Условие
Элемент сера стоит в третьем периоде, в VI группе (главная подгруппа), её порядковый номер 16. Не заглядывая в справочник, назови число электронных уровней, число валентных электронов, формулы высшего оксида и летучего водородного соединения. Заодно определи, металл это или неметалл, и объясни, почему.
Что известно и что ищем
- Известны три числа: период, группа и порядковый номер элемента.
- Ищем: сколько уровней у атома, сколько электронов на внешнем уровне, какие формулы у высшего оксида и водородного соединения, характер элемента.
- Обязательное требование — каждое утверждение объяснять через строение атома, а не просто брать из таблицы.
Ход решения
- Шаг 1. Читаем период. Сера в третьем периоде, значит у атома три электронных уровня и электронная формула заканчивается третьим уровнем: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.
- Шаг 2. Читаем группу. Номер группы для главной подгруппы равен числу электронов на внешнем уровне: 3s²3p⁴ дают шесть валентных электронов.
- Шаг 3. Проверяем себя по порядковому номеру. Сумма электронов равна 16: 2 + 2 + 6 + 2 + 4 = 16. Если сумма не сходится с порядковым номером, где-то потерян подуровень.
- Шаг 4. Строим высший оксид. Высшая степень окисления элемента главной подгруппы равна номеру группы, то есть +6. Кислород двухвалентен, значит на две части серы нужно шесть частей кислорода: SO₃. Такой оксид — кислотный, ему отвечает кислота H₂SO₄.
- Шаг 5. Строим летучее водородное соединение. До восьми электронов на внешнем уровне не хватает двух, поэтому водорода нужно два: H₂S. Это уже не кислота в школьном смысле, а газ с характерным запахом, который в воде даёт слабокислый раствор.
- Шаг 6. Определяем характер элемента. Шесть валентных электронов из восьми возможных — значит элемент ближе к заполненной оболочке, чем к пустой: перед нами неметалл. Дополнительная проверка: сера образует кислотный оксид, а металлы дают основные оксиды.
Проверь себя
- Ответ: три уровня, шесть валентных электронов, высший оксид SO₃, водородное соединение H₂S; сера — неметалл.
- Проверка вывода: 2 + 2 + 6 + 2 + 4 = 16 совпадает с порядковым номером; номер группы 6 совпадает с числом валентных электронов; из восьми мест на внешнем уровне занято шесть.
- Ловушка: писать в ответ высший оксид H₂SO₄ вместо SO₃. Оксид — это соединение с кислородом, кислота — его гидрат; в задании спрашивают именно оксид.
Как объяснить ребёнку
«Клетка таблицы — это анкета атома. Период отвечает на вопрос «сколько этажей», группа — «сколько жильцов на последнем этаже», порядковый номер — «сколько всего жильцов». Дальше всё считается сам: до восьми на внешнем этаже не хватает двух — значит к сере придёт два водорода, а высшая валентность шесть — значит кислородов будет три».
Тема для отчёта родителю
«Чтение клетки таблицы Менделеева: от строения атома к формулам соединений».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.