Элемент № 73 ( – Тантал).

1. Описать состав атома: число протонов, нейтронов, электронов:

– равно заряду ядра атома;

– равно числу протонов;

.

2. Записать электронную формулу атома, указать внешний электронный уровень и орбиталь, на которую идет последний электрон. Сделать вывод о типе элемента. Изобразить электронно-структурную формулу валентного уровня:

Элемент семейства , так как последний электрон идет на -подуровень.

3. Используя электронную формулу, определить положение элемента в периодической системе Д.И. Менделеева:

Элемент находится:

6 период – т.к. максимальное значение главного квантового числа равно 6;

V группа – т.к. число валентных электронов равно 5;

побочная подгруппа – т.к. последний электрон идет на -подуровень.

4. Определить допустимые значения степеней окисления. Указать наиболее устойчивые степени окисления для данного элемента. Привести примеры соединений данного элемента в устойчивых степенях окисления:

В степени окисления атом имеет полностью пустой валентный уровень.

5. Исходя из электронной формулы определить характер свойств простого вещества. Охарактеризовать физические и химические свойства простого вещества:

Тантал образует простое вещество металл, т.к. на внешнем энергетическом уровне 2 электрона и в атоме много вакантных орбиталей.

Физические свойства: Тантал – серый металл, мягкий, пластичный, тугоплавкий (), коррозионно-стойкий.

Химические свойства: Химически очень стоек. Не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами. Медленно окисляется концентрированной фтороводородной кислотой

При кипячении медленно взаимодействует с концентрированными растворами щелочей:

Окисляется кислородом и галогенами:

6. Записать формулы и привести уравнения реакций, характеризующих химические свойства характеристических соединений: высшего оксида и гидроксида:

Высший оксид – – кислотный.

Высший гидроксид – – кислота. На самом деле эта кислота представляет собой гидратированный оксид состава .

7. Сделать вывод о причинах сходства и различия предложенных элементов:

Сходство этих элементов проявляется в одинаковом значении высшей степени окисления и, как следствие, одинаковой форме и близких химических свойствах высших оксидов и гидроксидов. Это объясняется одинаковым числом валентных электронов у обоих атомов.

Однако в отличие от азота, у которого валентные электроны располагаются на внешнем уровне, у тантала 3 валентных электрона находятся на предвнешнем -подуровне. Этим объясняется различие образуемых элементами простых веществ и отличия в значениях допустимых степеней окисления. Благодаря энергетической близости предвнешнего - и внешнего -подуровней у тантала возможны все значения степеней окисления, лежащие в интервале между высшей и нулевой.