Задача 777. 
Чем объяснить сходство химических свойств лантаноидов?

Химические и физические свойства элементов 

Сходство химических свойств лантаноидов 

Задача 777.
Чем объяснить сходство химических свойств лантаноидов?
Решение:
Семейство лантаноидов (или лантанидов) состоит из четырнадцати f – элементов с порядковыми номерами от 58 до 71, сходны по своим химическим и физическим свойствам друг к другу. Сходство их химических свойств можно объяснить отсутствием у атомов существенных различий в структуре внешнего и предвнешнего электронных слоёв. Характерной особенностью построения электронных оболочек атомов лантаноидов является то, что при переходе к последующему f – элементу (от Ce до Lu) новый электрон занимает место не во внешнем (n = 5), а в ещё более глубоко расположенном третьем снаружи электронном  слое (n = 4). Заполнение 5d – подуровня, начатое у лантана, возобновляется у гафния (Z = 72)  и заканчивается у ртути (Z = 80).
Электронная структура атома церия может быть представлена формулой:

₊₅₈Сe1s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f²5s²5p⁶5s²

Далее у каждого последующего лантаноида до иттербия (Z = 70) происходит заполнение f–подуровня очередным электроном, а у атома лютеция (Z = 71) появляется электрон на 5d-подуровне.

Свойства молибдена

Задача 778. 
С каким элементом более сходен молибден по свойствам с селеном или с хромом? Чем это объясняется?
Решение:
Наружный электронный слой атома молибдена содержит один s – электрон, атом хрома тоже содержит один s – электрон на наружном электронном слое, а у атома селена содержится шесть электронов (два s – и четыре р – электрона). Содержание по одному электро-ну на внешнем электронном уровне у атомов молибдена и хрома, естественно, сходство их свойств (металлические свойства) и отличие этих элементов от элементов главной подгруппы VI-й группы, в том числе от селена. Электронная конфигурация атомов молибдена и хрома имеет вид: …nd⁵ns¹, а атома селена: …ns²np⁴.

Максимальная степень окисления молибдена равна +6, так как, помимо наружных электронов, в образовании связей может участвовать ещё пять неспаренных электронов с 4d – подуровня, точно также проявляет себя и атом хрома. Молибден и хром образует связи, только отдавая электроны, в то время как атом селена образует связи за счёт s- и р - электронов. К тому же атом селена может проявлять степень окисления -2, т.е. проявляет себя как типичный неметалл.

Свойства свинца и олова

Задача 779.
 Исходя из положения элементов в периодической системе, определить: а) у какого из гидроксидов — Sn(OH)₂ или РЬ(ОН)₂ более выражены основные свойства; б) какая из солей гидролизуется в большей степени: станнат натрия или плюмбат натрия; в) какой из оксидов является более сильным окислителем: SnO₂ или РЬО₂?
Решение:
а) Исходя из положения элементов в периодической системе, более выражены основные свойства у Pb(OH)₂, чем у Sn(OH)₂, так как в группах с ростом зарядов ядра атомов кислотные свойства гидроксидов уменьшается, а основные – усиливаются. Pb(OH)₂, и Sn(OH)₂ – амфотерные гидроксиды, но основные свойства более выражены у Pb(OH)₂, чем у Sn(OH)₂. 

б) Так как в группах с ростом заряда атомных ядер кислотные свойства гидроксидов уменьшаются, то кислота H₂PbO₃ будет слабее кислоты H₂SnO₃, поэтому плюмбат натрия гидролизуется в большей степени, чем станат натрия. Гидролиз Na₂PbO₃, как соли сильного основания и слабой кислоты протекает по аниону:

PbO₃^2- + H₂O ↔ HPbO₃^- + HO^-

или в молекулярной форме:

Na₂PbO₃ + H₂O ↔ NaHPO₃ + NaOH

в) В группах с ростом зарядов атомов элементов окислительные свойства оксидов и гидроксидов уменьшаются, поэтому SnO₂ более сильный окислитель, чем PbO₂. 

Химические свойствыа франция

Задача 780. Какими химическими свойствами обладает искусственно полученный элемент с порядковым номером 87? С каким из элементов периодической системы он наиболее сходен?
Решение:
Искусственно полученный элемент с порядковым номером 87 (франций) на внешнем электронном слое имеет один электрон (7s¹). Имея на внешнем электронном слое только один электрон, находящийся на сравнительно большом удалении от ядра. Атом этого элемента довольно легко отдаёт свой единственный валентный электрон, т.е. характеризуется низкой энергией ионизации (I = 0,280 эВ). Образующийся  при этом однозарядный ион имеет устойчивую электронную структуру благородного газа (атома радона). Лёгкость отдачи внешнего электрона характеризует этот элемент как наиболее типичный представитель металлов. Подобное строение имеют щелочные металлы, из которых наиболее сходен с францием цезий.