склонны терять электроны с образованием катионов. Неметаллы имеют тенденцию приобретать электроны с образованием анионов. Они также обладают высоким окислительным потенциалом, поэтому легко окисляются и являются сильными восстановителями. Металлы также образуют основные оксиды; чем более щелочной является оксид, тем выше металлический характер.

Рис. 10: Предоставлено Джессикой Торнтон (UCD)

По мере того, как вы перемещаетесь по таблице слева направо, металлический характер уменьшается, потому что элементы легко принимают электроны для заполнения своих оболочек. Следовательно, эти элементы принимают неметаллический характер образования анионов. По мере того, как вы продвигаетесь вверх по таблице, металлический характер уменьшается из-за большего притяжения, которое ядро ​​оказывает на внешние электроны. Это большее притяжение затрудняет потерю электронов атомами и образование катионов.

Другие тенденции

Точки плавления: Тенденции изменения температуры плавления и молекулярной массы бинарных углерод-галогеновых соединений и галогенидов водорода обусловлены межмолекулярными силами. Плавление разрушает расположение атомов в твердом теле, поэтому количество тепла, необходимое для плавления, зависит от силы притяжения между атомами. Эта сила притяжения увеличивается с увеличением количества электронов. Увеличение количества электронов увеличивает связь.

Пример: Точка плавления HF должна составлять приблизительно -145 ° C от точек плавления HCl, HBr и HI, но наблюдаемое значение составляет -83.6 ° С.

Показатели теплопроводности и электропроводности регулярно меняются в течение периода. Точки плавления могут постепенно увеличиваться или достигать пика в группе, а затем менять направление.

Пример: элементы третьего периода Na, Mg и Al являются хорошими проводниками тепла и электричества, тогда как Si - только хороший проводник, а неметаллы P, S, Cl и Ar - плохие проводники.

,

Как элементы сгруппированы в Периодической таблице?

В конце 19 века русский химик Дмитрий Менделеев опубликовал свою первую попытку сгруппировать химические элементы по их атомному весу. В то время было известно только около 60 элементов, но Менделеев понял, что, когда элементы были организованы по весу, определенные типы элементов возникали через равные промежутки времени или периоды.

Сегодня, 150 лет спустя, химики официально признают 118 элементов (после добавления четырех новичков в 2016 году) и до сих пор используют периодическую таблицу элементов Менделеева для их организации.Таблица начинается с простейшего атома, водорода, а затем упорядочиваются остальные элементы по атомному номеру, который представляет собой количество протонов, содержащихся в каждом. За некоторыми исключениями порядок элементов соответствует увеличению массы каждого атома.

В таблице семь строк и 18 столбцов. Каждая строка представляет один период; номер периода элемента показывает, сколько из его энергетических уровней содержат электроны. Натрий, например, находится в третьем периоде, что означает, что атом натрия обычно имеет электроны на первых трех энергетических уровнях.Двигаясь вниз по таблице, периоды становятся длиннее, потому что для заполнения более крупных и сложных внешних уровней требуется больше электронов.

Столбцы таблицы представляют группы или семейства элементов. Элементы в группе часто выглядят и ведут себя одинаково, потому что у них одинаковое количество электронов во внешней оболочке - лице, которое они показывают миру. Элементы группы 18, например, в крайней правой части таблицы, имеют полностью полную внешнюю оболочку и редко участвуют в химических реакциях.

Элементы обычно классифицируются как металлические или неметаллические, но разделительная линия между ними нечеткая. Металлические элементы обычно хорошо проводят электричество и тепло. Подгруппы металлов основаны на схожих характеристиках и химических свойствах этих коллекций. Согласно данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, в нашем описании периодической таблицы используются общепринятые группы элементов.

Щелочные металлы: Щелочные металлы составляют большую часть группы 1, первого столбца таблицы.Эти блестящие и достаточно мягкие, чтобы разрезать ножом, эти металлы начинаются с лития (Li) и заканчиваются францием (Fr). Они также чрезвычайно реактивны и воспламеняются или даже взрываются при контакте с водой, поэтому химики хранят их в маслах или инертных газах. Водород с одним электроном также находится в группе 1, но газ считается неметаллом.

Щелочноземельные металлы: Щелочноземельные металлы составляют 2-ю группу периодической таблицы, от бериллия (Be) до радия (Ra).Каждый из этих элементов имеет два электрона на внешнем энергетическом уровне, что делает щелочноземельные земли достаточно реактивными, поэтому их редко можно найти в природе в одиночку. Но они не так реактивны, как щелочные металлы. Их химические реакции обычно протекают медленнее и выделяют меньше тепла по сравнению с щелочными металлами.

Lanthanides: Третья группа слишком длинна, чтобы поместиться в третьем столбце, поэтому она вырывается и переворачивается боком, чтобы стать верхней строкой острова, плавающего в нижней части таблицы.Это лантаноиды, элементы с 57 по 71 - от лантана (La) до лютеция (Lu). Элементы этой группы имеют серебристо-белый цвет и тускнеют при контакте с воздухом.

Актиниды: Актиниды выстилают нижний ряд острова и включают элементы от 89, актиний (Ac) до 103, лоуренсий (Lr). Из этих элементов только торий (Th) и уран (U) встречаются на Земле в значительных количествах. Все радиоактивны. Актиниды и лантаноиды вместе образуют группу, называемую внутренними переходными металлами.

Переходные металлы: Возвращаясь к основной части таблицы, остатки групп с 3 по 12 представляют остальные переходные металлы. Твердые, но пластичные, блестящие и обладающие хорошей проводимостью, эти элементы - это то, о чем вы обычно думаете, когда слышите слово «металл». Здесь живут многие из лучших хитов металлического мира, в том числе золото, серебро, железо и платина.

Металлы после перехода: В преддверии перехода в мир неметаллов общие характеристики не разделены аккуратно по вертикальным групповым линиям.Постпереходными металлами являются алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In), таллий (Tl), олово (Sn), свинец (Pb) и висмут (Bi), и они охватывают группы с 13 по 17. Эти элементы обладают некоторыми из классических характеристик переходных металлов, но они, как правило, более мягкие и проводят хуже, чем другие переходные металлы. Во многих периодических таблицах жирным шрифтом будет выделена линия «лестницы» под диагональю, соединяющей бор с астатом. Постпереходные металлы расположены в нижнем левом углу этой линии.

Металлоиды: Металлоиды: бор (B), кремний (Si), германий (Ge), мышьяк (As), сурьма (Sb), теллур (Te) и полоний (Po). Они образуют лестницу, символизирующую постепенный переход от металлов к неметаллам. Эти элементы иногда ведут себя как полупроводники (B, Si, Ge), а не как проводники. Металлоиды также называют «полуметаллами» или «бедными металлами».

Неметаллы: Все остальное в правом верхнем углу лестницы - плюс водород (H), скрученный назад в Группе 1 - является неметаллом.К ним относятся углерод (C), азот (N), фосфор (P), кислород (O), сера (S) и селен (Se).

Галогены: Четыре верхних элемента Группы 17, от фтора (F) до астата (At), представляют собой одно из двух подмножеств неметаллов. Галогены довольно химически активны и имеют тенденцию образовывать пары со щелочными металлами с образованием различных типов солей. Например, поваренная соль на вашей кухне - это смесь щелочного металла натрия и галогенового хлора.

Благородные газы: Бесцветные, без запаха и почти полностью инертные, инертные или инертные газы завершают перечень в группе 18.Многие химики ожидают, что оганессон, один из четырех недавно названных элементов, будет обладать этими характеристиками; однако, поскольку этот элемент имеет период полураспада в миллисекундах, никто не смог проверить его напрямую. Оганессон завершает седьмой период таблицы Менделеева, поэтому, если кому-то удастся синтезировать элемент 119 (а гонка за это уже идет), он перейдет в цикл, чтобы начать восьмую строку в столбце щелочного металла.

Из-за цикличности, создаваемой периодичностью, дающей название таблице, некоторые химики предпочитают визуализировать таблицу Менделеева в виде круга.

Дополнительные ресурсы :

.

Смотрите также