ГДЗ по химии, 8 класс, Габриелян, номер 29.5: Открытие периодического закона Д. И. Менделеевым

План решения:

Для выполнения задания необходимо вспомнить закономерности изменения свойств оксидов в периодической системе. Основные свойства оксидов усиливаются по мере увеличения металличности элемента (снижения электроотрицательности). В пределах одного периода металличность уменьшается слева направо, а в пределах одной группы — увеличивается сверху вниз. Также важно помнить, что амфотерные оксиды (например, Al₂O₃, Cr₂O₃) проявляют слабые основные свойства по сравнению с типичными основными оксидами щелочных и щелочноземельных металлов.

Вычисление и анализ:

а) Расположим оксиды Na₂O, Li₂O, Cr₂O₃.
Литий (Li) и натрий (Na) находятся в I группе. Натрий расположен ниже лития, значит, металличность натрия выше, и его оксид Na₂O имеет более выраженные основные свойства, чем Li₂O. Хром (Cr) находится в той же группе, что и молибден, но в периоде с переходными металлами; Cr₂O₃ является амфотерным оксидом, поэтому его основные свойства наименее выражены среди данных веществ.
Порядок возрастания основных свойств: Cr₂O₃<Li₂O<Na₂O.

б) Расположим оксиды MgO, Na₂O, Al₂O₃.
Все три элемента (Na, Mg, Al) находятся в третьем периоде. Порядок их расположения в таблице Менделеева слева направо: Na→Mg→Al. С увеличением порядкового номера в периоде металличность элементов снижается, а кислотность оксидов возрастает (основность падает). Следовательно, наиболее сильными основными свойствами обладает оксид натрия Na₂O, затем оксид магния MgO, а оксид алюминия Al₂O₃ является амфотерным и обладает наименее выраженными основными свойствами.
Порядок возрастания основных свойств: Al₂O₃<MgO<Na₂O.

в) Расположим оксиды MgO, CuO, CaO.
Магний (Mg) и кальций (Ca) относятся к II группе (щелочноземельные металлы). Кальций находится ниже магния, поэтому его металличность выше, и оксид CaO проявляет более сильные основные свойства, чем MgO. Медь (Cu) — переходный металл, её оксид CuO относится к основным оксидам, но медь менее активна и менее металлическая, чем щелочноземельные металлы. Однако сравнение CuO и MgO требует осторожности: обычно основные свойства оксидов активных металлов (IIA группа) сильнее, чем у оксидов меди. Но если смотреть на ряд активности или электроотрицательность, то Cu имеет высокую электроотрицательность по сравнению с Mg и Ca. Тем не менее, стандартная школьная логика для этих групп: Ca>Mg>Cu по металличности? Нет, медь менее металлическая, чем магний. Проверим по периоду/группе. Mg (3 период, IIA), Ca (4 период, IIA), Cu (4 период, IB). В одном периоде слева направо металличность падает, поэтому Ca>Cu. В одной группе сверху вниз металличность растет, поэтому Ca>Mg. Сравним Mg и Cu. Магний — типичный металл, медь — менее активный. Оксид магния — сильноосновный, оксид меди — основной, но слабее реагирует с водой (не реагирует вообще, как и MgO, но с кислотами MgO реагирует бурнее). Обычно в таких задачах порядок строится по силе основания соответствующего гидроксида. Ca(OH)₂ — сильное основание, Mg(OH)₂ — слабое, но основное, Cu(OH)₂ — очень слабое основание (амфотерно-кислотные свойства слабо выражены, но чаще считается слабым основанием). Однако, часто в учебниках 8 класса сравнивают через положение в ПСХЭ. Ca и Mg в одной группе, Ca ниже -> CaO сильнее MgO. Где Cu? Cu правее Ca в том же периоде -> Ca металлический сильнее Cu. А Mg против Cu? Mg левее и выше диагонали... Обычно считают, что основные свойства CaO>MgO>CuO или иногда путают Mg и Cu. Давайте проверим стандартную логику: чем больше металличность, тем сильнее основные свойства оксида. Металличность: Ca>Mg>Cu (так как Mg - щелочноземельный, а Cu - переходный, менее активный). Значит, основные свойства: CuO<MgO<CaO.

Проверка:

В пункте а) амфотерный оксид хрома стоит первым (слабейшие основные свойства), далее литий, затем натрий (сильнейшие). Это соответствует закону убывания металличности в группе снизу вверх и наличию амфотерности у переходных металлов высших степеней окисления (здесь +3).
В пункте б) порядок строго обратный расположению в периоде: Al (правый край) -> Mg -> Na (левый край). Амфотерный Al₂O₃ имеет наименьшие основные свойства.
В пункте в) Ca и Mg из одной группы, Ca ниже, значит CaO сильнее MgO. Cu находится справа от Ca в том же периоде, значит Cu менее металлический, чем Ca. Сравнение Mg и Cu: Mg — элемент главной подгруппы, типичный металл, Cu — побочной подгруппы, менее активный металл. Поэтому MgO обладает более выраженными основными свойствами, чем CuO. Итоговый порядок верен.