01. Строение атома
11 мин
02. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
10 мин
03. Валентные возможности атомов химических элементов
8 мин
04. ЕГЭ. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома
18 мин
05. Изменение свойств простых веществ и соединений элементов в группах и периодах
11 мин
Видео доступно по абонементу
Периодичность означает повторение физических и химических свойств элементов и их соединений через определенные интервалы.
Например, щелочные металлы (элементы IА подгруппы) располагаются в таблице через каждые 8 или 18 элементов. Во всех атомах щелочных металлов на последнем электронном слое находится по 1 электрону, который они легко отдают, выступая в роли восстановителей. Элементы галогены располагаются в периодической системе в VIIА подгруппе, на внешнем слое в их атомах находится 7 электронов. Галогены – типичные неметаллы, сильные окислители, причем сходны состав и свойства образуемых ими не только простых, но и сложных веществ.
Следовательно, периодичность свойств элементов и их соединений обусловлена повторением электронных конфигураций атомов. В этом заключается физический смысл периодического закона.
В периодах с увеличением заряда ядра происходит последовательное увеличение числа электронов на внешнем уровне и уменьшение радиусов атомов.
Так как возрастает притяжение электронов к ядру, увеличивается относительная электроотрицательность. Металлические и восстановительные свойства простых веществ, образуемых атомами этих элементов, убывают, все труднее становится атомам отдавать электроны. Неметаллические и окислительные свойства нарастают.
Таблица 1. Некоторые свойства элементов второго периода и образованных ими веществ
Группа | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
1. Элемент, поряд. номер | 3Li | 4Be | 5B | 6C | 7N | 8O | 9F | 10Ne |
2. Строение внешнего энергетического уровня | 2s¹ | 2s² | 2s²2p¹ | 2s²2p² | 2s²2p³ | 2s²2p⁴ | 2s²2p⁵ | 2s²2p⁶ |
3. Радиус атома, нм | 0,159 | 0,104 | 0,078 | 0,062 | 0,052 | 0,045 | 0,040 | 0,035 |
4. Относительная электроотрицательность | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | - |
5. Свойства простого вещества | Щелочной металл | Металл | Неметалл | Неметалл | Неметалл | Активный неметалл | Очень активный неметалл | Благородный газ |
6. Окислительно-восстановительные свойства простого вещества | Сильный восстановитель | Восстановитель | Слабый окислитель | Слабый окислитель | Окислитель | Сильный окислитель | Очень сильный окислитель | Химически инертен |
7. Кислотно-основные свойства высших оксида и гидроксида | +1 Li₂O основный оксид
LiOH сильное основание | +2 BeO амфотерный оксид
Be(OH)₂ амфотерный гидроксид | +3 B₂O₃ кислотный оксид
H₃BO₃ очень слабая кислота | +4 CO₂ кислотный оксид
H₂CO₃ слабая кислота | +5 N₂O₅ кислотный оксид
HNO₃ сильная кислота | ----- | ----- | ----- |
8. Свойства водных растворов газообразных водородных соединений | ----- | ----- | ----- | СН₄ безразличные | NH₃ основные | H₂O амфотерные | HF кислотные |
|
В главных подгруппах с увеличением заряда ядра атомов (сверху вниз) радиусы атомов увеличиваются, следовательно, электроотрицательность, окислительные и неметаллические свойства ослабевают.
Рассмотрим некоторые закономерности изменения свойств элементов и их соединений на примере элементов главной подгруппы II группы. Во IIА подгруппе с увеличением заряда ядра сверху вниз увеличивается радиус атомов, т. к. при неизменном количестве внешних электронов увеличивается число занятых электронами энергетических уровней. Относительная электроотрицательность уменьшается. Свойства оксидов и гидроксидов этих элементов изменяются от амфотерных к основным.
Таблица 2. Некоторые свойства элементов IIА подгруппы и их соединений
Период | Элемент и поряд. номер | Строение внешнего энерг. уровня | Радиус атома, нм | Относительная электроотрицательность | Кислотно-основные св-ва оксида и гидроксида | |
2 | 4Be | 2s2 | 0,104 | 1,5 | BeO амфотерный | Be(OH)₂ амфотерный гидроксид |
3 | 12Mg | 3s2 | 0,148 | 1,2 | MgO основный | Mg(OH)₂ основание средней силы |
4 | 20Ca | 4s2 | 0,169 | 1,0 | CaO основный | Ca(OH)₂ сильное основание |
… | … | … | … | … | … | … |
6 | 56Ba | 6s2 | 0,206 | 0,9 | BaO основный | Ba(OH)₂ сильное основание |
Для элементов VIIА подгруппы и их соединений наблюдаются те же закономерности (Таблица 3).
Таблица 3. Некоторые свойства элементов VIIА подгруппы и их соединений
Период | Элемент и поряд. номер | Строение внешнего энерг. уровня | Радиус атома, нм | Относит. электроотрицательность | Свойства водного раствора газообразного водородного соединения |
2 | 9F | 2s²2р⁵ | 0,040 | 4,0 | HF кислота средней силы |
3 | 17Cl | 3s²3р⁵ | 0,073 | 2,83 | HCl сильная кислота |
4 | 35Br | 4s²4р⁵ | 0,085 | 2,74 | HBr сильная кислота |
5 | 53I | 5s²5р⁵ | 0,105 | 2,21 | HI сильная кислота |
Подведение итогов урока
На данном уроке была рассмотрена периодическая зависимость наиболее важных свойств атомов химических элементов и их соединений от зарядов ядер атомов. Вы узнали, как предсказать свойства элементов и образованных ими веществ на основании их положения в Периодической системе.
Список литературы
Новошинский И. И., Новошинская Н. С. Химия. Учебник для 10 класса общеобр. учрежд. Профильный уровень. – М.: ООО «ТИД «Русское слово – РС», 2008 (§§ 6, 7).
Рудзитис Г. Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учеб. для общеобраз. учрежд.: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2010 (§3).
Радецкий А. М. Химия. Дидактический материал. 10–11 классы. – М.: Просвещение, 2011.
Хомченко И. Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008 (с. 35–36).
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Домашнее задание
с. 35 №№ 6.2, 6.6, 6.11 из Сборника задач и упражнений по химии для средней школы (Хомченко И. Д.), 2008.
Напишите формулы летучих водородных соединений химических элементов третьего периода. Выберите их них вещество, которое наиболее активно реагирует: а) со щелочью; б) с кислотой.