Задание №6 — Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Строение атомов

Решение.

Для начала определим положение указанных элементов в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Азот $(N)$, фосфор $(P)$ и мышьяк $(As)$ находятся в одной и той же VА группе (15-й группе). В ряду $N \rightarrow P \rightarrow As$ мы движемся по группе сверху вниз.

Проанализируем, как меняются свойства элементов в этом направлении:

1) Число заполненных электронных слоев. Номер электронного слоя соответствует номеру периода. Азот находится во 2-м периоде (2 слоя), фосфор — в 3-м (3 слоя), мышьяк — в 4-м (4 слоя). Следовательно, число слоев увеличивается, а не уменьшается. Это утверждение неверно.

2) Валентность элемента в высшем оксиде. Для элементов главных подгрупп высшая валентность обычно равна номеру группы. Все три элемента относятся к VА группе, их высшая валентность в оксидах (например, $N_{2}O_{5}$, $P_{2}O_{5}$, $As_{2}O_{5}$) равна $V$. Она не изменяется. Это утверждение неверно.

3) Электроотрицательность атома. При движении вниз по группе радиус атома увеличивается, так как добавляются новые электронные слои. Внешние электроны всё слабее притягиваются к ядру, поэтому способность атома притягивать к себе общие электронные пары (электроотрицательность) уменьшается. Это утверждение верно.

4) Основный характер водородного соединения. Водородные соединения элементов VА группы — это аммиак $(NH_{3})$, фосфин $(PH_{3})$ и арсин $(AsH_{3})$. Основные свойства в этом ряду зависят от способности атома отдавать неподеленную электронную пару. С увеличением радиуса атома (от $N$ к $As$) плотность электронного облака этой пары уменьшается, и она удерживается ядром менее эффективно для образования связи с протоном. Поэтому основные свойства закономерно ослабевают. Это утверждение верно.

5) Валентность элемента в летучем водородном соединении. Для элементов V–VII групп валентность в водородных соединениях рассчитывается как $8 - \text{номер группы}$. Для V группы: $8 - 5 = 3$. Все элементы в ряду образуют соединения типа $RH_{3}$, где их валентность равна $III$. Она не изменяется. Это утверждение неверно.

Таким образом, в ряду $N \rightarrow P \rightarrow As$ уменьшаются электроотрицательность и основные свойства водородных соединений.

Ответ: 34

Источник: ФИПИ