Ионы какого металла обладают наибольшими окислительными свойствами
В химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей и повышают степень окисления, превращаясь из простых веществ в катионы.
Химические свойства металлов различаются в зависимости от химической активности металла. По активности в водных растворах металлы расположены в ряд напряжений.
В этот ряд, составленный русским химиком Н.Н. Бекетовым, включен также неметалл водород. Активность металлов убывает слева направо:
Запомнить! Металлы, стоящие в ЭХ ряду после водорода, называют неактивными металлами.
Металлы, расположенные в ЭХ ряду до алюминия называют сильноактивными или активными металлами.
Общие химические свойства металлов
1) Многие металлы вступают в реакцию с типичными неметаллами – галогенами, кислородом, серой. При этом образуются соответственно хлориды, оксиды, сульфиды и другие бинарные соединения:
с азотом некоторые металлы образуют нитриды, реакция практически всегда протекает при нагревании;
с серой металлы образуют сульфиды – соли сероводородной кислоты;
с водородом самые активные металлы образуют ионные гидриды (бинарные соединения, в которых водород имеет степень окисления -1);
с кислородом большинство металлов образует оксиды – амфотерные и основные. Основной продукт горения натрия – пероксид $Na_2O_2$; а калий и цезий горят с образованием надпероксидов $MeO_2$.
2) Следует обратить внимание на особенности взаимодействие металлов с водой:
Активные металлы, находящиеся в ряду активности металлов до Mg (включительно), реагируют с водой с образованием щелочей и водорода:$Ca + 2H_2O = Ca(OH)_2 + H_2uparrow$
Активные металлы (например, натрий и литий), взаимодействуют с водой со взрывом.
Металлы средней активности окисляются водой при нагревании до оксида:
$6Cr + 6H_2O xrightarrow[]{t, ^circ C} 2Cr_2O_3 + 3H_2uparrow$
Неактивные металлы (Au, Ag, Pt) – не реагируют с водой.
$hspace{1.5cm} xrightarrow []{[Li……Mg]} MOH +H_2uparrow$ активные металлы (до Al)
$H_2O + M xrightarrow []{[Al……Pb} M_xO_y +H_2uparrow$ среднеактивные металлы (от Al до H), только при нагревании
$hspace{1.5cm} xrightarrow []{[Bi……Au]} hspace{1cm} ne hspace{1cm}$ неактивные металлы (после Н)
Более подробно взаимодействие металлов с водой рассмотрено в темах, посвященных химии отдельных групп.
3) С разбавленными кислотами реагируют металлы, стоящие в ЭХР до водорода: происходит реакция замещения с образованием соли и газообразного водорода. При этом кислота проявляет окислительные свойства за счет наличия катиона водорода:
$mathrm{Mg} + 2mathrm{HCl} = mathrm{MgCl}_2 + mathrm{H}_2$
4) Взаимодействие азотной кислоты (любой концентрации) и концентрированной серной кислоты протекает с образованием других продуктов: кроме соли в этих реакциях образуется продукт восстановления серной (или азотной) кислоты. Подробнее см.тему “Взаимодействие азотной кислоты с металлами и неметаллами.
Запомнить! Все металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют его из разбавленных кислот, а металлы, расположенные справа от водорода, с растворами кислот не реагируют (азотная кислота – исключение).
5) Активность металлов также влияет на возможность протекания простого вещества металла с оксидом или солью другого металла. Металл вытесняет из солей менее активные металлы, стоящие правее его в ряду напряжений.
Запомнить! Для протекания реакции между металлом и солью другого требуется, чтобы соли, как вступающие в реакцию, так и образующиеся в ходе нее, были растворимы в воде. Металл вытесняет из соли только более слабый металл.
Например, для вытеснения меди из водного раствора сульфата меди подходит железо,
$mathrm{CuSO}_4 + mathrm{Fe} = mathrm{FeSO}_4 + mathrm{Cu}$
но не подходят свинец – так как он образует нерастворимый сульфат. Если опустить кусочек свинца в раствор сульфата меди, то с поверхности металла покроется тонким слоем сульфата, и реакция прекратится
$mathrm{CuSO}_4 + mathrm{Pb} = mathrm{PbSO}_4downarrow + mathrm{Cu}$
Другой пример: цинк легко вытесняет серебро из раствора нитрата серебра, однако реакция цинка со взвесью сульфида серебра, нерастворимого в воде, практически не протекает.
Общие химические свойства металлов обобщены в таблице:
| Уравнение реакции | Продукты реакции | Примечания |
|---|---|---|
| с простыми веществами – неметаллами | ||
| с кислородом | ||
$4Li + O_2 = 2Li_2O$ | оксиды $O^{-2}$ | |
$2Na + O_2 = Na_2O_2$ | пероксиды $(O_2)^{-2}$ | только натрий |
$K + O_2 = KO_2$ | надпероксиды $(O_2)^{-2}$ | надпероксиды при горении образуют K, Rb, Cs |
| с водородом | ||
$Ca + H_2 = CaH_2$ | гидриды | щелочные металлы 0 при комнатной температуре; остальные металлы – при нагревании |
| с галогенами | ||
$2Fe + 3Cl_2 =2Fe^{+3}Cl_3$ | хлориды и др. | при взаимодействии с хлором и бромом (сильные окислители) железо и хром образуют хлориды в степени окисления +3 |
| с серой | ||
$Fe + S = FeS$ | сульфиды | при взаимодействии с серой и иодом железо приобретает степень окисления +2 |
| с азотом и фосфором | ||
$3Mg + N_2 = Mg_3N_2 $ | нитриды | * при комнатной температуре с азотом реагируют только литий и магний |
$3Ca + 2P = Ca_3P_2$ | фосфиды | |
| с углеродом | ||
$4Al + 3C = Al_4C_3$ | карбиды | |
| с водой | ||
$2Na^0 + 2H_2O = 2NaOH + H_2 $ | Основание + $H_2$ | щелочные металлы |
$ Zn^0 + H_2O = ZnO + H_2$ | Оксид + $H_2$ | среднеактивные металлы, при нагревании |
$Au, Ag, Pt+ H_2O /ne $ | не реагируют | неактивные металлы (после Н) |
| с окисдами менее активных металлов | ||
| $2Al + 3ZnO = Al_2O_3 + 2Zn$ | др оксид + др.металл | |
| с солями менее активных металлов | ||
$Fe+ CuSO_4 = Cu + FeSO_4$ | Др. соль + др. металл |
|
| $Cu + AlCl_3 ne$ | ||
| с кислотами | ||
$Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2 $ $6Na + 2H_3PO_4 = 2Na_3PO_4 + 3H_2 $ | Др. соль +водород | Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до H реагируют с разбавленными кислотами (кроме $HNO_3$) |
$Cu + 2H_3PO_4 ne$ | ||
Источник
Химия+методика+психология
А3.химич. элементы
РЕПЕТИЦИОННЫЙ ЕГЭ ПО ХИМИИ—ДИСТАНЦИОННО, БЕСПЛАТНО
Общая характеристика металлов главных подгрупп IА – IIIА групп в связи с их положением в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов. Характеристика переходных элементов – меди, цинка, хрома, железа по их положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов. Общая характеристика неметаллов IVA-VIIA групп в связи с их положением в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева и особенностями строения их атомов.
1. В порядке увеличения восстановительной способности металлы расположены в ряду:
1) K,Al,Cr,Sn
2) Sn,Cr,Al,Zn
3) Sn,Ca,Al,K
4) Au,Al,Ca,Li
2. Щелочные металлы
1)являются сильными восстановителями
2) проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства
3) легко образуют отрицательно заряженные ионы
4) легко присоединяют электроны в химических реакциях
3. В ряду элементов: натрий –>магний –>алюминий
возрастает их
1) атомный радиус
2) восстановительная способность
3) химическая активность
4) электроотрицательность
4. У магния металлические свойства выражены
1) слабее, чем у бериллия
2) сильнее, чем у алюминия
3) сильнее, чем у кальция
4) сильнее, чем у натрия
5. В порядке уменьшения восстановительных свойств металлы расположены в ряду:
1) Al,Zn,Fe
2) Al,Na,K
3) Fе,Zn,Mg
4) Fe,Zn,Al
6. Наибольший радиус имеет атом
1) лития 2) натрия 3) кальция 4) калия
7. У элементов II А группы сверху вниз
1) уменьшаются радиусы атомов,
2) увеличивается число валентных электронов в атоме
3) увеличиваются радиусы атомов
4) уменьшается число валентных электронов в атоме
8. Сила оснований возрастает в ряду:
1) Ве(ОН)2, Mg(OH)2, Ca(OH)2
2) Ва(ОН)2, Са(ОН)2, Ве(ОН)2
3) Са(ОН)2, Mg(OH)2, Ве(ОН)2
4) Sr(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2
9. У элементов I А группы сверху вниз
1) усиливаются окислительные свойства
2) ослабевают восстановительные свойства
3) увеличиваются радиусы атомов
4) уменьшаются радиусы атомов
10. Валентные электроны наиболее легко отдают атомы
1) алюминия 2) натрия 3) бериллия 4) магния
11. Восстановительные свойства наиболее выражены у
1) алюминия 2) магния 3) натрия 4) калия
12. Для растворения как меди, так и железа, следует использовать
1) концентрированную фосфорную кислоту
2) разбавленную азотную кислоту
3) разбавленную соляную кислоту
4) раствор гидроксида калия
13. К основным гидроксидам относится каждое из двух веществ:
1) Fe(OH)3 и Си(ОН)2
2) Fe(OH)3 и Сг(ОН)2
3) Fe(OH)2 и Ca(OH)2
4) Fe(OH)3 и Сг(ОН)3
14. При нагревании меди с концентрированной серной кислотой образуется
1) оксид серы (IV)
2) водород
3) оксид серы (VI)
4) сероводород
15. Медь может вступать во взаимодействие с водным раствором
1) гидроксида натрия
2) хлорида кальция
3) нитрата цинка
4) азотной кислоты
16. Основные свойства веществ ослабевают в ряду:
1) NaОН –> КОН –>RbOH
2) А1(ОН)3 –>Mg(OH)2 –> NaOH
3) Са(ОН)2 –> Mg(OH)2 –>Be(OH)2
4) В(ОН)3 –>Ве(ОН)2 –> LiOH
17. Верны ли следующие суждения?
А. И хром, и железо образуют устойчивые оксиды в степени окисления +3.
Б. Оксид хрома (III) является амфотерным.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
18. Верны ли следующие суждения?
А. Только s-элементы содержит IA группа.
Б. Все элементы IA группы взаимодействуют с водой при комнатной температуре.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
19. Оксид хрома (VI) является
1) основным
2) кислотным
3) амфотерным
4) несолеобразующим
20. При обычных условиях практически осуществима реакция между железом и
1) серой (тв)
2) серной кислотой (конц.)
3) нитратом меди (II) (р-р)
4) нитратом цинка (р-р)
21. Только при нагревании с водой реагируют
1) К и Hg 2) Zn и Fe 3) Cs и Ag 4) Sr и Сu
22. Только основные свойства проявляет
1) Сr2O3 2) Сr(ОН)2 3) СrO3 4) Сr(ОН)3
23. Сильные окислительные свойства характерны для
1) оксида меди (I)
2) оксида железа (II)
3) оксида хрома (III)
4) оксида хрома (VI)
24. Верны ли следующие суждения об оксидах железа?
А. Степень окисления железа в высшем оксиде равна + 3.
Б. Высший оксид железа относится к основным оксидам.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
25. В ряду оксидов
CrO – Сr2О3 – СrОз
происходит
1) уменьшение степени окисления хрома
2) усиление восстановительных свойств
3) увеличение массовой доли хрома
4) усиление кислотных свойств
26. Оцените справедливость суждений о металлах:
А. Чем сильнее атом удерживает валентные электроны, тем ярче
выражены металлические свойства элемента.
Б. Чем сильнее выражены металлические свойства элемента, тем
более основный характер имеет его гидроксид.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
27. Оцените справедливость суждений о металлах:
А. Для атомов металлов характерно малое число валентных
электронов и слабое их притяжение к ядру.
Б. Чем выше степень окисления металла в его гидроксиде, тем
более основными свойствами обладает гидроксид.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
28. Оцените справедливость суждений о металлах:
А. Атомы металла могут образовывать только ионные связи.
Б. Оксиды и гидроксиды металлов всегда имеют основный
характер.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
29. Верны ли следующие суждения о неметаллах?
А. В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева все неметаллы располагаются в главных подгруппах.
Б. Все неметаллы являются р-элементами.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
30. При обычных условиях из двухатомных молекул состоят
1) гелий и аргон
2) азот и неон
3) сера и фосфор
4) водород и кислород
31. Верны ли следующие суждения о неметаллах?
А. Все неметаллы являются химически активными веществами.
Б. Неметаллы обладают только окислительными свойствами.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
32. Верны ли следующие суждения о неметаллах?
А. Неметаллы образуют с щелочными металлами соединения преимущественно с ионной связью.
Б. Между собой неметаллы образуют соединения с ковалентной связью.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
33. У атомов химических элементов, расположенных в ряду: P-S-C1, увеличивается
1) радиус
2) окислительная способность
3) восстановительная способность
4) число неспаренных электронов
34. Соединения состава NaHЭO3 и NaHЭO4 может образовать
1) углерод 2) сера 3) хлор 4) фосфор
35. Наиболее сильными кислотными свойствами обладает
1) НС1О4 2) H2SO3 3) Н3РО4 4) H2SiО3
36 Соединения состава КЭО2 и КЭО3 образует элемент
1) азот 2) фосфор 3) сера 4) марганец
37. Водород проявляет окислительные свойства при реакции с
1) натрием 2) хлором 3) азотом 4) кислородом
38. Способность атомов химических элементов принимать электроны усиливается в ряду:
1)F –>O –>N
2) N –>F –>О
3) N –>O –>F
4) O –>N –>F
39. Степени окисления хлора, брома и йода в высших оксидах и водородных соединениях соответственно равны:
1)+1и-1 2)+7и-1 3)+7и-7 4)+5и-1
40. Сера проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства при взаимодействии с
1) водородом и железом
2) углеродом и цинком
3) хлором и фтором
4) натрием и кислородом
41. В ряду: Si –>Р –> S –> С1
электроотрицательность элементов
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
4) сначала уменьшается, потом увеличивается
42. В ряду элементов мышьяк –>селен –> бром возрастает
1) атомный радиус
2) число неспаренных электронов в атоме
3) число электронных слоев в атоме
4) электроотрицательность
43. Водородное соединение состава Н2Э2 образует
1) углерод
2) кремний
3) бор
4) азот
44. Верны ли следующие суждения о галогенах?
А. Наиболее электроотрицательным среди галогенов является иод.
Б. Хлор вытесняется бромом из хлорида алюминия.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
45. Кислород не реагирует с
1) водой и оксидом кальция
2) железом и оксидом фосфора (V)
3) водородом и оксидом фосфора (III)
4) сероводородом и оксидом углерода (IV)
46. Высшему гидроксиду элемента VIIA группы соответствует формула
1) Н2ЭО3 2) Н2ЭО4 3) НЭО3 4) НЭО4
47. Верны ли следующие суждения о галогенах?
А. Фтор в соединениях проявляет как положительную, так и
отрицательную степень окисления.
Б. При нормальных условиях бром и иод являются жидкостями.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
48. Водород проявляет окислительные свойства при взаимодействии с
1) натрием 2) хлором 3) азотом 4) кислородом
49. Окислительные свойства фосфор проявляет при взаимодействии с
1) кислородом
2) магнием
3) хлором
4) серой
50. Верны ли следующие суждения о свойствах серы и хлора?
А. Максимальная валентность серы и хлора в соединениях равна номеру группы.
Б. В водородных соединениях серы и хлора связь ковалентная полярная.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
51. Фосфор проявляет окислительные свойства при реакции с
1) кальцием 2) серой 3} хлором 4) кислородом
52. При взаимодействии высшего оксида хлора с водой образуется кислота
1) НС1O 2) НС1O2 3) НСlO3 4} HClO4
53. Характерными степенями окисления хлора в его соединениях являются:
1) -1, +1, +3, +5, +7
2) – 2, +4, +6, +8
3) -3, +3, +5
4) -1, +2, +5
54. Оцените справедливость суждений о неметаллах:
А. Атомы неметалла могут участвовать в образовании как ионных,
так и ковалентных связей.
Б. Гидроксиды неметаллов имеют кислотный характер.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
55. Оцените справедливость суждений о неметаллах:
А. Чем больше заряд ядра атома, тем сильнее выражены его
неметаллические свойства.
Б. Чем сильнее выражены неметаллические свойства элемента, тем
более кислотный характер имеет его оксид.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
56. Оцените справедливость суждений о неметаллах:
А. В периоде с увеличением зарядов атомных ядер происходит
усиление неметаллических свойств элементов.
Б. В главной подгруппе с увеличением зарядов атомных ядер
происходит ослабление кислотных свойств гидроксидов.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
57. Кислотные свойства наиболее выражены у высшего гидроксида
1) азота
2) фосфора
3) мышьяка
4) сурьмы
58. Только восстановительные свойства азот проявляет в соединении
1) N2
2) NНз
3) NО2
4) НNОз
59. Верны ли следующие суждения о свойствах соединений элемента, электронная конфигурация атома которого 1s22s22p6 3s2 Зр1 ?
А. Этот элемент образует гидроксид с ярко выраженными кислотными свойствами.
Б. Степень окисления этого элемента в высшем гидроксиде равна (+ 4).
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
60. Верны ли следующие суждения о соединениях натрия и бериллия?
А. Оксид натрия проявляет основные свойства
Б. Гидроксид бериллия проявляет амфотерные свойства
Ответы: 1-4, 2-1, 3-4, 4-2, 5-1, 6-4, 7-3, 8-1, 9-3, 10-2, 11-3, 12-2, 13-3, 14-1, 15-4, 16-3, 17-3, 18-3, 19-2, 20-3, 21-2, 22-2, 23-4, 24-1, 25-4, 26-2, 27-1, 28-4, 29-1, 30-4, 31-4, 32-3, 33-2, 34-2, 35-1, 36-1, 37-1, 38-3, 39-2, 40-4, 41-1, 42-4, 43-1, 44-4, 45-1, 46-4, 47-4, 48-1, 49-2, 50-3, 51-1, 52-4, 53-1, 54-3, 55-2, 56-3, 57-1, 58-2, 59-4
Источник
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.
В периодической таблице элементы расположены в порядке увеличения атомного заряда, группируются в “строки и столбцы” – периоды и группы.
Период – ряд горизонтально расположенных химических элементов. 1, 2 и 3 периоды называются малыми, они состоят из одного ряда элементов.
4, 5, 6 – называются большими периодами, они состоят из двух рядов химических элементов.
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.
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.
В группе радиус атома увеличивается с увеличением заряда атомных ядер – сверху вниз “↓”. Чем больше период, тем больше электронных орбиталей вокруг атома,
соответственно, и больше его радиус.
С уменьшением заряда атома в группе радиус атома уменьшается – снизу вверх “↑”. Это связано с уменьшением количества электронных орбиталей вокруг
атома. Для примера возьмем атомы бора и алюминия, элементов, расположенных в одной группе.
Период, группа и электронная конфигурация
Обратите внимание еще раз на важную деталь: элементы, находящиеся в одной группе (главной подгруппе!), имеют сходную конфигурацию внешнего уровня.
Так у бора на внешнем уровне расположены 3 электрона, у алюминия – тоже 3. Оба они в III группе.
Такая закономерность иногда может сильно облегчить жизнь, однако у элементов побочных подгрупп она отсутствует – там нужно считать электроны
“вручную”, располагая их на электронных орбиталях.
Раз уж мы повели речь об электронных конфигурациях, давайте запишем их для бора и алюминия, чтобы лучше представлять их внешний уровень и увидеть
то самое “сходство”:
- B5 – 1s22s22p1
- Al13 – 1s22s22p63s23p1
Общую электронную конфигурацию для элементов III группы главной подгруппы можно записать ns2np1. Это будет работать для
бора, внешний уровень которого 2s22p1, алюминия – 3s23p1, галия – 4s24p1,
индия – 5s25p1 и таллия – 6s26p1. За “n” мы принимаем номер периода.
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.
Вам остается только распределить известное число электронов по s и p ячейкам, а затем подставить номер периода – и вот быстро получена
конфигурация внешнего уровня. Предлагаю посмотреть на примере ниже 🙂
Очень надеюсь, что теперь вы знаете: только глядя на положение элемента в периодической таблице, на группу и период, в которых он расположен,
вы уже можете составить конфигурацию его внешнего уровня. Безусловно, это для элементов главных подгрупп. Повторюсь: у побочных – только “вручную”.
Длина связи
Длина связи – расстояние между атомами химически связанных элементов. Очевидно, что понятия длины связи и атомного радиуса взаимосвязаны напрямую.
Чем больше радиус атома, тем больше длина связи.
Убедимся в этом на наглядном примере, сравнив длину связей в четырех веществах: HF, HCl, HBr, HI.
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
В периоде с увеличением заряда атома металлические свойства ослабевают, неметаллические – усиливаются (слева направо “→”). В группе с увеличением
заряда атома металлические свойства усиливаются, а неметаллические – ослабевают (сверху вниз “↓”).
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.
Таким образом, самые сильные металлические свойства проявляет рубидий, но с другой стороны – у него самые слабые неметаллические свойства. Сера
обладает самыми слабыми металлическими свойствами, но, если посмотреть по-другому, сера – самый сильный неметалл.
Распределение металлов и неметаллов в периодической таблице также является наглядным отображением этого правила. Если провести условную
линию, проходящую от бора до астата, то справа окажутся неметаллы, а слева – металлы.
Основные и кислотные свойства
Основные свойства в периоде с увеличением заряда атома уменьшаются, кислотные – возрастают. В группе с увеличением заряда атома основные
свойства усиливаются, а кислотные – ослабевают.
Кислотные и основные свойства противопоставлены друг другу, как противопоставлены металлические и неметаллические. Где первые усиливаются,
вторые – убывают. Все аналогично, поэтому смело ассоциируйте одни с другими, так будет гораздо легче запомнить.
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).
Это можно объяснить в темах диссоциации и химических связей. Когда мы дойдем до соответствующей темы, я напомню про HF и водородные связи между
молекулами, которые делают эту кислоту самой слабой. Сейчас воспринимайте это как исключение: HF – самая слабая из этих кислот, а
HI – самая сильная.
Восстановительные и окислительные свойства
Восстановительные свойства в периоде с увеличением заряда атома ослабевают, окислительные – усиливаются. В группе с увеличением заряда
атома восстановительные свойства усиливаются, а окислительные – ослабевают.
Ассоциируйте восстановительные свойства с металлическими и основными, а окислительные – с неметаллическими и кислотными. Так гораздо проще
запомнить 😉
Электроотрицательность (ЭО), энергия связи, ионизации и сродства к электрону
Электроотрицательность – способность атома, связанного с другими, приобретать отрицательный заряд (притягивать к себе электроны).
Мы уже касались ее в статье, посвященной степени окисления. Это важное свойство, ведь более ЭО-ый атом притягивает
к себе электроны и уходит в отрицательную степень окисления со знаком минус “-“.
Все перечисленные в подзаголовке свойства вместе с ЭО усиливаются в периоде с увеличением заряда атома, в группе с увеличением заряда атома
они ослабевают. Таким образом, самый электроотрицательный элемент расположен справа вверху таблицы Д.И. Менделеева – это фтор.
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.
Понятию ЭО-ости “синонимичны” также понятия сродства к электрону – энергии, выделяющейся при присоединении электрона к атому, и энергии ионизации –
количеству энергии, которое необходимо для отщепления электрона от атома. И то, и другое возрастают с увеличением электроотрицательности.
Продемонстрирую на примере. Сравним энергию связи в трех молекулах: H2O, H2S, H2Se.
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.
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.
В таблице видно, что для VIa группы формула высшего оксида RO3, а, к примеру, для IIIa группы – R2O3. Напишем
высшие оксиды для веществ из VIa : SO3, SeO3, TeO3 и IIIa группы: B2O3, Al2O3,
Ga2O3.
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.
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.
ЛВС характерны для IV, V, VI и VII группы. Элементы этих групп более электроотрицательны, чем водород, поэтому ходят в “-” отрицательную СО.
Минимальная степень окисления для элементов главных подгрупп, начиная с IV группы, может быть рассчитана так: номер группы – 8.
Например, для углерода минимальная СО = 4-8 = -4; для азота 5-8 = -3; для кислорода 6-8 = -2; для фтора 7-8 = -1. Для того, чтобы запомнить
ЛВС, вы должны ассоциировать IV, V, VI и VII группы с хорошо известными вам веществами: метаном, аммиаком, водой и фтороводородом.
Так как общее строение ЛВС в пределах одной группы сходно, то, вспомнив например H2O для кислорода в VI группе, вы легко
найдете формулы других ЛВС VI группы: серы – H2S, H2Se, H2Te, H2Po.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
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