19

3. VARIAŢIA CARACTERULUI ELECTROCHIMIC ÎN SISTEMUL PERIODIC

Conţinuturi cunoscute

- sistemul periodic al elementelor - relaţia între structura atomului şi poziţia sa în sistemul periodic - ioni, clasificare, mod de formare

Conţinuturi noi

- caracter chimic (metal, nemetal) - caracter electrochimic (electropozitiv, electronegativ) - variaţia caracterului acid - variaţia caracterului bazic.

Variaţia caracterului electrochimic în Sistemul periodic

1. Variaţia caracterului electropozitiv în Sistemul Periodic a) În perioadă Exemplu: per. A 3–a (Na, Mg, Al) →3 straturi electronice

Na: gr. I A ⋅Na →

−− e1 Na + Mg: gr. II A Mg: →

−− e2 Mg +2 Al gr III A MAl →

−− e3 Al +3 Observaţii: Un atom formează cu atât mai uşor ioni pozitivi (este cu atât mai electropo-zitiv) cu cât numărul −e este mai mic. Explicaţie: Pentru ca un atom neutru să cedeze electroni este nevoie întotdeauna de o energie exterioară (lumină, electricitate, căldură). Valoarea acestei energii consumate, va fi cu atât mai scăzută, cu cât nr. electronilor smulşi din atom este mai mic. Concluzie:

→NaMgAl scade caracterul electropozitiv În perioadă, caracterul electropozitiv scade de la stânga la dreapta.

b) În grupă: Exemplu: - gr. I A (Li, Na, K) → 1 −e pe ultimul strat

20

Z = 3 Li per. a 2-a → 2 straturi electronice ocupate cu −e

Z = 11 Na per. a 3-a → 3 straturi Electronice ocupate cu −e

Z = 19 K per. a 4-a → 4 straturi electronice Ocupate cu −e

Obs: Un atom formează cu atât mai uşor ioni pozitivi (este cu atât mai electropozitiv), cu cât nr. straturilor electronice (raza atomică) este mai mare. Explicaţie: Cu cât electronul de valenţă este mai departe de nucleu (pe un strat superior), cu atât este mai slab atras de nucleu şi deci se poate elibera mai uşor. Concluzie:

KNaLi

creşte caracterul electropozitiv

În grupele principale caracterul electropozitiv creşte de sus în jos.

2. Variaţia caracterului electronegativ în S.P. a) În perioadă:

Exemplu: per. a 2-a (N, O, F) → 2 straturi electronice N: gr. V A N →

−+ e3 N -3 O: gr. VI a O →

−+ e2 O-2 F: gr. VII A

F →−

+ e1 −

F Obs: Un atom formează cu atât mai uşor ioni negativi (este cu atât mai electronegativ) cu cât numărul electronilor acceptaţi este mai mic.

Concluzie: →NOF

creşte caracterul electronegativ În perioadă caracterul electronegativ creşte de la stânga la dreapta. Variaţia caracterului nemetalic în grupă poate fi demonstrată şi experimental. În acest scop se va urmări reactivitatea halogenilor, în lucrarea de laborator:

21

Lucrare de laborator Nr. crt.

Denumirea experienţei

Aparatura si substanţele necesare Mod de lucru Observaţii Ecuaţia reacţiei chimice

1 Acţiunea clorului asupra bromurii de sodiu

Stativ pentru eprubete - Eprubete - Spatula - Mensura - Na Br - H 2 O distilată - Apa de clor

Introduceţi într-o eprubetă o cantitate mică de NaBr şi adăugaţi 5 ml apă distilată. Agitaţi eprubeta până la dizolvarea completă a NaBr. Adăugaţi apoi 5 ml de clor şi agitaţi din nou eprubeta

La adăugarea apei de clor, soluţia se colorează în brun, ceea ce dovedeşte eliberarea bromului din NaBr.

2NaBr + Cl 2 →

2NaCl + Br 2

2 Acţiunea clorului asupra iodurii de potasiu

- Stativ pentru eprubete

- Eprubete - Spatulă - Mensură - KI - H 2 O - Apă de clor

Într-o eprubetă dizolvaţi o cantitate mică de KI în H 2 O. Apoi adăugaţi 5 ml apă de clor.

Soluţia incoloră de KI se colorează în violet la adăugarea apei de clor, ceea ce dovedeşte eliberarea iodului din KI

2KI +Cl 2 → 2KCl +I 2

3 Acţiunea bromului asupra iodurii de soduri

Stativ pentru eprubete Eprubete Spatula Mensură NaI Apă distilată Benzen (tetraclorură de carbon)

Într-o eprubetă dizolvaţi o cantitate mică de NaI în apă distilată. Adăugaţi apoi 5 ml apă brom şi agitaţi eprubeta. Adăugaţi apoi 3 ml benzen (tetraclorură de carbon) şi agitaţi din nou eprubeta

Soluţia incoloră de NaI se colorează intens în brun, la adăugarea apei de bromură datorită eliberării iodului din sarea sa.

2NaI+Br 2 → 2NaBrH 2

21

22

Concluzii: Caracterul nemetalic al halogenilor scade în grupă de sus în jos, fapt dovedit prin capacitatea fiecăruia dintre ei de a scoate din combinaţii halogenii cu număr atomic mai mare (situaţi după el în grupă) Variaţia caracterului electropozitiv şi electronegativ în sistemul periodic: Creşte caracterul electronegativ

Li F Cs At

Creşte caracterul electropozitiv Test grilă. Exerciţii

1. Alegeţi din următoarele răspunsuri pe cel care indică corect variaţia caracterului electronegativ al halogenilor.

a) I > Br > Cl > F b) Cl > F >Br > I c) F > Cl > Br > I d) Nici un răspuns nu este corect corect c)

2. Nu este corectă reacţia:

a) Cl 2 + 2HBr → Br 2 + 2H Cl b) Cl 2 + 2HI → I 2 + 2HCl corect c) c) Br 2 + 2HCl → Cl 2 + 2HBr d) Br 2 + 2HI → I 2 + 2HBr

3. Alegeţi din următoarele răspunsuri pe cel care indică corect variaţia caracterului

electropozitiv al metalelor alcaline. a) Li > Na > K > Rb > Cs b) Cs > Rb > K > Na > Li corect b) c) Na > Li > K > Cs > Rb d) K > Rb > Li > Na > Cs

4. Caracterul electrochimic al nemetalelor din per. a 3-a variază astfel:

a) Cl > P >Si > S b) SI > P > S > Cl corect c) c) Cl > S > P > Si d) S >P > Si > Cl

23

5. Cel mai electronegativ element este: a) F corect a) b) P c) S d) Al

6. Suma numerelor atomice a două elemente este 20 iar diferenţa lor este 2. Să se

determine: a) elementele şi poziţia lor în sistem; b) caracterul chimic şi electrochimic;

7. Reprezintă un proces de ionizare posibil: a) P + 3 −e -> P-3 b) N - 3 −e →N 3+ c) Cu - −e → Cu 2+ d) Fe + 2 −e →Fe 2+

8. Care succesiune a elementelor din grupa I principală indică creşterea caracterului

electropozitiv al acestuia: a) K, Na, Cs, Rb, Li b) Cs, Rb, K, Na, Li

c) Li, Na, K, Rb, Cs

9. Se consideră procesele de ionizare ale elementului Y = 24 E → E 2+ → E 3+ → E 6+ Se cere:

a) configuraţia electronică a speciilor implicate în proces b) locul ocupat de element în sistemul periodic c) caracterul chimic d) formulele oxizilor

10. Care din următorii hidroacizi au caracterul acid cel mai puternic: a) HF b) HI c) HCl d) HBr

11. Care din următoarele reacţii nu sunt posibile: a) K 2 SO 4 + 2HCl → 2KCl + H 2 SO 4 b) Cu SO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 c) 2NaCl + H 2 SO 4 → 2HCl +

42SONa

d) Cu + 2HCl → CuCl 2 + H 2 ↑