Металлические свойства химических элементов с точки зрения химии обусловлены

Обновлено: 22.01.2025

С увеличением числа элементарных элементов электроны имеют тенденцию к увеличению, а в подгруппах — к уменьшению. Самые низкие значения электроотрицательности характерны для первого элемента в первой группе, а самые высокие — для элемента P в седьмой группе.

Периодичность свойств элементов

Все характеристики элементов, определяемые электронной оболочкой индивидуума, закономерно изменяются в циклах и группах циклических систем. Однако, поскольку многие элементы сходных электронных структур не идентичны и сходны только при переходе от одного элемента к другому элементу подгруппы, то не происходит простого повторения свойств, а происходят более или менее интенсивные периодические изменения свойств элемента.

Химические свойства элемента определяются его способностью отдавать или добавлять электроны. Количественно это определяется энергией ионизации, сродством к электрону и электронами и зависит от радиуса индивидуума.

Атомные и ионные радиусы

Вследствие волнообразного характера движения электронов невозможно измерить абсолютный размер индивида, так как не существует его определенного предела.

Концепция орбитальных лучей недавно была расширена. Радиус орбиты — это самое удаленное от ядра расстояние наибольшего распределения электронной плотности. Таким образом, человек в базовом состоянии может иметь только лоток торговца и лоток стимулированного состояния — многие значения r_Пули.. На практике мы имеем дело с лучами людей, связанных определенной химической связью. Этот радиус рассматривается как фактический радиус индивида, т.е. как выявленный в результате действия. Фактический луч определяется при изучении молекулярных и кристаллических структур.

По этой причине значения атомных лучей, приведенные в различных справочниках, иногда могут значительно отличаться. Однако, несмотря на различия в значениях отдельных лучей одного и того же элемента, общая закономерность сохраняется. Это отражает зависимость атомных лучей от ядерной загрузки Z с периодическими свойствами.

Зависимость орбитальных лучей элемента r (1 Å = 10-10 м) от числа Z:.

В этот же период наблюдается тенденция к уменьшению размеров особей по мере увеличения Z. Это объясняется притяжением электронов внешнего слоя к увеличению в ядре при увеличении нагрузки.

За последний период атомное излучение увеличилось, поскольку строительство новых энергетических уровней начинается дальше ядра. В результате, в пределах первичных подгрупп размер особей увеличивается с ростом ядерной нагрузки. Во вторичных подгруппах, особенно в четверговой и шестой переходных подгруппах d-металлов, размер особей изменяется в меньшей степени. Отдельные лучи почти не отличаются друг от друга. Это можно объяснить тем, что увеличение количества лучей относительно увеличения количества квантовых уровней при переходе от четвергового к шестому периоду компенсируется сокращением количества лантанидов (₅₇ла до₇₁Lu), вызванное заполнением уровня 4F. По этой причине элементы D пятого и шестого периодов имеют особенно схожие характеристики. Так, в подгруппе IIIB (TI-ZR-HF) последние два элемента имеют одинаковые лучи (0,145 нм) и поэтому похожи друг на друга по природным и химическим свойствам, существенно отличаясь от Титана, радиус которого составляет 0,132 нм.

Потеря атомом электронов приводит к уменьшению его фактического размера, а добавление избыточного количества электронов — к увеличению. Таким образом, радиус положительно заряженных ионов (катионов) всегда меньше, а радиус отрицательно заряженных ионов (анионов) всегда больше, чем радиус соответствующих электрически нейтральных атомов. Так, радиус атома калия составляет 0,236 нм, радиус иона калия K+ — 0,133 нм, радиус атома хлора и иона хлора SD — 0,099 нм и 0,181 нм соответственно.

Таким образом, радиус иона отличается от радиуса электрически нейтрального атома в той степени, в которой ион имеет больший заряд. Например, атомные радиусы хрома и ионов Cr2+ и Cr3+ составляют 0,127, 0,083 и 0,064 нм соответственно.

Внутри подгрупп лучи ионов с одинаковым зарядом увеличиваются с ростом заряда ядра. Эта закономерность объясняется увеличением числа электронных слоев и расстояния внешних электронов от ядра.

Энергия ионизации

Поскольку удаление электронов из невозбужденного атома и преобразование их в положительно заряженные ионы всегда является внутренним процессом (т.е. путем поглощения энергии), то для того, чтобы это произошло, необходимо выполнить какое-то действие.

Минимальная энергия, необходимая для отрыва электрона от невозбужденного атома, называется энергией ионизации I

где E и E + обозначают соответственно нейтральный атом и положительно заряженный ион (катион) элемента, I — энергия ионизации, ē — электрон.

Энергия ионизации измеряется в кДж/моль или эВ/атом. 1 эВ (электронвольт) — это энергия, получаемая электроном в ускоряющем электрическом поле с разностью потенциалов 1 В (1 эВ = 1,6-10-19 Дж) при пересчете на 1 моль, что составляет 96,5 кДж/моль. Энергия ионизации может быть определена путем столкновения электронов, ускоренных в электрическом поле, с атомом.

Один, два или более электронов могут быть отсоединены от человека с большим количеством электронов. Отсоединение каждого электрона соответствует определенному значению энергии ионизации i₁, i₂, …, I_n так что это всегда я.₁ 2

Пример № 2. титан.

Периодическое изменение свойств элементов и их соединений (наглядно)

Деление элементов на металлы и неметаллы.

Нет четких ограничений. Некоторые элементы обладают свойствами перехода.

(c) Используются отрывки из учебников: «Химия» / Н.Е.-Москва, Эксмор (ЕГЭ. Экспресс-подготовка)» и «Химия: новый полный справочник для подготовки к ЕГЭ/Е.В.». Савинкина. -Москва, Издательство АСТ.

Рассматривали ли вы «Законы изменения свойств элементов и их соотношение по периодам и группам»? Выберите дальнейшие действия.

Преподавая химию, Менделеев обнаружил, что его ученикам трудно запомнить индивидуальные свойства каждого элемента. Он начал искать способы создания систематического способа облегчения запоминания свойств данных. В результате появились физические таблицы, которые позже были переименованы в периодические таблицы.

Фактчек

Таблица Менделеева состоит из «столбцов», т.е. групп и «строк», т.е. периодов;
Металлические свойства связаны со способностью отдавать электроны;
Радиус атома увеличивается при увеличении числа электронных оболочек;
Высшая валентность для большинства элементов равна номеру группы.

Задача 1.Какова максимальная прочность алюминия?

(Задание 2: Какое соединение водорода обладает наивысшими основными свойствами какого элемента?

(Задание 3: Из перечисленных элементов металлами являются

Задание 4: Какие элементы обладают наивысшими основными свойствами гидроксидов?

Металлические свойства химических элементов

В настоящий момент науке известно сто пять химических элементов, систематизированных в виде периодической таблицы. Подавляющее большинство из них причисляют к металлам, что подразумевает наличие у этих элементов особых качеств. Это так называемые металлические свойства. К таким характеристикам, в первую очередь, относятся пластичность, повышенная тепло- и электропроводимость, способность к образованию сплавов, низкое значение потенциала ионизации.

Металлические свойства того или иного элемента обусловлены способностью его атомов при возникновении взаимодействия с атомными структурами других элементов смещать в их направлении электронные облака или же «отдавать» им свои свободные электроны. Самыми активными металлами являются те, что имеют низкую энергию ионизации и электроотрицательность. Также ярко выраженные металлические свойства характерны для элементов, имеющих максимально большой радиус атома и предельно малое число внешних (валентных) электронов.

По мере наполнения валентной орбиты количество электронов во внешнем слое атомной структуры возрастает, и радиус, соответственно, уменьшается. В связи с этим атомы начинают стремиться к присоединению свободных электронов, а не к их отдаче. Металлические свойства таких элементов приобретают тенденцию к уменьшению, а их неметаллические свойства – к увеличению. И, наоборот, при увеличении атомного радиуса отмечается усиление металлических свойств. Поэтому характерной общей чертой всех металлов являются, так называемые, восстановительные качества – та самая способность атома отдавать свободные электроны.

Наиболее ярко металлические свойства элементов проявляются у веществ первой, второй групп главных подгрупп периодической таблицы, а также у щелочных и щелочноземельных металлов. Но самые сильные восстановительные качества наблюдаются у франция, а в водной среде – у лития благодаря более высокому показателю энергии гидратации.

Количество элементов, у которых проявляются металлические свойства, в пределах периода возрастает с увеличением номера периода. В периодической таблице металлы от неметаллов отделены диагональной линией, которая тянется от бора к астату. По этой разделительной черте расположены элементы, у которых в равной степени проявляются и те, и другие качества. К таким веществам относятся кремний, мышьяк, бор, германий, астат, сурьма и теллур. Данная группа элементов называется металлоидами.

Каждый период характеризуется наличием своеобразной «пограничной зоны», в которой располагаются элементы с двойственными качествами. Следовательно, переход от ярко выраженного металла к типичному неметаллу осуществляется постепенно, что и нашло отражение в периодической таблице.

Общие свойства металлических элементов (высокая электропроводимость, теплопроводность, ковкость, характерный блеск, пластичность и др.) обусловлены схожестью их внутреннего строения, а точнее – наличием кристаллической решетки. Однако существует немало качеств (плотность, твердость, температура плавления), которые придают всем металлам сугубо индивидуальные физико-химические свойства. Эти характеристики зависят от строения кристаллической решетки каждого конкретного элемента.

Готовимся серьеЗНО! Тесты по теме "ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА. СТРОЕНИЕ АТОМА"

Тренировочные тесты можно использовать для уроков обобщения и систематизации знаний, контроля уровня учебных достижений учащихся, а также для подготовки к ВНО.

Просмотр содержимого документа
«Готовимся серьеЗНО! Тесты по теме "ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА. СТРОЕНИЕ АТОМА"»

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА.

СТРОЕНИЕ АТОМА

1. Годом открытия периодического закона Д. И. Менделеева считают:

а) 1868; б) 1869; в) 1861; г) 1943.

2. В авторской формулировке периодического закона Д.И. Менделеева имеется выражение «простое тело», которое на современном химическом языке означает:

а) простое вещество; б) неорганическое вещество;

в) неодушевленное тело; г) химический элемент.

Запишите по памяти формулировку периодического закона, предложенную Д.И. Менделеевым.

3. В основе современной классификации химических элементов лежит:

а) валентность; б) строение атома;

в) атомная масса; г) число протонов в ядре атома.

Запишите по памяти современную формулировку периодического закона.

4.Вместо пробелов в данном суждении вставьте пропущенные слова и числа. Периодическая система состоит из __ групп химических элементов. Это число соответствует числу __, необходимых для завершения наружного энергетического __. Номер группы соответствует количеству __ на внешнем __ уровне в атомах элементов __подгруппы.

5. Вместо пробелов в данном суждении вставьте пропущенные слова и числа. Периодическая система состоит из ___ периодов, в том числе из ___ малых и __ больших периодов. Последний период называют также __потому, что ___, которым завершается каждый период, для __ периода еще не открыт.

6.Вместо пробелов в данном суждении вставьте пропущенные слова и числа. В настоящее время известно _химических элементов. Из них около _проявляют металлические _ , а около _проявляют __свойства. В каждой клеточке периодической системы, кроме названия элемента, приведены__, ___, ___. За пределы периодической системы вынесено__химических элементов. Это элементы ___, образующие семейство ___, и элементы __, относящиеся к семейству __.

7. Химический элемент водород помещают в первой и седьмой группах периодической системы в связи с:

а) особенностью строения атома водорода;

б) тем, что водород при низкой температуре обладает свойствами щелочного металла;

в) тем, что водород при высокой температуре обладает свойствами галогена;

г) тем, что водород — самый легкий газ.

8. Неоткрытый еще химический элемент с атомным номером 116 займет место в периодической системе в подгруппе:

а) щелочных металлов; б) кислорода; в) азота; г ) марганца.

Сделайте прогноз о свойствах этого элемента.

9. Химический элемент, завершающий седьмой период, еще не открыт. Однако научный прогноз позволяет установить его атомный номер:

а) 120; б) 118; в) 110; г) 116.

10. Каково положение металлов и неметаллов в периодической системе?

а) Металлы расположены вверху, неметаллы внизу;

б) металлы расположены внизу, неметаллы вверху;

в) металлы расположены в левой нижней части периодической системы, неметаллы в правой верхней части;

г) металлы расположены слева, неметаллы справа.

Запишите, чем объясняется такое положение элементов, проявляющих металлические или неметаллические свойства в Периодической системе

11. Химические свойства элемента определяются, прежде всего:

а) зарядом ядра атома;

б) положением элемента в периодической системе;

в) атомной массой;

г) строением внешнего электронного уровня.

Опишите, исходя из положения в периодической системе, химические свойства элемента, номер которого соответствует дню твоего рождения.

12. Физический смысл порядкового номера химического элемента в том, что он определяет:

а) положение элемента в периодической системе;

б) число протонов в ядре атома;

в) число энергетических уровней;

г) число нейтронов в атоме.

13. Физический смысл номера периода в периодической системе состоит в том, что:

а) он определяет сходные физико-химические свойства элементов данного периода;

б) металлические свойства слева направо ослабевают;

в) число электронных уровней в атомах равно номеру периода;

г) свойства элементов периодически повторяются.

14. Какой из приведенных элементов имеет наиболее ярко выраженные неметаллические свойства?

a) S; б) Se; в) Si; г) Sc?

Расположите символы этих элементов в порядке убывания их неметаллических свойств:

15. Какой из приведенных элементов имеет наиболее ярко выраженные металлические свойства?

а) Те; б) А1; в) Fe; г) Са.

Расположите символы этих элементов в порядке убывания их металлических свойств:

16. Химический элемент 107 по химическим свойствам должен обладать сходством с химическим элементом:

а) 106; б) 75; в) 85; г) 117.

Запишите формулы аналогичных соединений этой пары химических элементов

17. Какие два химических элемента в приведенном перечне (Al, S, Se, Sc, V, P, Ti) обладают наиболее сходными химическими свойствами?

а) А1 и Sc; б) Р и S; в) Ti и V; г) S и Se.

Запишите формулы аналогичных соединений этой пары химических элементов.

18. Некоторый элемент X образует иодид состава ХI₃. Какова формула соответствующего оксида данного элемента?

Запишите формулы сульфата, гидрофосфата, гидроксида и хлорида элемента Х.

19. Какие вещества в каждой паре реагируют между собой наиболее активно?

Запишите уравнения реакций между этими веществами в порядке убывания скорости их протекания.

20. Какая пара простых веществ обладает наиболее сходными свойствами?

Докажите ваш выбор тремя уравнениями реакций.

21. Неметаллические свойства элементов с точки зрения химии обусловлены:

а) активностью взаимодействия их с металлами;

б) способностью атома принимать электроны;

в) строением кристаллической решетки;

г) величиной относительной электроотрицательности.

22. Металлические свойства химических элементов с точки зрения химии обусловлены:

а) способностью атома отдавать электроны;

б) способностью реагировать с неметаллами;

в) величиной электроотрицательности;

г) строением кристаллической решетки.

23. Амфотерными свойствами не обладает:

Объясните ваш выбор.

24.Какие свойства из данного перечня изменяются у химических элементов периодически в зависимости от заряда ядра атома: относительная атомная масса (А), порядковый номер (Б), атомный радиус (В), металлические свойства (Г), неметаллические свойства (Д), плотность (Е), электропроводность (Ж), энергия ионизации (3), окраска (И), степень окисления (валентность) в типичных соединениях (К), химическая активность (Л), химические свойства гидроксидов (М), строение внешних электронных слоев в атоме (Н)?

Запишите верные ответы в порядке их перечисления.

25. У химических элементов изменяются периодически:

а) атомная масса; б) атомное ядро; в) атомный радиус; г) атомный номер.

26. У химических элементов каждого периода с возрастанием атомного номера:

а) атомный радиус и электроотрицательность уменьшаются;

б) атомный радиус увеличивается, электроотрицательность возрастает;

в) атомный радиус увеличивается, электроотрицательность уменьшается;

г) атомный радиус уменьшается, электроотрицательность возрастает.

27. У химических элементов главных подгрупп с увеличением атомного номера усиливаются:

а) металлические свойства; б) неметаллические свойства;

в) химическая активность; г) растворимость в воде.

28. У химических элементов в пределах периода слева направо усиливается:

а) металлический блеск; б) электропроводность;

в) окислительные свойства; г) относительная плотность.

29.Сила оснований, образованных элементами, в ряду Mg—Al—Аu—Na—К:

а) постепенно усиливаются; б) постепенно ослабевают;

в) вначале ослабевают, затем усиливаются;

г) вначале усиливаются, затем ослабевают.

30. Неметаллические свойства химических элементов в ряду N—As—Те—Вr—Сl:

а) ослабевают; б) усиливаются;

в) вначале ослабевают, затем усиливаются;

г) вначале усиливаются, затем ослабевают.

31. Как изменяется степень окисления (валентность) р-элементов в высших оксидах в пределах периода?

а) Закономерно возрастает;

б) постепенно уменьшается;

в) вначале возрастает, затем уменьшается;

г) вначале уменьшается, затем возрастает.

Запишите формулы высших оксидов элементов III периода.

32. Что можно сказать о степени окисления элементов главных подгрупп в высших оксидах?

а) Возрастает сверху вниз; б) как правило, равна номеру группы;

в) всегда равна номеру группы; г) уменьшается сверху вниз.

Запишите формулы высших оксидов элементов главной подгруппы III группы.

33. Степень окисления химических элементов в летучих водородных соединениях изменяется в периодах:

а) от 1 до 8, слева направо; б) от 8 до 0, справа налево;

в) от 4 до 1, слева направо; г) от 1 до 4, слева направо.

Запишите формулы летучих водородных соединений элементов III периода.

34. Число электронов в атоме равно заряду ядра, а их состояние в атоме определяется тем, что:

а) в атоме не может быть даже двух одинаковых электронов;

б) на одной орбитали не может быть более двух электронов;

в) в атоме имеются s-, p-, d- и f-электроны;

г) у атома строго определенная атомная масса.

Запишите электронную формулу химического элемента, номер которого совпадает с вашим днем рождения.

35. Вместо пробелов в суждении вставьте пропущенные слова и условные обозначения. Электронные орбитали сферической формы обозначают буквой ____. ____, имеющие форму объемной вытянутой восьмерки, обозначают буквой ______. Орбитали более сложных форм обозначают буквами _______ и ________.

36. Число нейтронов (N) в атоме химического элемента можно вычислить, зная массовое число (А) и порядковый номер элемента (Z), по формуле:

а) A = Z + N; б) N = A—Z; в) Z = A—N; г) N = Z + A.

37. Максимальное число электронов (N) на энергетическом (электронном) уровне можно подсчитать, зная номер уровня (п), по формуле:

а) N = 2n; б) N = 2/n; в) N = 2n/2; г) N = 2n 2

38. Электронная формула 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 отражает строение атома:

а) магния; б) цинка; в) натрия; г) скандия.

Запишите электронные формулы остальных элементов.

39. Вместо пробелов вставьте в суждение пропущенные слова, условные обозначения и числа. Электронная ______атома кремния включает ____ электронов, так как порядковый ______ этого элемента равен ____. Число энергетических (электронных) уровней в атоме кремния равно ___ потому, что этот _____ относится к _____ периоду. Общее число орбиталей в _____ можно подсчитать по формуле _____. Для кремния оно равно _____. На 1s-____ находится ____электрона. Такое же число электронов содержат ____ и ___. На _____находится 6 электронов. На 3р-орбиталях находятся ____ электрона. Таким образом, электронную формулу (конфигурацию) атома кремния можно записать ____.

40. На основании положения химического элемента в периодической системе можно непосредственно определить следующие характеристики:

а) число структурных частиц в ядре атома;

б) окраску высшего оксида;

в) число электронных уровней в атоме;

д) наиболее вероятные степени окисления в соединениях;

е) характер свойств оксида и гидроксида;

ж) распространенность в природе.

41. Химические элементы побочных подгрупп обладают сходными свойствами в связи:

а) со сходством в строении ядер их атомов;

б) со сходным строением электронной оболочки;

в) со сходством в строении внешних энергетических уровней атомов;

г) с особым положением в периодической системе.

42.Химические элементы главных подгрупп обладают сходными химическими свойствами, так как:

а) относятся к одной группе;

б) образуют естественные группы элементов;

в) обладают одинаковой валентностью;

г) атомы этих элементов имеют одинаковую электронную формулу внешнего энергетического уровня.

43. У химических элементов в пределах главных подгрупп одинаковы:

а) строение внешнего энергетического уровня;

в) химические свойства;

г) степень окисления в оксидах.

44. Вместо пробелов вставьте в суждение пропущенные слова и условные обозначения. У атомов элементов главных подгрупп электронами заполняются либо ___-подуровни, либо ____-подуровни. В первом случае элементы называют ____, во втором — ___. У элементов побочных подгрупп заполняется __- подуровень второго снаружи уровня. Эти элементы называются ____. У лантаноидов и актиноидов заполняются __-подуровни. Эти элементы относят к ____.

45. Наименьшим значением энергии отрыва электрона среди приведенных элементов обладает:

а) натрий; б) магний; в) железо; г) фтор.

46. Определите химический элемент, атомное ядро которого содержит 33 протона и 42 нейтрона:

а) молибден; б) мышьяк; в) рений; г) такого элемента нет.

Запишите состав ядра атомов всех элементов, перечисленных в тесте.

47. Изотопы химического элемента отличаются друг от друга:

а) по числу нейтронов; б) по числу электронов;

в) по числу протонов; г) по положению в периодической системе.

48. Электронная формула . 3d 1 4s 2 принадлежит химическому элементу:

a) Zn; б) Sc; в) Са; г) Se.

Запишите полные электронные формулы всех элементов, указанных в тесте.

49. Число протонов, нейтронов и электронов в атомах наименее распространенного природного изотопа хлора соответственно равно:

Периодический закон

Периодический закон был открыт Д.И. Менделеевым в 1868 году. Его современная формулировка: свойства химических элементов и образуемых ими соединений (простых и сложных) находятся в периодической зависимости от величины заряда атомного ядра.

Периодический закон лежит в основе современного учения о строении вещества. Периодическая система Д.И. Менделеева является наглядным отражением периодического закона.

В периодической таблице элементы расположены в порядке увеличения атомного заряда, группируются в "строки и столбцы" - периоды и группы.

Период - ряд горизонтально расположенных химических элементов. 1, 2 и 3 периоды называются малыми, они состоят из одного ряда элементов. 4, 5, 6 - называются большими периодами, они состоят из двух рядов химических элементов.

Группой называют вертикальный ряд химических элементов в периодической таблице. Элементы собраны в группы на основе степени окисления в высшем оксиде. Каждая из восьми групп состоит из главной подгруппы (а) и побочной подгруппы (б).

Радиус атома

Радиусом атома называют расстояние между атомным ядром и самой дальней электронной орбиталью. Это не четкая, а условная граница, которая говорит о наиболее вероятном месте нахождения электрона.

В периоде радиус атома уменьшается с увеличением порядкового номера элементов ("→" слева направо). Это связано с тем, что с увеличением номера группы увеличивается число электронов на внешнем уровне. Запомните, что для элементов главных подгрупп номер группы равен числу электронов на внешнем уровне.

С увеличением числа электронов они становятся более скученными, так как притягиваются друг к другу сильнее: это и есть причина маленького радиуса атома.

Чем меньше электронов, тем больше у них свободы и больше радиус атома, поэтому радиус увеличивается в периоде "←" справа налево.

В группе радиус атома увеличивается с увеличением заряда атомных ядер - сверху вниз "↓". Чем больше период, тем больше электронных орбиталей вокруг атома, соответственно, и больше его радиус.

С уменьшением заряда атома в группе радиус атома уменьшается - снизу вверх "↑". Это связано с уменьшением количества электронных орбиталей вокруг атома. Для примера возьмем атомы бора и алюминия, элементов, расположенных в одной группе.

Период, группа и электронная конфигурация

Обратите внимание еще раз на важную деталь: элементы, находящиеся в одной группе (главной подгруппе!), имеют сходную конфигурацию внешнего уровня. Так у бора на внешнем уровне расположены 3 электрона, у алюминия - тоже 3. Оба они в III группе.

Такая закономерность иногда может сильно облегчить жизнь, однако у элементов побочных подгрупп она отсутствует - там нужно считать электроны "вручную", располагая их на электронных орбиталях.

B₅ - 1s 2 2s 2 2p 1
Al₁₃ - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

Общую электронную конфигурацию для элементов III группы главной подгруппы можно записать ns 2 np 1 . Это будет работать для бора, внешний уровень которого 2s 2 2p 1 , алюминия - 3s 2 3p 1 , галия - 4s 2 4p 1 , индия - 5s 2 5p 1 и таллия - 6s 2 6p 1 . За "n" мы принимаем номер периода.

Правило составления электронной конфигурации, которое вы только что увидели, универсально. Если вы имеете дело с элементом главной подгруппы, то увидев номер группы вы знаете, сколько электронов у него на внешнем уровне. Посмотрев на период, знаете номер его внешнего уровня.

Вам остается только распределить известное число электронов по s и p ячейкам, а затем подставить номер периода - и вот быстро получена конфигурация внешнего уровня. Предлагаю посмотреть на примере ниже :)

Очень надеюсь, что теперь вы знаете: только глядя на положение элемента в периодической таблице, на группу и период, в которых он расположен, вы уже можете составить конфигурацию его внешнего уровня. Безусловно, это для элементов главных подгрупп. Повторюсь: у побочных - только "вручную".

Длина связи

Длина связи - расстояние между атомами химически связанных элементов. Очевидно, что понятия длины связи и атомного радиуса взаимосвязаны напрямую. Чем больше радиус атома, тем больше длина связи.

Убедимся в этом на наглядном примере, сравнив длину связей в четырех веществах: HF, HCl, HBr, HI.

Чем больше радиусы атомов, которые образуют химическую связь, тем больше между ними и длина связи. Радиус атома водорода неизменен во всех трех веществах, а в ряду F → Cl → Br → I происходит увеличение радиуса атома. Наибольшим радиусом обладает йод, поэтому самая длинная связь в молекуле HI.

Металлические и неметаллические свойства

В периоде с увеличением заряда атома металлические свойства ослабевают, неметаллические - усиливаются (слева направо "→"). В группе с увеличением заряда атома металлические свойства усиливаются, а неметаллические - ослабевают (сверху вниз "↓").

Сравним металлические и неметаллические свойства Rb, Na, Al, S. Натрий, алюминий и сера находятся в одном периоде. Металлические свойства возрастают S → Al → Na. Натрий и рубидий находятся в одной группе, металлические свойства возрастают Na → Rb.

Таким образом, самые сильные металлические свойства проявляет рубидий, но с другой стороны - у него самые слабые неметаллические свойства. Сера обладает самыми слабыми металлическими свойствами, но, если посмотреть по-другому, сера - самый сильный неметалл.

Распределение металлов и неметаллов в периодической таблице также является наглядным отображением этого правила. Если провести условную линию, проходящую от бора до астата, то справа окажутся неметаллы, а слева - металлы.

Основные и кислотные свойства

Основные свойства в периоде с увеличением заряда атома уменьшаются, кислотные - возрастают. В группе с увеличением заряда атома основные свойства усиливаются, а кислотные - ослабевают.

Кислотные и основные свойства противопоставлены друг другу, как противопоставлены металлические и неметаллические. Где первые усиливаются, вторые - убывают. Все аналогично, поэтому смело ассоциируйте одни с другими, так будет гораздо легче запомнить.

Замечу, что здесь есть одно важное исключение. Как и в общем случае: исключения только подтверждают правила. В ряду галогенводородных кислот HF → HCl → HBr → HI происходит усиление кислотных свойств (а не ослабление, как должно быть по логике нашего правила).

Это можно объяснить в темах диссоциации и химических связей. Когда мы дойдем до соответствующей темы, я напомню про HF и водородные связи между молекулами, которые делают эту кислоту самой слабой. Сейчас воспринимайте это как исключение: HF - самая слабая из этих кислот, а HI - самая сильная.

Восстановительные и окислительные свойства

Восстановительные свойства в периоде с увеличением заряда атома ослабевают, окислительные - усиливаются. В группе с увеличением заряда атома восстановительные свойства усиливаются, а окислительные - ослабевают.

Ассоциируйте восстановительные свойства с металлическими и основными, а окислительные - с неметаллическими и кислотными. Так гораздо проще запомнить ;-)

Электроотрицательность (ЭО), энергия связи, ионизации и сродства к электрону

Электроотрицательность - способность атома, связанного с другими, приобретать отрицательный заряд (притягивать к себе электроны). Мы уже касались ее в статье, посвященной степени окисления. Это важное свойство, ведь более ЭО-ый атом притягивает к себе электроны и уходит в отрицательную степень окисления со знаком минус "-".

Все перечисленные в подзаголовке свойства вместе с ЭО усиливаются в периоде с увеличением заряда атома, в группе с увеличением заряда атома они ослабевают. Таким образом, самый электроотрицательный элемент расположен справа вверху таблицы Д.И. Менделеева - это фтор.

Для примера сравним ЭО-ость атомов Te, In, Al, P. Индий расположен в одной группе с алюминием, ЭО-ость In → Al возрастает (снизу вверх). Алюминий расположен в одном периоде с серой, ЭО-ость возрастает Al → S (слева направо). Сравнивая серу и теллур, мы видим, что сера расположена в группе выше теллура, значит и ее электроотрицательность тоже выше.

Энергия связи (а также ее прочность) возрастают с увеличением электроотрицательности атомов, образующих данную связь. Чем сильнее атом тянет на себя электроны (чем больше он ЭО-ый), тем прочнее получается связь, которую он образует.

Понятию ЭО-ости "синонимичны" также понятия сродства к электрону - энергии, выделяющейся при присоединении электрона к атому, и энергии ионизации - количеству энергии, которое необходимо для отщепления электрона от атома. И то, и другое возрастают с увеличением электроотрицательности.

Продемонстрирую на примере. Сравним энергию связи в трех молекулах: H₂O, H₂S, H₂Se.

Высшие оксиды и летучие водородные соединения (ЛВС)

В периодической таблице Д.И. Менделеева ниже 7 периода находится строка, в которой для каждой группы указаны соответствующие высшие оксиды, ниже строка с летучими водородными соединениями.

Для элементов главных подгрупп начиная с IV группы (в большинстве случае) максимальная степень окисления (СО) определяется по номеру группы. К примеру, для серы (в VI группе) максимальная СО = +6, которую она проявляет в соединениях: H₂SO₄, SO₃.

В таблице видно, что для VIa группы формула высшего оксида RO₃, а, к примеру, для IIIa группы - R₂O₃. Напишем высшие оксиды для веществ из VIa : SO₃, SeO₃, TeO₃ и IIIa группы: B₂O₃, Al₂O₃, Ga₂O₃.

На экзамене строка с готовыми "высшими" оксидами, как в таблице наверху, может отсутствовать. Считаю важным подготовить вас к этому. Предположим, что эта строчка внезапно исчезла из таблицы, и вам нужно записать высшие оксиды для фосфора и углерода.

С летучими водородными соединениями (ЛВС) ситуация аналогичная: их может не быть в периодической таблице Д.И. Менделеева, которая попадется на экзамене. Я расскажу вам, как легко их запомнить.

ЛВС характерны для IV, V, VI и VII группы. Элементы этих групп более электроотрицательны, чем водород, поэтому ходят в "-" отрицательную СО. Минимальная степень окисления для элементов главных подгрупп, начиная с IV группы, может быть рассчитана так: номер группы - 8.

Например, для углерода минимальная СО = 4-8 = -4; для азота 5-8 = -3; для кислорода 6-8 = -2; для фтора 7-8 = -1. Для того, чтобы запомнить ЛВС, вы должны ассоциировать IV, V, VI и VII группы с хорошо известными вам веществами: метаном, аммиаком, водой и фтороводородом.

Так как общее строение ЛВС в пределах одной группы сходно, то, вспомнив например H₂O для кислорода в VI группе, вы легко найдете формулы других ЛВС VI группы: серы - H₂S, H₂Se, H₂Te, H₂Po.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: