Изменение свойств простых веществ и соединений элементов в группах и периодах

Сущность явления периодичности

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.

Изменение свойств элементов в периодах

В периодах с увеличением заряда ядра происходит последовательное увеличение числа электронов на внешнем уровне и уменьшение радиусов атомов. Рис. 1.

Изменение радиуса атомов в периоде

Рис. 1. Изменение радиуса атомов в периоде

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).

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)₂амфотерный 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

Изменение свойств элементов в группах

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 (Таблица 2). 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

Пе-риод	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

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.

Последнее изменение: Пятница, 20 Октябрь 2017, 02:07

Изменение свойств простых веществ и соединений элементов в группах и периодах

Сущность явления периодичности

Изменение свойств элементов в периодах

Изменение свойств элементов в группах

Под­ве­де­ние ито­гов

Подведение итогов