Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Усиление металлических и неметаллических свойств в таблице

Периодическая таблица Дмитрия Ивановича Менделеева очень удобна и универсальна в своём использовании. По ней можно определить некоторые характеристики элементов, и что самое удивительное, предсказать некоторые свойства ещё неоткрытых, не обнаруженных учёными, химических элементов (например, мы знаем некоторые свойства предполагаемого унбигексия, хотя его ещё не открыли и не синтезировали).

Что такое металлические и неметаллические свойства

Эти свойства зависят от способности элемента отдавать или притягивать к себе электроны. Важно запомнить одно правило, металлы – отдают электроны, а неметаллы – принимают. Соответственно металлические свойства – это способность определённого химического элемента отдавать свои электроны (с внешнего электронного облака) другому химическому элементу. Для неметаллов всё в точности наоборот. Чем легче неметалл принимает электроны, тем выше его неметаллические свойства.

Металлы никогда не примут электроны другого химического элемента. Такое характерно для следующих элементов;

С неметаллами дела обстоят похожим образом. Фтор больше всех остальных неметаллов проявляет свои свойства, он может только притянуть к себе частицы другого элемента, но ни при каких условиях не отдаст свои. Он обладает наибольшими неметаллическими свойствами. Кислород (по своим характеристикам) идёт сразу же после фтора. Кислород может образовывать соединение с фтором, отдавая свои электроны, но у других элементов он забирает отрицательные частицы.

Список неметаллов с наиболее выраженными характеристиками:

Неметаллические и металлические свойства объясняются тем, что все химические вещества стремятся завершить свой энергетический уровень. Для этого на последнем электронном уровне должно быть 8 электронов. У атома фтора на последней электронной оболочке 7 электронов, стремясь завершить ее, он притягивает ещё один электрон. У атома натрия на внешней оболочке один электрон, чтобы получить 8, ему проще отдать 1, и на последнем уровне окажется 8 отрицательно заряженных частиц.

Благородные газы не взаимодействуют с другими веществами именно из-за того, что у них завершён энергетический уровень, им не нужно ни притягивать, ни отдавать электроны.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Как изменяются металлические свойства в периодической системе

Периодическая таблица Менделеева состоит из групп и периодов. Периоды располагаются по горизонтали таким образом, что первый период включает в себя: литий, бериллий, бор, углерод, азот, кислород и так далее. Химические элементы располагаются строго по увеличению порядкового номера.

Группы располагаются по вертикали таким образом, что первая группа включает в себя: литий, натрий, калий, медь, рубидий, серебро и так далее. Номер группы указывает на количество отрицательных частиц на внешнем уровне определённого химического элемента. В то время, как номер периода указывает на количество электронных облаков.

Металлические свойства усиливаются в ряду справа налево или, по-другому, ослабевают в периоде. То есть магний обладает большими металлическими свойствами, чем алюминий, но меньшими, нежели натрий. Это происходит потому, что в периоде количество электронов на внешней оболочке увеличивается, следовательно, химическому элементу сложнее отдавать свои электроны.

В группе все наоборот, металлические свойства усиливаются в ряду сверху вниз. Например, калий проявляется сильнее, чем медь, но слабее, нежели натрий. Объяснение этому очень простое, в группе увеличивается количество электронных оболочек, а чем дальше электрон находится от ядра, тем проще элементу его отдать. Сила притяжения между ядром атома и электроном в первой оболочке больше, чем между ядром и электроном в 4 оболочке.

Сравним два элемента – кальций и барий. Барий в периодической системе стоит ниже, чем кальций. А это значит, что электроны с внешней оболочки кальция расположены ближе к ядру, следовательно, они лучше притягиваются, чем у бария.

Сложнее сравнивать элементы, которые находятся в разных группах и периодах. Возьмём, к примеру, кальций и рубидий. Рубидий будет лучше отдавать отрицательные частицы, чем кальций. Так как он стоит ниже и левее. Но пользуясь только таблицей Менделеева нельзя однозначно ответить на этот вопрос сравнивая магний и скандий (так как один элемент ниже и правее, а другой выше и левее). Для сравнения этих элементов понадобятся специальные таблицы (например, электрохимический ряд напряжений металлов).

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Как изменяются неметаллические свойства в периодической системе

Неметаллические свойства в периодической системе Менделеева изменяются с точностью до наоборот, нежели металлические. По сути, эти два признака являются антагонистами.

Неметаллические свойства усиливаются в периоде (в ряду справа налево). Например, сера способна меньше притягивать к себе электроны, чем хлор, но больше, нежели фосфор. Объяснение этому явлению такое же. Количество отрицательно заряженных частиц на внешнем слое увеличивается, и поэтому элементу легче закончить свой энергетический уровень.

Неметаллические свойства уменьшаются в ряду сверху вниз (в группе). Например, фосфор способен отдавать отрицательно заряженные частицы больше, чем азот, но при этом способен лучше притягивать, нежели мышьяк. Частицы фосфора притягиваются к ядру лучше, чем частицы мышьяка, что даёт ему преимущество окислителя в реакциях на понижение и повышение степени окисления (окислительно-восстановительные реакции).

Сравним, к примеру, серу и мышьяк. Сера находится выше и правее, а это значит, что ей легче завершить свой энергетический уровень. Как и металлы, неметаллы сложно сравнивать, если они находятся в разных группах и периодах. Например, хлор и кислород. Один из этих элементов выше и левее, а другой ниже и правее. Для ответа придётся обратиться к таблице электроотрицательности неметаллов, из которой мы видим, что кислород легче притягивает к себе отрицательные частицы, нежели хлор.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Периодическая таблица Менделеева помогает узнать не только количество протонов в атоме, атомную массу и порядковый номер, но и помогает определить свойства элементов.

Видео

Видео поможет вам разобраться в закономерности свойств химических элементов и их соединений по периодам и группам.

Источник

Зависимость свойств элементов от строения их атомов

Теория строения атомов объясняет периодическое изменение свойств элементов при увеличении порядкового номера.

Важнейшими свойствами элементов являются металличность (металлические свойства) и неметалличность (неметаллические свойства).

Металличность — это способность атомов элемента отдавать электроны. Количественной характеристикой металличности элемента является энергия ионизации (I).

Энергия ионизации атома — это количество энергии, которое необходимо для отрыва электрона от атома элемента (Э), т. е. для превращения атома в положительно заряженный ион:

Э 0 + I = Э + + ē

Чем меньше энергия ионизации, тем легче атом отдает электрон, тем сильнее металлические свойства элемента.

Неметалличность — это способность атомов элемента присоединять электроны.

Количественной характеристикой неметалличности элемента является сродство к электрону (Еср). Сродство к электрону — это энергия, которая выделяется при присоединении электрона к нейтральному атому, т. е. при превращении атома в отрицательно заряженный ион:

Э 0 + ē = Э — + Еср

Чем больше сродство к электрону, тем легче атом присоединяет электрон, тем сильнее неметаллические свойства элемента.

Универсальной характеристикой металличности и неметалличности элементов является электроотрицательность элемента (ЭО).

Электроотрицательность элемента характеризует способность его атомов притягивать к себе электроны, которые участвуют в образовании химических связей с другими атомами в молекуле.

Чем больше металличность, тем меньше ЭО.

Чем больше неметалличность, тем больше ЭО.

При определении значений относительной электроотрицательности различных элементов за единицу принята ЭО лития.

Относительная электроотрицательность элементов I IV периодовЧем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Рассмотрим, как изменяются некоторые характеристики элементов в малых периодах слева направо:

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

— Заряд ядер атомов увеличивается.

— Число электронных слоев атомов не изменяется.

— Число электронов на внешнем слое атомов увеличивается от до 8.

— Радиус атомов уменьшается.

— Прочность связи электронов внешнего слоя с ядром увеличивается.

— Энергия ионизации увеличивается.

— Сродство к электрону увеличивается.

— Металличность элементов уменьшается.

— Неметалличность элементов увеличивается.

В больших периодах с увеличением заряда ядер электронное строение атомов изменяется сложнее, чем в малых периодах. Поэтому и изменение свойств элементов в больших периодах более сложное.

Рассмотрим это изменение свойств на примере четвертого периода. Он начинается, как и малые периоды, двумя s-элементами — K и Са, в атомах которых на внешнем слое находится соответственно 1 и 2 электрона. Эти элементы имеют наибольшие радиусы атомов среди всех элементов IV периода, поэтому электроны внешнего слоя слабо связаны с атомами, и эти элементы являются типичными металлами. Эти элементы имеют самые низкие в IV периоде значения ЭО.

В атомах следующих десяти элементов (от Sc до Zn) происходит заполнение d-подуровня предвнешнего слоя; на внешнем слое число электронов в атомах всех этих элементов равно 2 или 1 (Cr, Сu). Радиусы атомов d-элементов мало различаются между собой. Поэтому d-элементы похожи по своим свойствам — все они являются металлами (но менее активными, чем K и Са, которые имеют меньшие заряды ядер и большие радиусы атомов). ЭО всех d-элементов IV периода изменяется в небольшом интервале от 1,3 до 1,9.

В атомах последних шести элементов IV периода (от Gа до Kr) заполняется р-подуровень внешнего слоя, поэтому количество электронов на внешнем слое увеличивается от 3 до 8. Радиусы атомов этих элементов уменьшаются слева направо. Уменьшение радиуса атомов и увеличение числа электронов на внешнем слое являются причиной уменьшения металличности и увеличения неметалличности элементов слева направо. ЭО этих элементов изменяется от 1,6 у Gа до 2,8 y Br.

Рассмотрим, как изменяются некоторые характеристики элементов в главных подгруппах сверху вниз:Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

В малых периодах закономерно изменяется высшая валентностъ элементов: во втором периоде от I у Li до V у N; в третьем периоде от у Na до VII у Cl. В большом четвертом периоде высшая валентность увеличивается от I у K до VII у Мn; у следующих элементов она понижается до II у Zn, а потом снова увеличивается от III у Gа до VII у Вr.

Периодическое изменение высшей валентности объясняется периодическим изменением числа валентных электронов в атомах.

Валентные электроны — это электроны, которые могут участвовать в образовании химических связей.

В атомах s- и р-элементов валентными являются, как правило, все электроны внешнего слоя.

В атомах d-валентными являются электроны внешнего слоя (2 или 1), а также все или некоторые d-электроны предвнешнего слоя.

Число валентных электронов для большинства элементов равно номеру группы.

Значение периодического закона и периодической системы элементов Д. И. Менделеева

Ученые разных стран — У. Одлинг и Дж. Ньюлендс (Англия), Ж. Дюма и А. Шанкуртуа (Франция), И. Деберёйнер и Л. Мёйер (Германия) и другие пытались классифицировать химические элементы. Они установили существование групп, похожих по свойствам элементов, но не обнаружили взаимосвязь всех химических элементов. Эту взаимосвязь открыл великий русский ученый Д. И. Менделеев и выразил ее в периодическом законе. На основе периодического закона Д. И. Менделеев предсказал существование двенадцати элементов, которые в то время еще не были открыты и определил их положение в периодической системе. Свойства трех из этих элементов он подробно описал и условно назвал их «экабором», «экаалюминием» и «экасилицием», так как считал, что эти элементы должны быть похожи по свойствам на бор, алюминий и кремний. Через несколько лет (еще при жизни Менделеева) эти элементы были открыты и получили названия — галлий Gа, скандий Sc и германий Gе.

Физический смысл периодического закона стал понятен после создания теории строения атома. Но сама эта теория развивалась на основе периодического закона и периодической системы.

Периодический закон — один из основных законов природы и важнейший закон химии. Современный этап развития химической науки начинается с открытия периодического закона. Он помогает ученым создавать новые химические элементы и новые соединения элементов, получать вещества с нужными свойствами. Этот закон играет важную роль в развитии всего естествознания (физики, биологии и других наук).

Периодический закон имеет большое философское значение — он подтвердил наиболее общие законы развития природы.

Источник

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.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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).

Периодическая таблица Д.И. Менделеева содержит колоссальное число ответов на самые разные вопросы. При умелом ее использовании вы сможете предполагать строение и свойства веществ, успешно писать химические реакции и решать задачи.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Период, группа и электронная конфигурация

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.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Длина связи

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

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Основные и кислотные свойства

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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).

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Восстановительные и окислительные свойства

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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.

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

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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.

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.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

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.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

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.

Источник

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Химические свойства элементов обусловливаются не всеми электронами, а только теми, которые имеют наибольшую энергию. Эти электроны называют валентными.

Именно от числа валентных электронов зависит то, есть элемент металлом или неметалом, свойства его соединений и значение валентности в этих соединениях.

Со увеличением порядкового номера элемента в Периодической системе число валентных электронов периодически повторяется, что приводит к периодической смене свойств элементов и образованных ими веществ. Именно поэтому каждый период начинается с металлического элемента и заканчивается неметалічним.

Атомы, которые содержат на внешнем уровне число электронов, промежуточное между металлическими и неметаллическими (обычно это три-четыре), образуют амфотерные соединения.

Зависимость металлических и неметаллических свойств от строения внешнего электронного слоя

Завершены энергетические уровни, а также внешние уровни, которые содержат восемь электронов, имеют повышенную устойчивость. Именно этим объясняется химическая инертность гелия, неона и аргона: они вообще не вступают в химические реакции. Атомы всех других химических элементов пытаются отдать или присоединить электроны, чтобы их электронная оболочка стала устойчивой, при этом они превращаются в заряженные частицы.

Чем большее число электронов содержится на внешнем электронном слое, тем сложнее их отдавать, поэтому с увеличением числа электронов на внешнем уровне (в периодах) металлические свойства элементов уменьшаются.

Атомы других неметаллических элементов, так же, как и атомы галогенов, стремятся завершить внешний энергетический уровень путем присоединения электронов, потому что ионы с электронной конфигурацией инертного газа имеют повышенную устойчивость. Чем больше электронов не хватает до завершения электронного слоя, тем труднее их присоединять, ведь чем меньше электронов на внешнем уровне, тем слабее обнаружены неметаллические свойства.

В атомов химических элементов одного периода число электронных слоев, что заполняется, одинаковое, ведь и радиус их атомов должно быть одинаковым. Однако в периоде с увеличением порядкового номера химического элемента заряд ядра последовательно растет. Электроны с увеличением заряда ядра притягиваются к нему сильнее, и поэтому в периоде радиус атомов уменьшается.

В главных подгруппах с увеличением порядкового номера элемента (сверху вниз) растет число занятых энергетических уровней. Именно поэтому радиус атомов химических элементов одной группы увеличивается.

Электроотрицательности химических элементов

Источник

Периодический закон

Периодический закон — это фундаментальный закон, который был сформулирован Д.И. Менделеевым в 1869 году.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Поэтому современная формулировка периодического закона звучит так:

« Свойства элементов, форма и свойства образованных ими соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов «.

Следствие периодического закона – изменение свойств элементов в определенных совокупностях, а также повторение свойств по периодам, т.е. через определенное число элементов. Такие совокупности Менделеев назвал периодами.

Группы – вертикальные столбцы элементов с одинаковым числом валентных электронов, равным номеру группы. Различают главные и побочные подгруппы. Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов, валентные электроны которых расположены на внешних ns— и np— подуровнях.

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева состоит из семи периодов, которые представляют собой горизонтальные последовательности элементов, расположенные по возрастанию заряда их атомного ядра.

Каждый период (за исключением первого) начинается атомами щелочных металлов (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) и заканчивается благородными газами (Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), которым предшествуют типичные неметаллы.

В периодах слева направо возрастает число электронов на внешнем уровне.

В периодах слева направо постепенно ослабевают металлические и усиливаются неметаллические свойства.

2Na + H2 → 2NaH

В четвертом периоде вслед за Са расположены 10 переходных элементов (от скандия Sc до цинка Zn), за которыми находятся остальные 6 основных элементов периода ( от галлия Ga до криптона Кr). Аналогично построен пятый период. Переходными элементами обычно называют любые элементы с валентными d– или f–электронами.

Шестой и седьмой периоды имеют двойные вставки элементов. За элементом Ва расположены десять d–элементов (от лантана La — до ртути Hg), а после первого переходного элемента лантана La следуют 14 f–элементов — лантаноидов (Се — Lu). После ртути Hg располагаются остальные 6 основных р-элементов шестого периода (Тl — Rn).

В седьмом (незавершенном) периоде за Ас следуют 14 f–элементов- актиноидов (Th — Lr). В последнее время La и Ас стали причислять соответственно к лантаноидам и актиноидам. Лантаноиды и актиноиды помещены отдельно внизу таблицы.

Элементы в Периодической системе разделены на восемь групп (I – VIII), которые в свою очередь делятся на подгруппыглавные , или подгруппы А и побочные , или подгруппы Б. Подгруппа VIIIБ-особая, она содержит триады элементов, составляющих семейства железа (Fе, Со, Ni) и платиновых металлов (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt).

Внутри каждой подгруппы элементы проявляют похожие свойства и схожи по химическому строению. А именно:

В главных подгруппах сверху вниз усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические.

В зависимости от того, какая энергетическая орбиталь заполняется в атоме последней, химические элементы можно разделить на s-элементы, р-элементы, d- и f-элементы.

У атомов s-элементов заполняются s-орбитали на внешних энергетических уровнях. К s-элементам относятся водород и гелий, а также все элементы I и II групп главных подгрупп (литий, бериллий, натрий и др.). У p-элементов электронами заполняются p-орбитали. К ним относятся элементы III-VIII групп, главных подгрупп. У d-элементов заполняются, соответственно, d-орбитали. К ним относятся элементы побочных подгрупп.

Номер периода соответствует числу заполняемых энергетических уровней.

Номер группы, как правило, соответствует числу валентных электронов в атоме (т.е. электроном, способных к образованию химической связи).

Номер группы, как правило, соответствует высшей положительной степени окисления атома. Но есть исключения!

О каких же еще свойствах говорится в Периодическом законе?

Периодически зависят от заряда ядра такие характеристики атомов, как орбитальный радиус, энергия сродства к электрону, электроотрицательность, энергия ионизации, степень окисления и др.

Радиус атома металла равен половине расстояния между центрами двух соседних атомов в металлической кристаллической решетке. Атомный радиус зависит от типа кристаллической решетки вещества, фазового состояния и многих других свойств.

Орбитальный радиус – это теоретически рассчитанное расстояние от ядра до максимального скопления наружных электронов.

Орбитальный радиус завит в первую очередь от числа энергетических уровней, заполненных электронами.

Чем больше число энергетических уровней, заполненных электронами, тем больше радиус частицы.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Если количество заполняемых энергетических уровней одинаковое, то радиус определяется зарядом ядра частицы.

Чем больше заряд ядра, тем сильнее притяжение валентных электронов к ядру.

Чем больше притяжение валентных электронов к ядру, тем меньше радиус частицы. Следовательно:

Чем больше заряд ядра атома (при одинаковом количестве заполняемых энергетических уровней), тем меньше атомный радиус.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

В группах сверху вниз увеличивается число энергетических уровней у атомов. Чем больше количество энергетических уровней у атома, тем дальше расположены электроны внешнего энергетического уровня от ядра и тем больше орбитальный радиус атома.

В главных подгруппах сверху вниз увеличивается орбитальный радиус.

В периодах же число энергетических уровней не изменяется. Зато в периодах слева направо увеличивается заряд ядра атомов. Следовательно, в периодах слева направо уменьшается орбитальный радиус атомов.

В периодах слева направо орбитальный радиус атомов уменьшается.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

1) O 2) Se 3) F 4) S 5) Na

Решение:

В одной группе Периодической системы находятся элементы кислород O, селен Se и сера S.

В группе снизу вверх атомный радиус уменьшается, а сверху вниз – увеличивается. Следовательно, правильный ответ: O, S, Se или 142.

Ответ: 142

Пример. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите эти элементы в порядке уменьшения радиуса атома

1) K 2) Li 3) F 4) B 5) Na

Решение:

В одном периоде Периодической системы находятся элементы литий Li, фтор F и натрий Na.

В периоде слева направо атомный радиус уменьшается, а справа налево – увеличивается. Следовательно, правильный ответ: Li, B, F или 243.

Ответ: 243

Рассмотрим закономерности изменения радиусов ионов : катионов и анионов.

Катионы – это положительно заряженные ионы. Катионы образуются, если атом отдает электроны.

Радиус катиона меньше радиуса соответствующего атома. С увеличением положительного заряда иона радиус уменьшается.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

Анионы – это отрицательно заряженные ионы. Анионы образуются, если атом принимает электроны.

Радиус аниона больше радиуса соответствующего атома.

Радиусы ионов также зависят от числа заполненных энергетических уровней в ионе и от заряда ядра.

Изоэлектронные ионы – это ионы с одинаковым числом электронов. Для изоэлектронных частиц радиус также определяется зарядом ядра: чем больше заряд ядра иона, тем меньше радиус.

Еще одно очень важное свойство атомов – электроотрицательность (ЭО).

Электроотрицательность – это способность атома смещать к себе электроны других атомов при образовании связи. Оценить электроотрицательность можно только примерно. В настоящее время существует несколько систем оценки относительной электроотрицательности атомов. Одна из наиболее распространенных – шкала Полинга.

Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Смотреть картинку Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Картинка про Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства. Фото Чем меньше электронов на внешнем уровне тем металлические свойства

По Полингу наиболее электроотрицательный атом – фтор (значение ЭО≈4). Наименее элекроотрицательный атом –франций (ЭО = 0,7).

В главных подгруппах сверху вниз уменьшается электроотрицательность.

В периодах слева направо электроотрицательность увеличивается.

Пример. Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента-неметалла. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их электроотрицательности. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности:

1) Mg 2) P 3) O 4) N 5) Ti

Решение:

Элементы-неметаллы – это фосфор Р, кислород О и азот N.

Электроотрицательность увеличивается в группах снизу вверх и слева направо в периодах. Следовательно, правильный ответ: P, N, O или 243.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *