Главная группа в таблице менделеева: Главная и побочная подгруппа в таблице Менделеева: что это, как определить?

щелочные металлы взаимодействуют с водой, а не с солями других металлов.

Элементы IV группы в периодической таблице Менделеева

                          Антрацитовское отделение МК ГУ «ЛГМУ»

                         РЕФЕРАТ

               по химии

                              на тему: « Элементы IV группы в периодической таблице Менделеева»

                                                                                  Подготовил:

                                                                                  Студентка 1-го курса

                                                                                  Романюк Т.

                                                                                  Руководитель:

                                                                                  Лазовская Л. Д.

                                 г. Антрацит

                                                                2016г.                                                                                         

  План

1. Положение в периодической системе Менделеева и нахождение в природе.

2. История открытия.

3. Физические свойства.

4. Химические свойства.

5. Применение.

6. Знаете ли вы …

                  Положение в периодической системе Менделеева.                                    

[pic 1]

В  IV группе периодической системы Менделеева есть главная и побочная подгруппа.

К главной подгруппе (углерода) относятся C, Si – неметаллы , Ge – полуметалл, Sn, Pb – металлы.

К побочной подгруппе (титана)  относятся металлы Ti, Zr, Hf, Rf.- первые три элемента данной подгруппы находятся в природе в заметных количествах. Они относятся к тугоплавким металлам.

4 группа находится со 2 по 7 период и с 2по 10 ряд в таблице Менделеева.

Формула высших оксидов – RO2.

Формула летучих водородных соединений – Rh5.

                                   Нахождение в природе.

1. Углерод (С) –содержание углерода в земной коре 0,1% по массе. Свободный углерод находится в природе в виде алмаза и графита. Основная масса углерода в виде природных карбонатов, горючих ископаемых — антрацит, бурые угли, каменные угли, горючие сланцы, нефть, горючих природных газов, торф, а также битумы и др. В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида углерода СО2, в воздухе 0,046% СО2 по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60 раз больше. Углерод входит в состав растений и животных.

2. Кремний (Si) – Содержание кремния в земной коре составляет по разным данным 27,6—29,5% по массе. Таким образом по распространённости в земной коре кремний занимает второе место после кислорода. Концентрация в морской воде 3 мг/л. Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезёма — соединений на основе диоксида кремния

3. Титан (Ti) – один из распространенных элементов, среднее содержание его в земной коре (кларк) составляет 0,57% по массе (среди конструкционных металлов по распространенности занимает 4-е место, уступая железу, алюминию и магнию). Больше всего титана в основных породах так называемых ” базальтовой оболочки” (0,9%), меньше в породах ” гранитной оболочки” (0,23%) и еще меньше в ультраосновных породах (0,03%) и др. К горным породам, обогащенным Титаном, относятся пегматиты основных пород, щелочные породы, сиениты и связанные с ними пегматиты и другие. Известно 67 минералов титана, в основном магматического происхождения; важнейшие – рутил и ильменит.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ТЕСТ “ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА Д.

1 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Ряд химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева,

начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся инертным газом, называется:

1) группой 2) подгруппой 3) периодом 4) периодическим законом

2. В IV периоде главной подгруппы (А) V группы находится элемент с порядковым номером:

1) 33 2) 23 3) 50 4) 75

3. Общим для элементов подгруппы II группы является:

1) число электронных слоев 2) высшая валентность

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер

4. Номер периода периодической таблицы определяет:

1) высшую валентность атома 2) число электронов в атоме

3) число протонов в ядре 4) число электронных слоев в атоме

5. Изотопы хлора ³⁵CI и ³⁷CI различаются

6. Указать распределение электронов в атоме магния:

1) +12 Mg )₂ )₈ )₂ 2) +12Mg )₂ )₂ 3) +12Mg )₂ )₈ )₄ 4) +12Mg )₂ )₈

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) водорода 2) магния 3) кальция 4) калия

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) хлора 2) серы 3) кремния 4) кальция

9. Заряд ядра атома натрия: 1) +1 2) +3 3) +23 4) +11

10. Число нейтронов в атоме изотопа фосфора ³¹Р: 1) 5 2) 15 3) 16 4) 31

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением в Периодической системе. ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) Fe а) IV период, VII группа, главная (А) подгруппа

2) F б) IV период, VII группа, побочная (Б) подгруппа

3) Mn в) II период, VII группа, главная (А) подгруппа

4) Br г) IV период, VIII группа, побочная (Б) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ, ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 3 а) S^2-

2) 2, 8, 8 б) Ne

3) 2, 8 в) AI

4) 2, 5 г) N

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 37, в ядре атома

которого находится 20 протонов. Ответ: _____

2 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Элементы с одинаковой высшей валентностью и сходными свойствами образуют:

1) группу 2) подгруппу 3) ряд 4) период

2. В IV периоде побочной подгруппы (Б) VI группы находится элемент с

порядковым номером: 1) 34 2) 32 3) 24 4) 22

3. Общим в строении атомов элементов III периода является:

1) число валентных электронов 2) число электронных слоев

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер атомов

4. Номер группы в периодической таблице равен:

1) высшей валентности атома 2) числу электронов в атоме

3) числу протонов в ядре 4) числу электронных слоев

5. Атомы изотопов углерода ¹²С и ¹³С различаются числом:

1) нейтронов 2) электронов 3) протонов 4) электронов на внешнем слое

6. Указать распределение электронов в атоме серы:

1) +16 S )₂ )₈ )₈ 2) +16 S )₂ )₈ )₆ 3) +16 S )₂ )₈ )₄ 4) +16 S )₂ )₈ )₃

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) бор 2) магния 3) бериллий 4) алюминий

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) хлора 2) фтор 3) бром 4) марганец

9. Заряд ядра атома фосфора: 1) +3 2) +5 3) +15 4) +31

10. Число нейтронов в атоме изотопа кислорода ¹⁸О: 1) 6 2) 8 3) 10 4) 16

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением

в Периодической системе.

ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) Cu а) II период, V группа, главная (А) подгруппа

2) Mg б) IV период, II группа, главная (А) подгруппа

3) N в) III период, II группа, главная (А) подгруппа

4) Ca г) IV период, I группа, побочная (Б) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ, ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 4 а) AI³⁺

2) 2, 8, 8 б) Si

3) 2, 8 в) Ar

4) 2, 8, 8, 1 г) К

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 37, в ядре атома

которого находится 17 протонов. Ответ: __________

3 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Ряд химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся инертным газом, состоит из двух рядов, называется:

1) группой 2) подгруппой 3) малым периодом 4) большим периодом

2. В IV периоде побочной подгруппы (В) V группы находится элемент с

порядковым номером: 1) 33 2) 23 3) 50 4) 75

3. Общим для элементов главной подгруппы IV группы является:

1) число электронных слоев 2) высшая валентность

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер

4. Номер группы периодической таблицы определяет:

1) число электронов на последнем электронном слое 2) число электронов в атоме

3) число протонов в ядре 4) число электронных слоев в атоме

5. Изотопы цинка ⁶⁴Zn и ⁶⁶Zn различаются:

1) числом электронов 2) числом нейтронов 3) числом протонов 4) зарядом ядра атома

6. Указать распределение электронов в атоме алюминия:

1) +13 AI )₂ )₈ )₃ 2) +13AI )₂ )₂ 3) +13AI )₂ )₃ )₈ 4) +13AI )₂ )₈

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) бора 2) магния 3) алюминия 4) калия

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) кислорода 2) серы 3) фтора 4) кальция

9. Заряд ядра атома лития: 1) +1 2) +3 3) +23 4) +11

10. Число нейтронов в атоме изотопа цинка ⁶⁵Zn: 1) 25 2) 35 3) 16 4) 31

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением

в Периодической системе.

ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) S а) III период, IV группа, главная (А) подгруппа

2) Cr б) IV период, VI группа, главная (А) подгруппа

3) Se в) IVпериод, VI группа, побочная (Б) подгруппа

4) Si г) III период, VI группа, главная (А) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ, ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 5 а) S^4-

2) 2, 8, 2 б) Ar

3) 2, 8,8 в) P

4) 2, 6 г) O

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 80, в ядре атома

которого находится 34 протонов. Ответ: _______________

4 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Химические элементы, проявляют типичные металлические свойства, располагаются:

1) в 1-3 группе 2) в одной подгруппе 3) в четных рядах 4) в одном периоде

2. В IV периоде главной подгруппы (А) VII группы находится элемент с порядковым номером:

1) 17 2) 32 3) 35 4) 26

3. Общим в строении атомов элементов III периода является:

1) число валентных электронов 2) число электронных слоев

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер атомов

4. Номер II группы в периодической таблице равен:

1) высшей валентности атома 2) числу электронов в атоме

3) числу протонов в ядре 4) числу электронных слоев

5. Атомы изотопов селена ⁷⁸Se и ⁸⁰Se различаются числом:

1) нейтронов 2) электронов 3) протонов 4) электронов на внешнем слое

6. Указать распределение электронов в атоме фосфора:

1) +15 Р )₂ )₈ )₈ 2) +15 Р )₂ )₈ )₅ 3) +31 Р )₂ )₈ )₅ 4) +15 S )₂ )₈ )₈

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) кислород 2) сера 3) натрий 4) калий

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) алюминий 2) кремний 3) фосфор 4) кальций

9. Заря ядра атома бора: 1) +3 2) +5 3) +11 4) +12

10. Число нейтронов в атоме изотопа кислорода ¹⁷О: 1) 6 2) 9 3) 8 4) 18

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением

в Периодической системе.

ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) Mn а) III период, V группа, главная (А) подгруппа

2) Mg б) IV период, II группа, главная (А) подгруппа

3) P в) III период, II группа, главная (А) подгруппа

4) Ca г) IV период, VII группа, побочная (Б) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 4 а) Mg²⁺

2) 2, 8, 8 б) Si

3) 2, 8 в) Ar

4) 2, 8, 8, 1 г) К

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 23, в ядре атома

которого находится 11 протонов. Ответ: ________________

5 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Ряд химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева,

начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся щелочным металлом, называется:

1) группой 2) подгруппой 3) периодом 4) периодическим законом

2. В V периоде главной подгруппы (А) I группы находится элемент с порядковым номером:

1) 33 2) 23 3) 47 4) 37

3. Общим для элементов подгруппы III группы является:

1) число электронных слоев 2) высшая валентность

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер

4. Номер периода периодической таблицы определяет:

1) высшую валентность атома 2) число электронов в атоме

3) число протонов в ядре 4) число электронных слоев в атоме

5. Изотопы меди ⁶³Cu и ⁶⁵Cu различаются

1) числом электронов 2) числом нейтронов 3) числом протонов 4) зарядом ядра атома

6. Указать распределение электронов в атоме натрия:

1) +11 Na )₂ )₈ )₂ 2) +11 Na )₈ )₃ 3) +11 Na )₂ )₈ )₁ 4) +16 Na )₈ )₈

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) хлора 2) магния 3) лития 4) калия

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) хлора 2) серы 3) кремния 4) кальция

9. Заряд ядра атома натрия: 1) +1 2) +3 3) +23 4) +11

10. Число нейтронов в атоме изотопа фосфора ³¹Р: 1) 5 2) 15 3) 16 4) 31

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением

в Периодической системе.

ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) Co а) V период, VII группа, главная (А) подгруппа

2) F б) IV период, VII группа, побочная (Б) подгруппа

3) Mn в) II период, VII группа, главная (А) подгруппа

4) I г) IV период, VIII группа, побочная (Б) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 3 а) S⁶⁺

2) 2, 8, 18, 8 б) Kr

3) 2, 8 в) AI

4) 2, 5 г) N

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 120, в ядре атома которого находится

50 протонов. Ответ: ______________________

6 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Элементы с одинаковой высшей валентностью и сходными свойствами образуют:

1) группу 2) подгруппу 3) ряд 4) период

2. В IV периоде побочной главной (А) I группы находится элемент с порядковым номером:

1) 19 2) 29 3) 39 4) 64

3. Общим в строении атомов элементов I периода является:

1) число валентных электронов 2) число электронных слоев

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер атомов

4. Номер группы в периодической таблице равен:

1) высшей валентности атома 2) числу электронов в атоме

3) числу протонов в ядре 4) числу электронных слоев

5. Атомы изотопов олова ¹²⁰ Sn и ¹²² Sn различаются числом:

1) нейтронов 2) электронов 3) протонов 4) электронов на внешнем слое

6. Указать распределение электронов в атоме кремния:

1) +14 Si )₂ )₈ )₄ 2) +14 Si )₂ )₇ )₅ 3) +14 Si )₂ )₈ )₁ 4) +14 Si )₂ )₈ )₃

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) азот 2) фосфор 3) бериллий 4) алюминий

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) хлора 2) азот 3) бром 4) железо

9. Заряд ядра атома олова: 1) +35 2) +50 3) +55 4) +31

10. Число нейтронов в атоме изотопа кислорода ¹⁸О: 1) 6 2) 8 3) 10 4) 16

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением

в Периодической системе.

ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) Мо а) II период, VI группа, главная (А) подгруппа

2) Sr б) IV период, II группа, главная (А) подгруппа

3) О в) Vпериод, I группа, главная (А) подгруппа

4) К г) V период, VI группа, побочная (Б) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ, ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 4 а) AI³⁺

2) 2, 8, 8 б) Si

3) 2, 8 в) Ar

4) 2, 8, 8, 1 г) К

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 37, в ядре атома

которого находится 17 протонов. Ответ: ____________________________

7 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Ряд химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся инертным газом, состоит из двух рядов, называется:

1) группой 2) подгруппой 3) малым периодом 4) большим периодом

2. В IV периоде побочной подгруппы (В) V группы находится элемент с

порядковым номером: 1) 33 2) 23 3) 50 4) 75

3. Общим для элементов главной подгруппы IV группы является:

1) число электронных слоев 2) высшая валентность

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер

4. Номер группы периодической таблицы определяет:

1) число электронов на последнем электронном слое 2) число электронов в атоме

3) число протонов в ядре 4) число электронных слоев в атоме

5. Изотопы цинка ⁶⁴Zn и ⁶⁶Zn различаются:

1) числом электронов 2) числом нейтронов 3) числом протонов 4) зарядом ядра атома

6. Указать распределение электронов в атоме алюминия:

1) +13 AI )₂ )₈ )₃ 2) +13AI )₂ )₂ 3) +13AI )₂ )₃ )₈ 4) +13AI )₂ )₈

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) бора 2) магния 3) алюминия 4) калия

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) кислорода 2) серы 3) фтора 4) кальция

9. Заряд ядра атома лития: 1) +1 2) +3 3) +23 4) +11

10. Число нейтронов в атоме изотопа цинка ⁶⁵Zn: 1) 25 2) 35 3) 16 4)31

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением

в Периодической системе.

ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) S а) III период, IV группа, главная (А) подгруппа

2) Cr б) IV период, VI группа, главная (А) подгруппа

3) Se в) IVпериод, VI группа, побочная (Б) подгруппа

4) Si г) III период, VI группа, главная (А) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ, ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 5 а) S^4-

2) 2, 8, 2 б) Ar

3) 2, 8,8 в) P

4) 2, 6 г) O

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 80, в ядре атома которого находится 34 протонов. Ответ: ____________________________

8 вариант Периодический закон Д.И. Менделеева Тематический тест

1. Химические элементы, проявляют типичные металлические свойства, располагаются:

1) в 1-3 группе 2) в одной подгруппе 3) в четных рядах 4) в одном периоде

2. В IV периоде главной подгруппы (А) VII группы находится элемент с порядковым номером:

1) 17 2) 32 3) 35 4) 25

3. Общим в строении атомов элементов II периода является:

1) число валентных электронов 2) число электронных слоев

3) число электронов в атоме 4) величина зарядов ядер атомов

4. Номер II группы в периодической таблице равен:

1) высшей валентности атома 2) числу электронов в атоме

3) числу протонов в ядре 4) числу электронных слоев

5. Атомы изотопов селена ⁷⁸Se и ⁸⁰Se различаются числом:

1) нейтронов 2) электронов 3) протонов 4) электронов на внешнем слое

6. Указать распределение электронов в атоме фосфора:

1) +15 Р )₂ )₈ )₈ 2) +15 Р )₂ )₈ )₅ 3) +31 Р )₂ )₈ )₅ 4) +15 S )₂ )₈ )₈

7. Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента:

1) кислород 2) сера 3) натрий 4) калий

8. Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у элемента:

1) алюминий 2) кремний 3) фосфор 4) кальций

9. Заряд ядра атома бора: 1) +3 2) +5 3) +11 4) +12

10. Число нейтронов в атоме изотопа кислорода ¹⁷О: 1) 6 2) 9 3) 8 4) 18

11. Установить соответствие между химическим элементом и его положением

в Периодической системе.

ЭЛЕМЕНТ ПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

1) Cr а) II период, V группа, главная (А) подгруппа

2) Mg б) IV период, II группа, главная (А) подгруппа

3) N в) III период, II группа, главная (А) подгруппа

4) Ca г) IV период, VI группа, побочная (Б) подгруппа

12. Установить соответствие между распределением электронов по энергетическим уровням

и формулами химических частиц:

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ, ЧАСТИЦ

ЭЛЕКТРОНОВ ПО УРОВНЯМ

1) 2, 8, 4 а) Mg²⁺

2) 2, 8, 8 б) Si

3) 2, 8 в) Ar

4) 2, 8, 8, 1 г) К

13. Записать название изотопа элемента с массовым числом 23, в ядре атома

которого находится 11 протонов. Ответ: _______________

Внеклассное мероприятие

Целевая аудитория: Материал занятия уместно будет использовать и на уроках повторения  и обобщения знаний по предмету химия 8-9 классов.

 Имеется презентация к  занятию.

Эпиграф к занятию: «Чтобы познать невидимое, смотри внимательно на видимое» (Древняя мудрость).

Цель мероприятия: обобщение, углубление и систематизация имеющихся знаний по химии, биологии и экологии , формирование интереса к предметам. умение формулировать и высказывать свои мысли, применять свои знания на практике; воспитывать чувство ответственности за результаты коллективной работы.

Задачи мероприятия:

-оживить  процесс приобретения знаний;

–  формировать  УУД;

– поддерживать направления гуманизации;

– помогают сохранять  и развивать индивидуальность человека, его черты  личности;

– интеллектуально развивать ребят;

– вырабатывать  самостоятельность детей;

-развивать познавательный интерес к химии;

-установить метапредметные связи знаний по химии с другими науками;

– развивать  творчество.

Время: 60 мин.

Форма занятия:  игра (закрепления и развития УУД)

Используемые технологии: игровые и методика АМО (активных методов обучения).

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, проектор, экран.

Условия игры: участвуют 3-4  команды обучающихся 8 класса. Каждая команда следует по станциям по маршрутному листу, в котором отмечается количество баллов, набранных в ходе работы. Коллективное обсуждение дает возможность найти правильный ответ. Нужно обязательно показать, озвучить правильный ответ, чтобы новые знания не были потеряны для ребенка.  В конце игры жюри подводит итоги.

Этапы игры:

1. Интрига (цель-замотивировать учащихся).
2. Каждая команда проходит все этапы (цель – развитие различных компетенций ребенка)
3. Команды оформляют результаты и защищают их.

Ожидаемые результаты: применяемые на занятии  активные методы обучения  существенно повысят мотивацию работы обучающихся, продуктивность учебной деятельности, позволят провести  эффективную работу класса, дети сумеют  раскрыть свои способности, «раскрепостить»  мышление.

Ход мероприятия:

Определяем тему занятия:

«В   местном  отделении связи оказалось письмо.  Оно было написано чернилами и случайно попало под дождь.  Куда : 3 период, V  группа, главная подгруппа.  Химическому элементу…и далее размыто. Можно ли определить,  кому адресовано послание?

Вопрос: – Что является отображением закона Д.И. Менделеева? 

– Ребята,  а таблицу элементов  надо знать наизусть?

 Будем применять принцип: «Понимание вместо запоминания»!

Командам выдается лист движения и маршрут движения (приложение1)

1 станция (литературная) – время-10мин.

1) преобразовать текст в логическую цепочку.

Известно элементов больше ста. К тому же  Таблица Менделеева, проста.
Каковы ж её границы? Число периодов в нёй семь, Они известны почти всем,
Групп в таблице ровно восемь,  Это всех запомнить просим!

2)Определить координаты нахождения химических элементов.

 2 станция (русский язык) время-5мин.

 Используя таблицу Менделеева, дайте ответ на предложенные загадки. Для этого символы химических элементов запишите в строчку и в той же последовательности, в которой они упоминаются в загадке. Правильно записанные символы элементов помогут вам составить искомое слово и прочитать его по-русски.

3 станция (математическая) время-5мин.- Определите число протонов нейтронов и электронов для элементов Al; Na; S

Физкультминутка- 2 мин.

4 станция (иностранных языков, астрономии) время-7 мин. – работа с заимствованными  словами

5 станция (биологическая) время-7мин. –  умение работать с таблицами. Определить  какой продукт нужно употреблять в пищу, чтобы пополнить суточную дозу   калия детям

 6 станция (химическая) время-10мин.– провести эксперимент.

Соблюдаем ТБ.

Калий. Элемент калий содержится в сухофруктах, поэтому людям, страдающим сердечной недостаточностью рекомендуется употреблять в пищу курагу, инжир, чернослив, изюм. Качественной реакцией на содержание катионов калия в продуктах питания может служить окрашивание пламени. При внесении в пламя спиртовки кусочка кураги на медной проволоке мы наблюдаем окрашивание пламени в характерный фиолетовый цвет, что свидетельствует о наличии катионов калия в исследуемом продукте.

7 станция (последняя-шуточная) время-7мин.- этап рефлексии.

1. Какой элемент радуется ? (Радон) 
   2. Этот газ утверждает, что он ни при чем? (Неон) 
   3. Какой элемент является экосистемой? (Бор) 
   4. В названии химического элемента два животных.(Мышьяк) 
   5.  Этот элемент без постоянной прописки в ПС? (Водород)
2. Эти химические элементы легко превратить в название веселого зрелища? (Цирконий – цирк, цинк – цирк) 
   7. Названия этих элементов напоминают знакомые деревья? (Никель, дубний)
3.  Что ты чувствуешь сейчас? Какое настроение у тебя? (“Yes”- “No”)

8 станция (отчетная) время-7мин.

Сдаются листы  движения групп. Подводятся итоги мероприятия

Список литературы.

1.Дидактические материалы. «Изучаем химию» О.С. Габриелян , Т.В. Смирнова. Москва «Блик и Ко» 2000.

2. Материал из Википедии — свободной энциклопедии

3.Внеклассная работа по химии. Т.Е. Енякова. Дрофа 2004

4. http://biofile.ru/bio/19356.html

Приложение 1

 Лист движения.

Эпиграф к занятию: «Чтобы познать невидимое, смотри внимательно на видимое» (Древняя мудрость).

Руководитель группы_____________________________________

Маршрут движения.

1 станция (литературная) –

1) преобразовать текст в логическую цепочку.

Известно элементов больше ста. К тому же  Таблица Менделеева, проста.
Каковы ж её границы,
Число периодов в нёй семь,
Они известны почти всем,
Групп в таблице ровно восемь,
Это всех запомнить просим!

2)Определить координаты нахождения химических элементов. Записать в лист движения.

 2 станция (русский язык) – Используя таблицу Менделеева, дайте ответ на предложенные загадки. Для этого символы химических элементов запишите в строчку и в той же последовательности, в которой они упоминаются в загадке. Правильно записанные символы элементов помогут вам составить искомое слово и прочитать его по-русски.

3 станция (математическая) – Определите число протонов нейтронов и электронов для элементов

4 станция (иностранных языков, астрономии) ( Материал из Википедии)

В качестве символов по предложению шведского химика Й. Берцелиуса были приняты в большинстве случаев начальные буквы латинских названий химических элементов. Так, водород (латинское название Hydrogenium — гидрогениум) обозначают буквой Н (читают «аш»), кислород (латинское название Oxygeniит — оксигениум) — буквой О (читают «о»), углерод (латинское название Carboneum — карбонеум) — буквой С (читают «цэ»).На букву С начинаются латинские названия ещё нескольких химических элементов: кальция (Calcium), меди (Cuprum), кобальта (Cobaltum) и др. Чтобы их различить, И. Берцелиус предложил к начальной букве .Химический знак кальция записывают символом Са -(читают «кальций»), а  меди — Си (читают «купрум»), кобальта — Со (читают «кобальт»).   В названиях химических элементов отражены важнейшие свойства элементов. Например: водород — рождающий воду, кислород — рождающий кислоты, фосфор — несущий свет.  Многие  названы в честь небесных тел или планет Солнечной системы:— селен и теллур (от греч. Селена — Луна и Теллурис — Земля), уран, нептуний, плутоний. Отдельные названия заимствованы из мифологии. Например, тантал. Так звали любимого сына Зевса. За преступления перед богами Тантал был сурово наказан. Он стоял по горло в воде, и над ним свисали ветви с сочными, ароматными плодами. Однако едва он хотел напиться, как вода утекала от него, едва желал утолить голод и протягивал руку к плодам — ветви отклонялись в сторону. Пытаясь выделить тантал из руд, химики испытали не меньше мучений. Некоторые элементы были названы в честь различных государств или частей света. Это –  германий , галлий (Галлия — старинное название Франции), полоний (в честь Польши), скандий (в честь Скандинавии), франций, рутений (Рутения — латинское название России), европий и америций. Вот элементы, названные в честь городов: гафний (в честь Копенгагена), лютеций (в старину Париж называли Лютеций), берклий (в честь города Беркли в США), иттрий, тербий, эрбий, иттербий (названия этих элементов происходят от Иттерби — маленького города в Швеции, где впервые был обнаружен минерал, содержащий эти элементы), дубний. Наконец, в названиях элементов увековечены имена великих учёных: кюрий, фермий, эйнштейний, менделевий, лоуренсий.

Физкультминутка- 2 мин. Магия чисел. Как эти числа связаны с  кислородом? 16  6  8   2   -2 

5 станция (биологическая) –  умение работать с таблицами. Определить  какой продукт нужно употреблять в пищу, чтобы пополнить суточную дозу   калия детям.

 6 станция (химическая)- провести эксперимент. Калий. Элемент калий содержится в сухофруктах, поэтому людям, страдающим сердечной недостаточностью рекомендуется употреблять в пищу курагу, инжир, чернослив, изюм. Качественной реакцией на содержание катионов калия в продуктах питания может служить окрашивание пламени. При внесении в пламя спиртовки кусочка кураги на медной проволоке мы наблюдаем окрашивание пламени в характерный …….. цвет, что свидетельствует о наличии катионов калия в исследуемом продукте.

7 станция (последняя-шуточная)- этап рефлексии.

1. Какой элемент радуется ?
   2. Этот газ утверждает, что он ни при чем?
   3. Какой элемент является экосистемой?
   4. В названии химического элемента два животных.
   5.  Этот элемент без постоянной прописки в ПС?
2. Эти химические элементы легко превратить в название веселого зрелища?
   7. Названия этих элементов напоминают знакомые деревья? (Никель, дубний)
3.  Что ты чувствуешь сейчас? Какое настроение у тебя? (“Yes”- “No”)

8 станция (отчетная)

Сдаются маршрутные листы групп. Подводятся итоги мероприятия.

Переходные металлы в сравнении с элементами основной группы: свойства и различия — видео и расшифровка урока

Элементы основной группы

Элементы основной группы являются самыми распространенными элементами не только на Земле, но и во всей Вселенной. По этой причине их иногда называют «репрезентативными элементами». Элементы главной группы находятся в s- и p-блоках , а это означает, что их электронные конфигурации заканчиваются на s или p .Помните, что s- и p-блоки отвечают за обеспечение валентных электронов, тех сверхважных электронов, которые участвуют в химической связи. Как электронные конфигурации, так и количество валентных электронов очень предсказуемы, когда мы перемещаемся по основным элементам группы. В группу 1 входят элементы с одним валентным электроном, в группу 2 — элементы с двумя, в группу 13 — элементы с тремя валентными электронами и так далее до группы 18 — с восемью валентными электронами.

Давайте используем натрий в качестве примера химической предсказуемости основных элементов группы. Натрий, имеющий один валентный электрон, почти всегда будет существовать в одной из двух форм: в нестабильной, электрически нейтральной металлической форме (с одним валентным электроном) или в стабильной, положительно заряженной ионной форме (без этого одного валентного электрона). ). Вот и все. Всего две формы натрия. Эта предсказуемость количества валентных электронов создает предсказуемость химических связей — за что вы будете очень благодарны позже. Кому не нравится немного последовательности в химии?

Если не считать предсказуемости связи и их большого количества, эти элементы очень сильно отличаются друг от друга. Поскольку элементы основной группы состоят как из металлов, так и из неметаллов, их физические свойства будут совершенно разными. Например, элементы слева (в группах 1, 2 и 13) будут твердыми, очень металлическими и склонны терять электроны, тогда как многие элементы справа представляют собой неметаллические газы, которые будут иметь тенденцию приобретать электроны.Что ж, полные оболочки благородных газов заставят их не хотеть приобретать электроны, а остальным неметаллам хотелось бы.

Переходные металлы названы правильно: они обеспечивают мост или переход между металлами основной группы и неметаллами. Все они являются металлами и находятся в d-блоке , а это означает, что их электронные конфигурации будут иметь незаполненные d орбиталей. Эти незаполненные орбитали d делают элементы гораздо менее предсказуемыми и последовательными, что приводит к некоторым очень интересным свойствам.

Возьмем в качестве примера хром. Хром может быть во многих формах в зависимости от того, с чем он связан. Во-первых, он встречается в исходной, нейтральной, металлической форме. Иногда он теряет один электрон; иногда он потеряет двоих; иногда три, четыре, пять или даже шесть электронов! И каждая из этих форм имеет разный цвет, от темно-фиолетового до ярко-желтого и ярко-красного. Переходные металлы, безусловно, самые красочные и привлекательные в их различных формах.

Наконец, эти незаполненные d орбитали переходных металлов обусловливают их многие парамагнитные свойства. Как вы, возможно, знаете из опыта, скрепки обычно не обладают магнитными свойствами; если вы возьмете один из них, остальные не придут (если, конечно, они не связаны вместе). Однако, если вы поднесете магнит к группе скрепок, вы можете заметить, что они временно станут магнитными. Это пример парамагнетизма , когда внешнее магнитное поле индуцирует магнитное поле в веществе.Это индуцированное магнитное поле слабое и временное, но оно существует.

Краткий обзор урока

Так что же лучше: быть предсказуемым и последовательным или быть похожим на хамелеона, принимая разные формы и цвета? Вам решать! Элементы основной группы имеют четкие и специфические тенденции в количестве валентных электронов, что приводит к общей предсказуемости, когда дело доходит до химической связи (что-то, что пригодится позже в будущем). Они будут существовать либо в виде нейтральных элементов, либо в виде стабильных ионов, и если они будут терять или приобретать электроны для достижения полных внешних оболочек, это будет каждый раз прибавлять или терять одно и то же количество электронов (в зависимости от того, что необходимо для полных с). снаряды и р ).Переходные металлы, с другой стороны, могут терять различное количество электронов, если вообще теряют! Эти элементы с частично заполненными орбиталями d могут иметь чрезвычайно яркие цвета (в зависимости от того, в какой форме они находятся), а некоторые могут стать временными магнитами, если они окружены магнитным полем.

Результаты обучения

После просмотра этого урока вы должны уметь:

• Определять основные группы элементов и переходные металлы
• Сравните и сопоставьте характеристики элементов основной группы и переходных металлов
• Дайте определение парамагнетизму

Переходные металлы

Переход Металлы

Должность Переходные металлы в периодической таблице

Элементы периодической таблицы часто делятся на четыре категории: (1) элементы главной группы, (2) переходные металлы, (3) лантаноиды и (4) актиниды.Элементы основной группы включите активные металлы в два крайних левых столбца периодической таблицы и металлов, полуметаллов и неметаллов в шести колонках справа. Переходные металлы металлические элементы, служащие мостом или переходом, между двумя сторонами стола. Лантаниды и актинидов в нижней части таблицы иногда известны как внутренние переходные металлы , потому что они атомные номера, находящиеся между первым и вторым элементами в последние два ряда переходных металлов.

Переходные металлы в сравнении с Элементы основной группы

Существуют некоторые разногласия по поводу классификации элементы на границе между основной группой и элементы из переходного металла в правой части таблицы. То рассматриваемые элементы – цинк (Zn), кадмий (Cd) и ртуть. (рт.ст.).

Разногласия по поводу того, должны ли эти элементы классифицируются как элементы основной группы или переходные металлы. что различия между этими категориями не ясны.Переходные металлы во многом похожи на металлы основной группы: они похожи на металлы, они податливы и пластичны, проводят тепла и электричества, и они образуют положительные ионы. Тот факт, два лучших проводника электричества – переходный металл (медь) и металл основной группы (алюминий) показывает степень которые определяют физические свойства металлов основной группы и переходных металлы перекрываются.

Между этими металлами также есть различия. То переходные металлы более электроотрицательны, чем основная группа металлов, например, и, следовательно, с большей вероятностью образуют ковалентные соединения.

Еще одно отличие металлов основной группы от переходные металлы можно увидеть в формулах соединений они формируют. Металлы основной группы склонны к образованию солей (например, NaCl, Mg ₃ N ₂ и CaS), в которых присутствуют достаточно отрицательных ионов, чтобы сбалансировать заряд положительных ионы. Переходные металлы образуют аналогичные соединения [такие как FeCl ₃ , HgI ₂ или Cd(OH) ₂ ], но они более вероятны чем металлы основной группы с образованием комплексов, таких как FeCl ₄ ^– , HgI ₄ ^2- и Cd(OH) ₄ ^2- ионы, которые имеют избыточное количество отрицательных ионов.

Третье различие между основной группой и переходным металлом ионов является легкость, с которой они образуют стабильные соединения с нейтральные молекулы, такие как вода или аммиак. Соли основной группы ионы металлов растворяются в воде с образованием водных растворов.

Когда мы позволяем воде испариться, мы возвращаемся к исходному исходный материал, NaCl ( с ).Соли переходного металла ионы могут вести себя по-разному. Хром(III) хлорид, например, представляет собой соединение фиолетового цвета, которое растворяется в жидкий аммиак с образованием соединения желтого цвета с формулой CrCl ₃ 6 NH ₃ , которые можно выделить, когда аммиак дали испариться.

CrCl ₃ ( с ) + 6 NH ₃ ( л ) CrCl ₃ 6 NH ₃ ( с )

Электрон Конфигурация ионов переходных металлов

Связь между электронными конфигурациями элементы переходных металлов и их ионы являются сложными.

Пример. Рассмотрим химию кобальта, который образует комплексы, содержащие Co ²⁺ или Co ³⁺ ионы.

Записана электронная конфигурация нейтрального атома кобальта следующее.

Co: [Ar] 4 s ² 3 d ⁷

Обсуждение относительных энергий атомных орбиталей предполагает, что орбиталь 4 s имеет более низкую энергию, чем 3 d орбитали.Таким образом, можно ожидать, что кобальт потеряет электроны из более высокой энергии 3 d орбиталей, но это не то, что наблюдаемый. Ионы Co ²⁺ и Co ³⁺ имеют следующих электронных конфигураций.

Co ²⁺ : [Ar] 3 d ⁷

Co ³⁺ : [Ar] 3 d ⁶

Обычно электроны удаляются из валентная оболочка s орбиталей до того, как они будут удалены из валентность d орбиталей при ионизации переходных металлов.

Поскольку валентные электроны в ионах переходных металлов сосредоточены на d орбиталях, эти ионы часто описывают как имеющие конфигурации d ⁿ . Компания ³⁺ и Fe ²⁺ , например, говорят, что они имеют d ⁶ конфигурация.

Co ³⁺ : [Ar] 3 d ⁶

Fe ²⁺ : [Ar] 3 d ⁶

Степени окисления Переходные металлы

Большинство переходных металлов образуют более одной степени окисления.

Однако некоторые степени окисления встречаются чаще, чем другие. Наиболее распространенные степени окисления первой серии переходные металлы приведены в таблице ниже. Усилия по объяснить очевидную закономерность в этой таблице в конечном итоге не удается для сочетание причин. Некоторые из этих степеней окисления являются общими потому что они относительно стабильны. Другие описывают соединения которые не обязательно стабильны, но реагируют медленно. Все еще другие распространены только с исторической точки зрения.

Общие степени окисления первой серии переходных металлов

Одно замечание о степенях окисления переходных металлов Особого внимания заслуживают: ионы переходных металлов с зарядами больше +3 не может существовать в водном растворе.

Рассмотрим следующую реакцию окисления марганца. от степени окисления +2 до +7.

Когда атом марганца окисляется, он становится более электроотрицательный. В степени окисления +7 этот атом достаточно электроотрицательны, чтобы реагировать с водой с образованием ковалентных оксид, MnO ₄ ^– .

Полезно иметь способ различать заряд иона переходного металла и степень окисления переходный металл. По соглашению такие символы, как Mn ²⁺ относятся к ионам, которые несут заряд +2. Такие символы, как Mn(VII), используется для описания соединений, в которых марганец находится в +7 степень окисления.

Mn(VII) — не единственный пример сильной степени окисления. достаточно для разложения воды. Как только Mn ²⁺ окислится до Mn(IV), он реагирует с водой с образованием MnO ₂ .А подобное явление можно увидеть в химии как ванадия и хром. Ванадий существует в водных растворах в виде V ²⁺ ион. Но как только он окисляется до степени окисления +4 или +5, он реагирует с водой с образованием VO ²⁺ или VO ₂ ⁺ ион. Ион Cr ³⁺ можно найти в водном растворе. Но как только этот ион окисляется до Cr(VI), он реагирует с водой до образуют CrO ₄ ^2- и Cr ₂ O ₇ ^2- ионы.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Ренессанс основной группы | Признак

Справедливости ради стоит сказать, что элементы главной группы не являются самыми гламурными членами периодической таблицы. Металлы s-блока, такие как кальций, и элементы p-блока, такие как бор и германий, буквально затмевают своих более ярких соседей из переходных металлов — золото, палладий и родий. Даже с точки зрения чистой химии реакционная способность элементов главной группы всегда казалась несколько стабильной по сравнению с виртуозными каталитическими трюками, которые обычно выполняют многие переходные металлы.Еще в 1970-х годах казалось, что основные элементы группы уже раскрыли все свои секреты, оставив будущим поколениям исследователей мало что нового.

«Что касается неорганической химии, основная группа была самой скучной частью моего бакалавриата, — вспоминает Кэмерон Джонс, научный сотрудник Университета Монаш в Мельбурне, Австралия, получивший степень в Университете Западной Австралии в 1984 году. «В то время считалось, что все, что нам нужно было знать о химии элементов главной группы, было известно: свойства, степени окисления и реакционная способность были довольно хорошо изучены, и не было никаких новых направлений», — говорит он.Для сравнения, химия переходных металлов переживала период взрывного роста, который еще не прекратился.

Но в то самое время, когда Джонс изучал сухие условности классической химии главных групп, в литературе уже начали появляться первые признаки возрождения в этой области. В начале 1980-х годов было обнаружено, что элементы p-блока, такие как кремний и фосфор, могут быть переведены в экзотические состояния существования — низкие состояния окисления и низкой координации — в соединениях, которые были совершенно стабильны при комнатной температуре.Хотя потенциальные применения были бы далеки от мысли химиков, впервые открывших этот дикий новый рубеж соединений главных групп, более поздние работы показывают, что их химия обладает богатством и полезностью, чтобы соперничать с химией переходных металлов, которые долгое время затмевали их. И Джонс входит в число тех исследователей, которые в настоящее время находятся в авангарде возрождения.

1981 год считается поворотным моментом, говорит Джонс. В том же году были опубликованы три прорывных открытия, которые начали разрушать ортодоксию основной групповой химии — начиная с так называемого правила двойной связи, которое гласило, что только самые легкие члены периодической таблицы могут образовывать стабильные двойные связи.Роберт Уэст из Университета Висконсин-Мэдисон в США и его коллеги были первыми нарушителями правил, создав самый ранний пример стабильного соединения, включающего двойную связь кремний-кремний, эквивалент алкена в органической химии. ¹

Вскоре после этого Масааки Йошифудзи из Токийского университета в Японии и его команда получили первую двойную связь фосфор-фосфор. ² В том же году Герд Беккер и его коллеги из Штутгартского университета (Германия) синтезировали соединение, содержащее тройную связь фосфор-углерод. ³ В последнем соединении фосфор находился не только в низкой степени окисления, но и был однокоординированным, что указывает на будущее, в котором элементы главной группы с вакантными координационными центрами могут действовать как каталитические центры, способные захватывать субстраты для катализа. .

Увеличение объема

Ключом к этому прорыву стал дизайн лиганда. Эти три соединения объединяет использование объемных заместителей для стабилизации рассматриваемого элемента основной группы в состоянии, которое в противном случае было бы слишком нестабильным.«Стерический объем позволяет кинетическую стабилизацию систем с низкими координатами и низкими степенями окисления», — объясняет Джонс. «Это мешает им реагировать с кислородом или водой или подвергаться процессам диспропорционирования [которые возвращают элемент к его более обычным состояниям окисления]». Дисилен Уэста, например, содержал в общей сложности четыре объемных лиганда на основе бензола, называемых мезитильными группами, тогда как Йошифуджи использовал две еще более объемные три-трет-бутилфенильные группы для создания своего дифосфена.

По мере того, как объемная конструкция лиганда позволяла получать все больше и больше стабильных примеров элементов основной группы с низкой степенью окисления или координационным числом, к этой области присоединялось все больше исследователей.«Возможно, только на рубеже тысячелетий он действительно взлетел — теперь кажется, что почти в каждом выпуске Nature Chemistry или Science что-то есть», — говорит Джонс.

Продолжают появляться примеры стабильных соединений, содержащих элементы главной группы в состояниях, которые когда-то считались невозможными. с неподеленной парой электронов на кремнии — были неслыханными.В 2012 году Джонс и его сотрудники из Оксфордского университета и Университетского колледжа Лондона в Великобритании опубликовали первый пример, стабилизированный объемным лигандом на основе бора. ⁴ «На самом деле это хорошо сочетается с первым дисилиленом Уэста», — говорит он. «Способ, которым он это сделал, заключался в том, чтобы начать с [обычного] соединения кремния (iv) и провести его фотолиз. Он предположил, что получил силиленовый промежуточный продукт темно-синего цвета, стабильный только при температуре ниже 77 К, а затем димеризировался с образованием двойной связи кремний-кремний.’ 

Как и Джонс, Матиас Дрис был еще студентом, когда была опубликована новаторская работа Уэста и Йошифудзи. «Их прорыв, демонстрирующий, что можно выделить эти соединения, поместить их в бутылку и изучить их реакционную способность — на этом этапе я был очарован», — вспоминает он. В настоящее время Дрисс работает исследователем в этой области в Берлинском техническом университете в Германии — в этой области претерпевает переход от простого создания этих новых соединений к попыткам их применения. «После того, как люди охотились на новые виды, они задавались вопросом: «Что мы можем с ними сделать?», — говорит он.«После некоторого времени, когда вы поиграете с новыми системами, как только вы поймете, на что они способны, вы захотите использовать их на благо человечества. Для химии основных групп это только началось». – такие как углеводороды, диводород и диоксид углерода. «Мечта состоит в том, чтобы использовать неметаллы в качестве катализаторов важных преобразований малых молекул, на которые мы все полагаемся», — говорит Дрисс.

Подвинься, металл

Зачем утруждать себя разработкой катализаторов на основе основных групп? Переходные металлы являются хорошо зарекомендовавшими себя мастерами химии катализа, и новые грани их реакционной способности продолжают открываться. Но у них есть и недостаток, отмечает Даг Стефан, исследователь катализа основных групп из Университета Торонто в Канаде, который, возможно, приблизил катализ основных групп к синтетическим возможностям (см. вставку). Наиболее активными катализаторами на основе переходных металлов обычно являются дорогие драгоценные металлы, такие как родий, палладий и платина.Эти металлы также считаются токсичными, что создает проблемы, например, при их использовании для синтеза фармацевтических препаратов. «Одна из самых больших затрат, связанных с производством лекарств в наши дни, — это удаление переходных металлов», — говорит Стефан. По его словам, переход на катализаторы основной группы облегчил бы эту проблему, а, скажем, бор или кремний также значительно дешевле любого драгоценного металла. Он признает, что другие переходные металлы, такие как железо или никель, также имеют эту привлекательность — системы основной группы просто предлагают другую альтернативу.

Мечту Дрисса о безметалловом катализе разделяют многие другие специалисты в этой области, включая Джонса. «Люди все больше и больше обращают внимание на реакционную способность, а это очень реактивные системы — я думаю, это следующий этап возрождения химии основных групп», — говорит он. Недавняя публикация Джонса, раскрывающая, например, первый ациклический силилен, также показала, что соединение активирует диводород даже при температуре ниже комнатной — первое соединение кремния, которое, как было показано, делает это.

Использование соединения основной группы для активации диводорода — разрыв связи водород-водород в процессе окислительного присоединения, так что два атома водорода в конечном итоге ковалентно связаны с атомом кремния — было впервые достигнуто Филом Пауэром и его командой в Калифорнийский университет в Дэвисе, США. Пауэр использовал дигермин, германиевый эквивалент алкина. ⁵ Процесс может показаться тривиальным, но на самом деле это немалое достижение. «Диводород — это самая маленькая молекула, которую только можно себе представить, но с самой прочной ковалентной связью между двумя гомоэлементами», — говорит Дрисс.

Независимо от того, является ли элемент основной группой или переходным металлом, элемент должен иметь несколько ключевых свойств, чтобы таким образом разделить диводород. «Центру нужен свободный координационный центр — пустая орбиталь, на которую можно всосать электроны диводорода», — говорит Дрисс.Чтобы сделать это эффективно, энергия этой орбитали (самая низкая незанятая молекулярная орбиталь, или НСМО) должна довольно близко совпадать с энергией орбитали донора диводорода (ее самая высокая занятая молекулярная орбиталь, или ВЗМО). «Это то, что прекрасно выполняют переходные металлы — вакантное координационное место и НСМО, который соответствует энергии ВЗМО молекулы диводорода», — говорит Дрисс. «Но в этом также прелесть некоторых низкокоординатных соединений основной группы», — добавляет он. «Сегодня у нас есть много примеров соединений кремния с вакантным координационным центром — теперь нам нужно научиться настраивать электронный уровень, акцепторный уровень НСМО.Мы как раз находимся на той стадии, когда можем показать, что это действительно возможно». Необходимым условием является стерический объем, но он слишком громоздкий, и входящая молекула диводорода не сможет получить доступ к центральному атому кремния. Точно так же химический состав лиганда влияет на уровни орбитальной энергии. «На данный момент одними из лучших лигандов, которые у нас есть, являются лиганды, хелатирующие азот, называемые бета-дикетаминатильными лигандами», — говорит Дрис.«А еще у нас есть карбены. Я думаю, что на данный момент это звездные лиганды; N -гетероциклический карбеновый лиганд действительно является одним из прорывов в химии основных групп». соединения, в которых центральный атом бора окружен с каждой стороны N-гетероциклическим карбеном (NHC). ⁶ Бор, как правило, представляет собой квинтэссенцию кислоты Льюиса: атом, наделенный только тремя электронами в нейтральном состоянии, ему далеко до восьми, необходимых для максимальной стабильности, и поэтому он известен как превосходный акцептор электронов.Однако NHC являются настолько мощными донорами электронов, что сам атом бора меняет поведение, чтобы стать донором электронов. «Это переворачивает мир с ног на голову», — говорит Стефан, чей взгляд также был захвачен работой. «Он берет кислоту Льюиса и превращает ее в основание Льюиса. На данном этапе это фундаментальное исследование, но ужасно интересное», — добавляет он.

Обучение циклированию

Хотя разработка низковалентных соединений основной группы, которые могут успешно координировать небольшие молекулы, такие как диводород, в настоящее время достигнута, этот шаг является лишь первым в последовательности реакций, которые должны быть разработаны, чтобы мечта Дрисса превратить главную группу сгруппировать соединения в полезные катализаторы. Например, активация диводорода может быть первой стадией процесса гидрирования для каталитического превращения алкена в алкан путем добавления диводорода через двойную углерод-углеродную связь. В реакции гидрирования, катализируемой переходными металлами, этапом после окислительного присоединения диводорода будет координация алкенового субстрата, на который переносятся атомы водорода, прежде чем он отщепится для регенерации исходного металлического центра, и процесс начнется снова.

Но чтобы такой цикл заработал, нужно избежать нескольких ловушек.«Для соединений основной группы с низким координационным числом, если вы активируете диводород, но связь образовавшегося элемента с водородом слишком сильна, или если для второго субстрата больше нет вакантного координационного центра, то это тупик», — говорит Дрисс. . Навигация по этой сложной территории, чтобы реализовать все шаги для полного каталитического цикла, еще не завершена.

«Все еще показывают, что соединения p-блока с низкой степенью окисления могут участвовать в реакциях, обычно связанных только с переходными металлами», — добавляет Джонс. «Настоящего катализа еще предстоит достичь, но я думаю, что это вполне возможно, и в ближайшие несколько лет мы увидим появление настоящего катализа, особенно из элементов 14-й группы — кремния и германия». о перспективах этой области: «Я ожидаю, что еще через 10 лет низковалентные соединения основной группы будут столь же хороши, как и традиционные соединения переходных металлов для активации малых молекул». он, безусловно, имеет право судить.

Джеймс Митчелл Кроу — научный писатель из Мельбурна, Австралия. (ФЛП), — говорит Джонс.

FLP были открытием, сделанным Дугом Стефаном и его командой в Университете Торонто в Канаде в 2006 году7. «Мы искали катализаторы полимеризации олефинов на основе титана, используя реагенты бора в качестве активаторов, стабилизируя некоторые очень активные катализаторы полимеризации донорами фосфина. , — вспоминает Стефан.«Проведя серию реакций, мы обнаружили, что очень объемные фосфины ведут себя совсем по-другому — они реагируют не с титаном, а только с борным центром». тот, который будет реагировать с диводородом, чтобы включить как протон (H ⁺ ), так и ион гидрида (H ^– ), первый расположен у атома фосфора, а второй у бора. Такое соединение звучит точно так, как будто оно должно спонтанно терять диводород, а не поглощать его.Ключом к такому поведению является использование объемных лигандов в исходных соединениях бора и фосфора, что предотвращает рекомбинацию протона и гидрид-иона с образованием диводорода при комнатной температуре. «После того, как вы активировали водород, очевидным следующим шагом будет его использование в катализе гидрирования, чем мы и занимались последние несколько лет», — говорит Стефан. Команда успешно гидрировала имины и алкены таким образом и теперь перешла к каталитическим реакциям, включающим активацию диоксида углерода, исходного сырья, которого в избытке.

‘Нашей первой попыткой было просто улавливание углекислого газа с помощью ФЛП. Затем мы обнаружили, что если мы перейдем на стехиометрический алюминий-фосфор, мы сможем получить стехиометрическое восстановление, восстанавливая углекислый газ до монооксида углерода, а также двуокись углерода до метанола. Затем следующей эволюцией стала попытка получить каталитическую систему», — говорит Стефан. Процесс работал, но в процессе образовывался неприятный побочный продукт, оксид фосфина. «Нам нужен еще один акцептор кислорода, более ценный, чем оксид фосфина», — резюмирует Стефан.«Эта работа продолжается, но хорошая новость заключается в том, что мы можем проводить катализ без использования драгоценных металлов».

Ключевые понятия

⚛ Электроны, составляющие атом, расположены в подоболочках. ⁽¹⁾

⚛ Существует четыре типа подоболочек.

⚛ Каждая из подоболочек обозначается буквой s, p, d или f:

подоболочка s, подоболочка p, подоболочка d и подоболочка f

⚛ Рассматривая, какой тип подоболочки заполнен электронами, мы можем увидеть закономерность в Периодической таблице элементов:

s подоболочка: Группа 1, Группа 2, водород и гелий

d подоболочка: группы с 3 по 12 (переходные металлы) /P>

p подоболочка: группы с 13 по 18

f подоболочка: лантаноиды и актиноиды ⁽²⁾

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
Нет рекламы = нет денег для нас = нет бесплатных вещей для вас!

Расположение блоков s, p, d и f в периодической таблице

Таблица Менделеева, представленная ниже, вероятно, немного отличается от той, которую вы привыкли видеть.
Мы отделили водород (H) и гелий (He) от других элементов главной группы.

Обратите внимание на расположение этикеток:

s блок : первые 2 столбца в левой части периодической таблицы

d блок : 10 столбцов в середине Периодической таблицы

p блок : последние 6 столбцов в правой части периодической таблицы

f блок : 2 нижние строки отделены от остальной части Периодической таблицы

Период 1

1 H водород 1.008

2 He гелий 4,003

Группа 1

Группа 2

Группа 3

Группа 4

Группа 5

Группа 6

Группа 7

Группа 8

Группа 9

Группа 10

Группа 11

Группа 12

Группа 13

Группа 14

Группа 15

Группа 16

Группа 17

Группа 18

с блоком

д блок

р блок

Период 2

3 литиевый литиевый 6. 941

4 Be бериллий 9.012

5 B бор 10,81

6 C уголь 12.01

7 N азот 14.01

8 O кислород 16.00

9 F фтор 19,00

10 Ne неон 20,18

Период 3

11 Na натрий 22.99

12 мг магний 24,31

13 Al алюминий 26,98

14 Si кремний 28.09

15 P фосфор 30,97

16 S сера 32.07

17 Cl хлор 35,45

18 Ar аргон 39,95

Период 4

19 К калий 39.10

20 Ca кальций 40.08

21 Sc скандий 44,96

22 Ti титан 47,87

23 В ванадий 50,94

24 Cr хром 52,00

25 Mn марганец 54,94

26 Fe железо 55,85

27 Co кобальт 58,93

28 Ni никель 58. 69

29 Cu медь 63,55

30 Zn цинк 65,41

31 Ga галлий 69,72

32 Ge германий 72,64

33 As мышьяк 74,92

34 Se селен 78,96

35 Br бром 79,90

36 Кр криптон 83,80

Период 5

37 Рубидий Рубидий 85.47

38 Sr стронций 87,62

39 Y иттрий 88,91

40 Zr цирконий 91.22

41 Nb ниобий 92,91

42 Мо молибден 95,94

43 Tc технеций [97,91]

44 Ru рутений 101.1

45 Родий 102.9

46 Pd палладий 106,4

47 Ag серебро 107,9

48 Cd кадмий 112,4

49 In индий 114,8

50 Sn олово 118,7

51 Sb сурьма 121,8

52 Te теллур 127,6

53 I йод 126,9

54 Хе ксенон 131. 3

Период 6

55 Cs цезий 132,9

56 Ba барий 137,3

57 Ла лантан 138,9

72 Hf гафний 178,5

73 Та тантал 180,9

74 W вольфрам 183,8

75 Re рений 186,2

76 Ос осмий 190.2

77 Ir иридий 192,2

78 Pt платина 195.1

79 Au золото 197,0

80 Hg ртуть 200,6

81 Tl таллий 204,4

82 Pb свинец 207,2

83 Bi висмут 209,0

84 Po полоний [209.0]

85 Ат астатин [210.0]

86 Рн радон [222.0]

Период 7

87 Fr франций [223. 0]

88 Ra радий [226,0]

89 Ac актиний [227.0]

104 Rf резерфордий [261.1]

105 Дб Дубний [262.1]

106 Sg сиборгиум [266.1]

107 Bh борий [264.1]

108 Hs хассиум [277]

109 Mt мейтнерий [268]

110 Ds Дармштадтиум [271]

111 Rg рентгений [272]

112 Cn коперниций

113 Nh нихоний

114 Fl флеровий

115 Mc московиум

116 Lv ливерморий

117 Ц теннессин

118 Ог оганесон

ф блок Лантаноиды 58 Се церий 140. 1 59 Pr празеодим 140,9 60 Nd неодим 144,2 61 Пм прометий [144,9] 62 См самарий 150,4 63 европий европий 152,0 64 Gd гадолиний 157,3 65 Tb тербий 158,9 66 Dy диспрозий 162.5 67 Ho гольмий 164,9 68 Er эрбий 167,3 69 Tm тулий 168,9 70 Yb иттербий 173,0 71 Lu лютеций 175,0 Актиноиды 90 Th торий 232,0 91 Па протактиний 231.0 92 U уран 238,0 93 Np нептуний [237.0] 94 Pu плутоний [244.1] 95 Ам америций [243. 1] 96 См кюрий [247.1] 97 Bk берклий [247.1] 98 Cf калифорний [251.1] 99 Es эйнштейний [252.1] 100 Fm фермий [257.1] 101 Md менделевий [258.1] 102 № нобелий [259.1] 103 Lr лоуренсиум [262.1]

↪ Наверх

Связь между блоками s, p, d и f и группами периодической таблицы

Существует четкая закономерность в расположении блоков s, p, d и f, которая напрямую связана с группами Периодической таблицы:

↪ Наверх

Связь между блоками s, p, d и f и электронной конфигурацией

Блоки s, p, d и f Периодической таблицы относятся к подоболочке, которая заполняется электронами.

⚛ Элементы группы 1 встречаются в начале новой строки (Периода) Периодической таблицы.
Высший энергетический уровень (валентная оболочка) содержит только 1 электрон в s подоболочке.

⚛ Элементы группы 2 расположены непосредственно справа от элементов группы 1.
Высший энергетический уровень (валентная оболочка) содержит 2 электрона, оба электрона занимают s-подоболочку.
Подоболочка s для этого энергетического уровня (оболочки) заполнена.

⚛ Самый высокий энергетический уровень (валентная оболочка) элемента группы 13 уже имеет 2 электрона в s-подоболочке, поэтому следующий электрон занимает p-подоболочку, в результате чего получается 3 валентных электрона (2 s-электрона + 1 p-электрон).
По мере продвижения слева направо по периоду от элементов группы 13 к элементам группы 18 электроны добавляются к p-подоболочке.
Элементы группы 18 имеют 2 s-электрона и 6 p-электронов на самом высоком энергетическом уровне (оболочке), который завершает подоболочки s и p.

⚛ Переходные металлы заполняют свою d-подоболочку электронами, начиная с элементов группы 3, которые имеют 1 электрон в d-подоболочке.
Элементы группы 12 имеют 10 электронов в d-подоболочке, что соответствует завершенной d-подоболочке.

⚛ Лантаноиды и актиноиды заполняют свои подоболочки f электронами.

↪ Наверх

Пример вопроса

В разделе периодической таблицы, показанном ниже, буквы K, L, M и N заменили химические символы четырех элементов.

Определите элемент, принадлежащий блоку d периодической таблицы.

↪ Наверх

Сноски:

(1) Каждая подоболочка состоит из набора орбиталей, орбитали отражают, к какой подоболочке они принадлежат, используя одну и ту же букву, то есть есть s-орбитали, p-орбитали, d-орбитали и f-орбитали.
Однако, хотя в s-подоболочке имеется только одна s-орбиталь, в p-подоболочке имеется 3 p-орбитали, в d-подоболочке 5 d-орбиталей и в 5-подоболочке 7 f-орбиталей.
Таким образом, для целей этого обсуждения мы будем ссылаться на подоболочки s, подоболочки p, подоболочки d и подоболочки f, а не на орбитали.

(2) Лантаноиды также называют лантаноидами, а актиноиды также называют актинидами.
Строго говоря, лантаноиды — это 14 элементов, следующих за лантаном (La) в Периодической таблице элементов, но поскольку термин «лантаноид» используется для обозначения того, что эти элементы образуют близкородственную группу, прототипом которой является лантан, термин обычно также применяется к самому лантану.
В этом обсуждении мы используем термин лантаноид в его самом строгом смысле, обозначая только 14 элементов, непосредственно следующих за лантаном в периодической таблице.

↪ Наверх

Что такое периодическая таблица?

опубликовано 9 сентября 2017 г.

Что такое периодическая таблица?

Периодическая таблица представляет собой систематизированное расположение элементов в соответствии с их свойствами и атомным номером.

Кто сформулировал периодическую таблицу?

Русский ученый по имени Дмитрий Менделеев сформулировал первую периодическую таблицу.

Как Менделеев сформулировал периодическую таблицу?

Менделеев заметил, что атомный вес элемента связан с его физическими и химическими свойствами.