"Химия. 9 класс". О.С. Габриелян

Характеристика химических элементов на примере фосфора, калия и магния

Вопрос 1.
а) Характеристика фосфора.
1. Фосфор — (лат. Phosphorus), Р, химический элемент V группы периодической системы Менделеева, атомный номер 15, Z = 15, атомная масса 30,97376. Атом фосфора содержит в ядре 15 протонов, 16 нейтронов и 15 электронов: 
Атомы фосфора проявляют как окислительные свойства (принимают недостающие для завершения внешнего уровня три электрона, проявляя при этом степень окисления -3, например, в соединениях с менее электроотрицательными элементами — металлами, водородом и тп.) так и восстановительные свойства (отдают 3 или 5 электронов более электроотрицательным элементам — кислороду, галогенам и т.п., приобретая при этом степени окисления +3 и +5.).
Фосфор менее сильный окислитель, чем азот, но более сильный, чем мышьяк, что связано с ростом радиусов атомов от азота к мышьяку. По этой же причине восстановительные свойства, наоборот, усиливаются.
2. Фосфор — простое вещество, типичный неметалл. Фосфору свойственно явление аллотропии. Существуют аллотропные модификации фосфора такие, как белый, красный и черный фосфор, которые обладают разными химическими и физическими свойствами.
3. Неметаллические свойства фосфора выражены слабее, чем у азота, но сильнее, чем у мышьяка (соседние элементы в группе).
4. Неметаллические свойства фосфора выражены сильнее, чем у кремния, но слабее, чем у серы (соседние элементы в периоде).
5. Высший оксид фосфора имеет формулу Р₂О₅. Это кислотный оксид. Он проявляет все типичные свойства кислотных оксидов. Так, например, при взаимодействии его с водой получается фосфорная кислота Н₃РО₄:

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄.

При взаимодействии Р₂О₅ с основными оксидами и основаниями он дает соли:

Р₂О₅ + 3CaO = Ca₃(PO₄)₂;
Р₂О₅ + 6NaOH = 2Na₃PO₄ + 3Н₂О.

6. Высший гидроксид фосфора — фосфорная кислота Н₃РО₄, проявляет все типичные свойства кислот:
взаимодействие с основаниями и основными оксидами:

Н₃РО₄ + 3KOH = 2K₃PO₄ + 3Н₂О.
2Н₃РО₄ + 3CaO = Ca₃(PO₄)₂ + 3Н₂О.

7. Фосфор образует летучее соединение Н₃Р - фосфин.
б) Характеристика калия.
1. Калий имеет порядковый номер 19, Z = 19 и Аr(К) = 39. Соответственно заряд ядра его атома +19 равен числу протонов. Следовательно, число нейтронов в ядре равно 20. Число электронов, содержащихся в атоме калия, равно 19.
Элемент калий находится в четвертом периоде периодической системы, значит, все электроны располагаются на четырех энергетических уровнях. Таким образом, строение атома калия записывается так:  
Исходя из строения атома, можно предсказать степень окисления калия в его соединениях. Так как в химических реакциях атом калия отдает один внешний электрон, проявляя восстановительные свойства, следовательно, он приобретает степень окисления +1. Восстановительные свойства у калия выражены сильнее, чем у натрия, но слабее, чем у рубидия, что связано с ростом радиусов от Na к Rb.
2. Калий - простое вещество, для него характерна металлическая кристаллическая решетка и металлическая химическая связь, а отсюда — и все типичные для металлов свойства.
З. Металлические свойства у калия выражены сильнее, чем у натрия, но слабее, чем у рубидия, т.к. атом калия легче отдает электрон, чем атом натрия, но труднее, чем атом рубидия.
4. Металлические свойства у калия выражены сильнее, чем у кальция, т.к. один электрон атома калия легче оторвать, чем два электрона атома кальция.
5. Оксид калия К₂О является основным оксидом и проявляет все типичные свойства основных оксидов, взаимодействие с кислотами и кислотными оксидами:

K₂O + 2HJ = 2KJ + Н₂О;
K₂O + CO₂ = K₂CO₃.

6. В качестве гидроксида калию соответствует основание (щелочь) КОН, которое проявляет все характерные свойства оснований: взаимодействие с кислотами и кислотными оксидами:

КОН + HJ = KJ + Н₂О;
6КОН + P₂O₅ = 2K₃PO₄ + 3Н₂О.

7. Летучего водородного соединения калий не образует, а образует гидрид калия KH.

Вопрос 2.

Вопрос 3.
Магний — простое вещество, для него характерна металлическая кристаллическая решетка; он обладает металлическим блеском, электропроводностью.

Аллотропия химических элементов
 

Вопрос 4.
Аллотропия — явление существования химического элемента в виде нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам (так называемых аллотропных форм).
а) В молекулах состава S₂ реализуется ковалентно-неполярный тип связи (т.е. не происходит смещения электронной пары, образующей связь).
б) В молекулах состава Н₂S реализуется ковалентно-полярный тип связи, т.к. происходит смещение электронной пары к более электроотрицательному атому — сере (S):

Н → S ← Н

Физические свойства ромбической серы (S₂):
вещество лимонно-желтого цвета, устойчивое до t = 95,6 °С, растворяется в сероуглероде (CS₂), анилине, бензоле, феноле.
Уравнения реакций:

 Вопрос 5.
Неметаллические свойства кремния выражены слабее, чем у фосфора, но сильнее, чем у алюминия.

Вопрос 6.
а) У азота кислотные свойства выражены сильнее, чем у фосфора, т.к. в группах сверху вниз происходит усиление основных и ослабление кислотных свойств.
б) У серы кислотные свойства выражены сильнее, чем у фосфора, так как в периодах слева направо происходит усиление кислотных и ослабление основных свойств.

Вопрос 7.

Вопрос 8.

Вопрос 9.
Нет, нельзя. Прежде всего, из-за различия в степенях окисления. В оксиде сера имеет степень окисления 6+. В сернистой кислоте — 4+. Высшему оксиду SO₃ соответствует серная кислота H₂SO₄. Сернистой кислоте H₂SO₃ соответствует оксид SO₂.
Данные соответствия можно показать гидролизом оксидов:

Вопрос 10.