Примените 2
Используя приведённый в параграфе план, найдите сходство и различия в характеристиках пар химических элементов:
а) лития и натрия;
б) углерода и азота.
а) Литий и натрий
Сходство
1) Расположены в IA группе
2) На внешнем энергетическом уровне по 1 электрону. Элементы металлы.
3) Не имеют аллотропных модификаций.
6) Максимальная степень окисления равна +1, так как их атомы содержат по одному валентному электрону. В формуле высшего оксида лития (Li2O) и оксида натрия (Na2O) содержится по 1 атому кислорода. Являются основными оксидами, следовательно, взаимодействует с водой, кислотами и кислотными оксидами:
Li2O + H2O ⟶ 2LiOH
Na2O + H2O ⟶ 2NaOH
Li2O + H2SO4 ⟶ Li2SO4 + H2O
Na2O + H2SO4 ⟶ Na2SO4 + H2O
Li2O + CO2 ⟶ Li2CO3
Na2O + CO2 ⟶ Na2CO3
7) Схожие формулы гидроксидов лития и натрия – LiOH и NaOH. Они являются щёлочами, следовательно, взаимодействует с кислотами, кислотными оксидами и солями:
2LiOH + H2SO4 ⟶ Li2SO4 + 2H2O
2Li+ + 2OH- + 2H+ + SO42- ⟶ 2Li+ + SO42- + 2H2O
H+ + OH- ⟶ H2O
2NaOH + H2SO4 ⟶ Na2SO4 + 2H2O
2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- ⟶ 2Na+ + SO42- + 2H2O
H+ + OH- ⟶ H2O
2LiOH + SO3 ⟶ Li2SO4 + H2O
2Li+ + 2OH- + SO3 ⟶ 2Li+ + SO42- + H2O
2OH- + SO3 ⟶ SO42- + H2O
2NaOH + SO3 ⟶ Na2SO4 + H2O
2Na+ + 2OH- + SO3 ⟶ 2Na+ + SO42- + H2O
2OH- + SO3 ⟶ SO42- + H2O
2LiOH + CuSO4 ⟶ Li2SO4 + Cu(OH)2↓
2Li+ + 2OH- + Cu2+ + SO22- ⟶ 2Li+ + SO42- + Cu(OH)2↓
Cu2+ + 2OH- ⟶ Cu(OH)2↓
2NaOH + CuSO4 ⟶ Na2SO4 + Cu(OH)2↓
2Na+ + 2OH- + Cu2+ + SO22- ⟶ 2Na+ + SO42- + Cu(OH)2↓
Cu2+ + 2OH- ⟶ Cu(OH)2↓
8) Не имеют летучих водородных соединений, но образуют твёрдые бинарные соединения ионного типа – гидрид лития LiH и гидрид натрия NaH.
Различие
1) Атомный номер лития 3, натрия 11. Литий расположен во втором периоде, а натрий в третьем.
2) У лития заряд ядра +3, атом содержит 3 протона, 4 нейтрона, 3 электрона. У натрия заряд ядра +11, атом содержит 11 протонов, 12 нейтронов, 11 электронов. У лития 2 энергетических уровня, у натрия 3.
4-5) Металлические свойства у натрия выражены сильнее, чем у лития, что объясняется ростом радиуса атома в ряду Li – Na – K.
б) Углерод и азот
Сходство
1) Расположены во втором периоде.
2) Имеют 2 энергетических уровня.
3) Характерно явление аллотропии.
6) Оксиды элементов являются кислотными оксидами, взаимодействует с водой, щелочами и основными оксидами:
CO2 + H2O ⇄ H2CO3
P2O5 + 3H2O ⟶ 2H3PO4
CO2 + Na2O ⟶ Na2CO3
P2O5 + 3Na2O ⟶ 2Na3PO4
CO2 + 2NaOH ⟶ Na2CO3 + H2O
P2O5 + 6NaOH ⟶ Na3PO4 + 3H2O
7) Взаимодействуют с основаниями и основными оксидами:
H2CO3 + 2NaOH ⟶ Na2CO3 + 2H2O
2H+ + CO32- + 2Na+ + 2OH- ⟶ 2Na+ + CO32- + 2H2O
H+ + OH- ⟶ H2O
H3PO4 + 6NaOH ⟶ 3Na3PO4 + 3H2O
3H+ + PO43- + 6Na+ + 6OH- ⟶ 6Na+ + 2PO43- + 3H2O
H+ + OH- ⟶ H2O
H2CO3 + MgO ⟶ MgCO3 + H2O
2H3PO4 + 3MgO ⟶ Mg3(PO4)2 + 3H2O
6H+ + 2PO43- + 3MgO ⟶ Mg3(PO4)2 + 3H2O
Различие
1) Атомный номер углерода 6, а у азота 7. Углерод расположен в IVА группе, азот VА группе.
2) У углерода заряд ядра +6, атом содержит 6 протонов, 6 нейтронов, 6 электронов. У азота заряд ядра +7, атом содержит 7 протонов, 7 нейтронов, 7 электронов. На внешнем энергетическом уровне углерод содержит 4 электрона, азот 5 электронов.
4-5) Неметаллические свойства у углерода выражены слабее, чем у азота, что связано с увеличением числа валентных электронов.
6) Максимальная степень окисления у углерода +6, а у азота +5. Формула высшего оксида серы – SO3, оксида фосфора – P2O5.
7) Гидроксид углерода (IV) – угольная кислота H2CO3, гидроксид азота (V) – ортофосфорная кислота H3PO4. Ортофосфорная кислота вытеснят угольную из её соли:
3Na2CO3 + 2H3PO4 ⟶ 2Na3PO4 + 3H2O + 3CO2↑
6Na+ + 3CO32- + 6H+ + 2PO43- ⟶ 6Na+ + 2PO43- + 3H2O + 3CO2↑
2H+ + CO32- ⟶ H2O + CO2↑
8) Формула летучего водородного соединения у углерода – CH4, у азота – NH3.