§49. Классификация химических элементов

1. Что такое классификация?

Классификация химических веществ – разделение их по определенным группам (классам) на основании каких-либо общих свойств и признаков.
Так, например, классификация неорганических веществ (химических соединений) – разделение их на классы, такие как окиды, гидроксиды, кислоты, соли. Классы делят на группы (например оксиды могут быть основными, кислотными или амфотерными).

2. На основании каких признаков вещество можно отнести к металлам?

Металлы имеют ряд объединяющих признаков :  не считая общих физических свойств (металлический блеск, ковкость, пластичность, электропроводность, теплопроводность и т.д.) металлы проявляют сильные восстановительные свойства; имеют от одного до трех электронов на внешнем энергетическом уровне; образуют основные соединения :  основные оксиды, соответствующие им гидроксиды, способные реагировать с кислотными оксидами и кислотами.

3. Вспомните, какими химическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды элементов цинка и алюминия. Напишите соответствующие уравнения химических реакций.

При сплавлении :  Zn(OH)₂ + 2NaOH  =  Na₂ZnO₂ + 2H₂O
Al₂O₃ + 6HCl  =  2AlCl₃ + 3H₂O
Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O  =  2Na[Al(OH)₄]
Al(OH)₃ + 3HCl  =  AlCl₃ + 3H₂O
Al(OH)₃ + NaOH  =  Na[Al(OH)4]
При сплавлении :  Al(OH)₃ + NaOH  =  NaAlO₂ + 2H₂O

4. Приведите примеры, подтверждающие, что химические элементы можно распределить по отдельным группам.

Химические элементы можно распределить по определенным группам по схожести их химических свойств.
Например, по характеру взаимодействия металла с водой можно выделить семейство щелочных металлов :

Элементы семейства щелочноземельных элементов образуют оксиды, которые взаимодействуют с водой с образованием щелочной среды :
RO + H₂O  =  R(OH)₂
Где R – щелочноземельный металл
Галогены образуют бинарные соли при взаимодействии с металлами, поэтому они тоже выделяются как отдельная группа :
2Na + Cl₂  =  2NaCl
2K + Br2  =  2KBr

5. Химический элемент галлий Ga сходен с элементом алюминием Аl, а селен Se — с серой S. Напишите формулы оксидов, гидроксидов солей, в состав которых входят эти элементы. Составьте уравнения реакций, характеризующих химические свойства соответствующих соединений.

Ga₂O₃ – оксид галлия (III).

Реагирует с оксидами щелочных металлов:
Ga₂O₃ + Na₂O   ^t ⟶ 2NaGaO₂

Реагирует с кислотными оксидами:
Ga₂O₃ + 3SO₃ ⟶ Ga₂(SO₄)₃

Реагирует с щелочами:
Ga₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O ⟶ 2Na[Ga(OH)₄]

Реагирует с кислотами:
Ga₂O₃ + 6HCl ⟶ 2GaCl₃ + 3H₂O

Ga(OH)₃ – гидроксид галлия (III).

Реагирует с щелочами:
Ga(OH)₃ + NaOH ⟶ NaGaO₂ + H₂O
Ga(OH)₃ + NaOH   ^{t (сплавл.)} ⟶ Na[Ga(OH)₄]

Реагирует с кислотами:
Ga(OH)₃ + 3HCl ⟶ GaCl₃ + 3H₂O

SeO₂ – оксид селена (IV).

Реагирует с водой:
SeO₂ + H₂O ⟶ H₂SeO₃

Реагирует с основными оксидами:
SeO₂ + Na₂O ⟶ Na₂SeO₃

Реагирует с основаниями:
SeO₂ + 2NaOH ⟶ Na₂SeO₃ + H₂O

H₂SeO₃ – селенистая кислота.

Реагирует с основными оксидами:
H₂SeO₃ + Na₂O ⟶ Na₂SeO₃ + H₂O

Реагирует с щелочами:
H₂SeO₃ + 2NaOH ⟶ Na₂SeO₃ + 2H₂O

SeO₃ – оксид селена (VI).

Реагирует с водой:
SeO₃ + H₂O ⟶ H₂SeO₄

Реагирует с основными оксидами:
SeO₃ + Na₂O ⟶ Na₂SeO₄

Реагирует с основаниями:
SeO₃ + 2NaOH ⟶ Na₂SeO₄ + H₂O

H₂SeO₄ – селеновая кислота.

Реагирует с основными оксидами:
H₂SeO₄ + Na₂O ⟶ Na₂SeO₄ + H₂O

Реагирует с щелочами:
H₂SeO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SeO₄ + 2H₂O

6.  В некоторых ядерных реакторах жидкий натрий используют в качестве теплоносителя – вещества, переносящего тепло, вырабатываемое реактором. В чём опасность для окружающей среды такого использования натрия? Для ответа на этот вопрос воспользуйтесь Интернетом или дополнительной литературой.

Использование натрия в качестве теплоносителя в ядерных реакторах, является опасным для окружающей среды, т. к. данный металл обладают большой химической активностью, так при контакте с водой реакция может протекать со взрывом, что может перевести к разрушению реактора, и выбросу радиоактивных изотопов в атмосферу и окружающее пространство.

Тест

1. К металлическим свойствам не относят
1) твёрдость
2) ковкость
3) металлический блеск
4) газообразное состояние при нормальных условиях
При нормальных условиях большинство металлов – твердые блестящие ковкие вещества.
Правильный ответ 4.

2. Только щелочные металлы указаны в ряду
1) Li, Ва, Na, К
2) Li, Na, К, Rb
3) К, Са, Ва, Rb
4) Li, Na, Sr, Ca
Щелочные металлы – металлы I группы главной подгруппы таблицы Менделеева.
Правильный ответ 2.

3. Установите соответствие между общей формулой высших оксидов и молекулярной формулой вещества.
1) R2O А.SO₃
2) RO Б.K₂O
3) RO₂ В.СаО
4) RO₃ Г.SiO,
Правильный ответ 1-Б, 2-В, 3-Г, 4-А.