Положение химических элементов-неметаллов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева
Из более сотни известных химических элементов простые вещества неметаллы образуют 22 элемента, причем все они находятся в главных (А) подгруппах.
Элементы-неметаллы находятся в правом верхнем углу Периодической таблицы, в главных подгруппах выше диагонали бериллий – астат. Причем с увеличением номера главной подгруппы число неметаллов в ней закономерно увеличивается на один (рис. 1).
Рис. 1. Расположение неметаллов среди элементов подгрупп А (выделены красным)
Особенности строения атомов неметаллов
Неметаллические свойства связаны со способностью атомов элементов присоединять к себе электроны. Притяжение внешних электронов к ядру тем сильнее, чем меньше размеры атома и больше заряд ядра. В периоде с ростом заряда ядра от элемента к элементу радиус атома уменьшается, сильнее становится притяжение внешних электронов к ядру и неметаллические свойства усиливаются. Вместе с тем от периода к периоду радиус атома увеличивается из-за увеличения числа электронных слоев, и ядра этих атомов все слабее притягивают к себе внешние электроны. Поэтому с ростом номера периода в нем уменьшается количество элементов-неметаллов.
На внешнем электронном слое в атомах неметаллов большее число электронов, чем в атомах металлов. Электроотрицательность атомов неметаллов существенно выше, чем атомов металлов.
Особенности строения элементов VIII-A подгруппы
Элементы VIII-А подгруппы завершают каждый период.
Особенностью строения атомов неона, аргона, криптона, ксенона и радона является устойчивый восьмиэлектронный внешний слой (октет), а гелия – двухэлектронный (дуплет). При обычных условиях их простые вещества, как правило, не вступают в химические реакции и представляют собой одноатомные газы. Поэтому их часто называют инертными, или благородными, газами. Последнее название более целесообразно, так как известны некоторые соединения этих элементов (например, оксид ксенона, фторид радона и др.).
Изменение свойств неметаллов в группах
В группах с увеличением заряда ядра увеличивается радиус атома, т. к. растет число электронных слоев в атоме. Следовательно, способность притягивать электроны, электроотрицательность и окислительные свойства уменьшаются.
В периодах же, наоборот, с увеличением заряда ядра электроотрицательность и окислительные свойства увеличиваются, т. к. уменьшается радиус атома.
Самый электроотрицательный элемент – это фтор. Поэтому он и самый активный неметалл.
Изменение некоторых свойств элементов неметаллов рассмотрено в таблице на рис. 2 на примере элементов третьего периода.
|
Свойства |
Si |
P |
S |
Cl |
|
Порядковый номер |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
Число внешних электронов |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Радиус атома в нм |
0,117 |
0,111 |
0,104 |
0,099 |
|
Высшая степень окисления |
+4 (SiO2) |
+5 (Р2О5) |
+6(SO3) |
+7 (Cl2O7) |
|
Низшая степень окисления |
-4 (SiH4) силан |
-3 (PH3) фосфин |
-2 (H2S) сероводород |
-1 (HCl) хлороводород |
|
Неметаллический характер |
усиливается |
|||
Рис. 2. Сравнение свойств неметаллов третьего периода
Распространенность в природе
Распространенность неметаллов в космосе и на земле различна.
Самый распространенный элемент земной коры – кислород, он составляет примерно половину общей массы элементов, образующих земную кору (49,13 %). Кислород также является составной частью атмосферы, он занимает 21 % ее объема.
Вторым по распространенности на земле элементом является кремний. Его в земной коре 27,6 % по массе. Кремний с кислородом образует самые разнообразные природные соединения вследствие своего особенного родства с кислородом.
К распространенным элементам неметаллам следует отнести и азот. В земной коре его 0,01 % по массе, а в атмосфере – 78 % по объему.
Водород распространен в земной коре незначительно – всего 1 % по массе. Но во Вселенной он является господствующим элементом. Его особая роль в жизни Вселенной заключается в том, что водород является источником энергии, питающей Солнце и другие звезды.
В значительно меньших количествах, чем перечисленные элементы, в природе встречаются углерод, фосфор, сера. Но эти элементы наряду с кислородом, углеродом и водородом входят в состав живых организмов и выполняют важные биологические функции. Поэтому их называют биогенными элементами.
Подведение итогов урока
Из материалов урока вы узнали, почему химических элементов-неметаллов намного меньше, чем металлов, как различаются по строению атомы металлов и неметаллов, а также какими свойствами обладают неметаллические элементы.
Список литературы
1. Оржековский П.А. Химия: 9-й класс: учеб для общеобр. учрежд. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§16)
2. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган.химия: учеб. для 9 кл. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§§ 7, 15, 24)
3. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008.
4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав.ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Фоксфорд. Учебник (Источник)
2. Л.Н. Мишенина. Неорганическая химия. Учебно-методический комплекс (Источник)
Домашнее задание
1.с. 113 №№ 3–6из учебника П.А. Оржековского «Химия: 9-й класс» / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.
2. Почему элементов неметаллов значительно меньше, чем металлов?
3. Сравните свойства простых веществ, образованных элементами V-А подгруппы – азотом и фосфором.
