Периодичность изменения свойств атомов химических элементов
Зная закономерности изменения электронного строения атомов, можно объяснить причины и характер изменения их свойств, а также физических и химических свойств образуемых ими простых и сложных веществ. Рассмотрим эти закономерности.
Строение атома
Условно форму атома считают шарообразной, не имеющей точных размеров, и поэтому характеристикой его размера является радиус атома. Самым маленьким является атом гелия He, а самым большим — атом франция Fr, элемента IA-группы. Их радиусы различаются почти в 7 раз.
Радиус атома в основном определяется зарядом его ядра, количеством электронных слоев и числом электронов на внешнем слое. У элементов А-групп с увеличением порядкового номера растет число электронных слоев.
В периоде по мере увеличения заряда ядер атомов элементов притяжение электронов, находящихся на одном и том же внешнем слое, к ядру усиливается. Происходит своего рода «сжатие» атомов и их радиусы уменьшаются.
Решите самостоятельно: химические элементы расположены в порядке увеличения их атомных радиусов в ряду:
- K, Ca, Al
- Be, Mg, Na
- S, P, Cl
- O, S, Cl
Металлические и неметаллические свойства простых веществ
У атомов металлов малых периодов (I—III) на внешнем электронном слое находится от 1 до 3 электронов, а у неметаллов — от 4 до 8. Исключение составляют атомы водорода — 1 электрон и бора — 3 электрона.
Проявление металлических (восстановительных) свойств определяется, прежде всего, способностью атомов данного элемента отдавать электроны с внешнего электронного слоя. Именно наличием у металлов относительно свободных электронов обусловлена их высокая электропроводность. И наоборот, способность атомов данного элемента присоединять электроны определяет неметаллические (окислительные) свойства его простого вещества.
Усиление металлических свойств щелочных металлов с возрастанием атомного номера элемента связано, прежде всего, с увеличением радиусов их атомов, т. е. с ростом числа электронных слоев. Электрон на внешнем электронном слое у этих атомов все слабее связан с ядром и поэтому легче отрывается. Одновременно усиливаются основные свойства оксидов и гидроксидов этих элементов, поскольку они определяются металлическими свойствами.
В противоположность этому неметаллические свойства элементов группы галогенов ослабевают с увеличением заряда ядер их атомов, так как растет число электронных слоев. Внешний слой находится все дальше от ядра, и поэтому электроны, находящиеся на этом слое, слабее связаны с ядром. Кислотные свойства у оксидов и гидроксидов этих элементов также ослабляются.
В главных группах (группах А) периодической системы с ростом зарядов ядер, т.е. сверху вниз атомов химических элементов усиливаются металлические свойства их простых веществ и, соответственно, ослабевают неметаллические.
Решите самостоятельно: в каком ряду простые вещества расположены в порядке усиления их неметаллических свойств:
- Mg, Ca, Sr, Ba
- Na, K, Rb, Cs
- Sn, Ge, Si, C
- O, N, C, B
Решите самостоятельно: в каком ряду оксиды расположены в порядке усиления их неметаллических свойств:
- SO3, P2O5, CO2
- SiO2, P2O5, SO3
- Li2O, Na2O, CaO
- MgO, Na2O, Li2O
В периоде слева направо у атомов химических элементов ослабевают металлические и усиливаются неметаллические.
Решите самостоятельно: в каком ряду простые вещества расположены в порядке усиления их металлических свойств:
- Mg, Ca, Sс
- Na, Mg, Al
- Ga, Ca, K
- Al, Mg, Be