Условие
Охарактеризуй серу по её положению в Периодической системе: заряд ядра, число протонов, нейтронов и электронов, число электронных слоёв, число электронов на внешнем слое, металл или неметалл, формулы высшего оксида и гидроксида. Относительную атомную массу серы прими равной 32.
Что известно и что ищем
- Известно, что сера стоит в третьем периоде и шестой группе, а её порядковый номер — шестнадцать.
- Известно, что номер периода показывает число слоёв, а номер группы для элементов главных подгрупп — число электронов на внешнем слое.
- Ищем полный набор характеристик, каждая из которых выводится из положения в таблице, а не запоминается отдельно.
Ход решения
- Шаг 1. Начинаем с заряда ядра. Он равен порядковому номеру, то есть шестнадцати. Значит, протонов в ядре шестнадцать, электронов в атоме тоже шестнадцать, а нейтронов — разница между массой и числом протонов: тридцать два минус шестнадцать даёт шестнадцать.
- Шаг 2. Считаем слои. Сера в третьем периоде, значит у неё три электронных слоя. Распределение электронов: два, восемь и шесть.
- Шаг 3. Определяем внешний слой. Сера в шестой группе главной подгруппы, поэтому на внешнем слое шесть электронов. До полного слоя не хватает двух, а это признак неметалла: атому проще принять два электрона, чем отдать шесть.
- Шаг 4. Строим высший оксид. Высшая положительная степень окисления серы равна номеру группы, то есть шести. С кислородом это даёт формулу оксида серы(VI) SO₃, а это кислотный оксид.
- Шаг 5. Строим гидроксид. Кислотный оксид соответствует кислоте: к оксиду SO₃ отвечает серная кислота H₂SO₄. Проверка — по степени окисления: в серной кислоте сера тоже шестивалентна.
- Шаг 6. Собираем характеристику целиком и проверяем закономерность. Серу можно сравнить с кислородом, стоящим в той же группе выше: у кислорода два слоя и шесть внешних электронов, и он тоже неметалл, но выраженный сильнее. Это подтверждает закономерность: в группе сверху вниз неметаллические свойства слабеют.
Проверь себя
- Ответ: заряд ядра шестнадцать; протонов 16, нейтронов 16, электронов 16; три слоя; на внешнем слое шесть электронов; неметалл; высший оксид SO₃ (кислотный), гидроксид H₂SO₄.
- Проверка вывода: каждую характеристику можно вывести двумя путями — из положения в таблице и из строения атома. Если оба пути дают одно и то же, ответ верен: например, номер группы даёт шесть внешних электронов, и распределение по слоям тоже даёт шесть.
- Ловушка: путать номер группы с числом слоёв или номер периода с числом внешних электронов. Период — это «этажность», а группа — «количество жильцов на верхнем этаже». Вторая ловушка — считать высший оксид соответствующим низшей степени окисления: сера даёт и SO₂, но высший оксид — SO₃.
Как объяснить ребёнку
«Таблица Менделеева — это адресная книга элементов. Период говорит, на каком этаже элемент живёт, группа — сколько у него соседей по подъезду с такими же свойствами. Зная адрес, можно не заучивать свойства, а вывести их: сколько этажей, сколько жильцов на последнем этаже, что элемент делает с электронами — отдаёт или забирает. Отсюда и его оксид, и его кислота».
Тема для отчёта родителю
«Характеристика химического элемента по положению в Периодической системе, высшие оксид и гидроксид».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.