Какие свойства атомов переодически изменяются
Свойства атомов изменяются периодически. В периоде слева направо наблюдается ослабление металлических свойств простых веществ. Так, в третьем периоде после очень активного металла натрия находится умеренно активный магний. Их оксиды проявляют основные свойства. Далее идут металл алюминий с амфотерными свойствами и кремний, имеющий лишь слабые признаки металличности. Простые вещества следующих элементов периода: кремний, фосфор и сера — являются неметаллами; в этом ряду прослеживается усиление неметаллических свойств. Период заканчивается благородным газом аргоном, а следующий за ним элемент — активный металл калий — начинает четвертый период. Металлические свойства простых веществ обусловлены наличием большого числа свободных орбиталей, энергетически доступных для заселения электронами. Таких орбиталей становится все больше у тяжелых элементов (5—7-й периоды). Поэтому в группах металлич- ность усиливается при переходе сверху вниз.
К периодическим свойствам относится и размер (радиус) атома. Внешняя граница атома расплывчата, так как плотность электронных облаков плавно убывает по мере удаления от ядра. Данные о радиусах атомов получают из определения расстояний между ними в молекулах и кристаллических структурах. Проведены также расчеты на основе уравнений квантовой механики. На рис. 1.8 показано изменение атомных радиусов в зависимости от заряда ядра. От водорода к гелию радиус несколько увеличивается, а затем резко увеличивается у лития. Это объясняется появлением второго энергетического уровня. Во втором периоде от лития к неону по мере увеличения заряда ядра радиусы уменьшаются. В то же время увеличение числа электронов на данном энергетическом уровне ведет к усилению их взаимного отталкивания. Поэтому к концу периода снижение радиуса замедляется. При переходе от неона к натрию — первому элементу третьего периода — радиус снова резко возрастает, а потом постепенно уменьшается до аргона. После этого снова происходит резкое увеличение радиуса у калия. Получается характерная периодическая пилообразная кривая. Каждый участок кривой от щелочного металла до благородного газа характеризует изменение радиуса в периоде: мы наблюдаем уменьшение радиуса при переходе слева направо. Интересно также выяснить характер изменения радиусов в группах элементов. Для этого надо провести линию через элементы одной группы. По положению максимумов у щелочных металлов видно, что радиусы атомов в группе сверху вниз увеличиваются. Это связано с ростом числа электронных оболочек.
От размера атома зависят многие другие как физические, так и химические свойства. При определенной затрате энергии атом может потерять один или несколько электронов. Чем больше радиус внешних облаков, тем легче атом теряет электрон. При этом он превращается в положительно заряженный ион.
Рис. 1.8. Периодичность изменения атомных радиусов
Ион — одно из возможных состояний атома, в котором он имеет электрический заряд вследствие потери или приобретения электронов.
Способность атома переходить в положительно заряженный ион характеризуется энергией ионизации (ЕИ). Это минимальная энергия, необходимая для отрыва внешнего электрона от атома в газообразном состоянии:
Образовавшийся положительный ион тоже может терять электроны, становясь двухзарядным, трехзарядным и т. д. Энергия ионизации при этом сильно возрастает.
Энергия ионизации атомов увеличивается в периодах при переходе слева направо и уменьшается в группах при переходе сверху вниз, т. е. противоположно изменению радиуса.
Многие (но не все) атомы способны присоединять дополнительный электрон, превращаясь в отрицательно заряженный ион А-. Эта способность характеризуется энергией сродства к электрону (?ср), т. е. энергией, выделяющейся при присоединении электрона к атому, находящемуся в газообразном состоянии:
Изменение энергии сродства к электрону в периоде более сложно, так как у элементов НА и VIIIA групп сродство к электрону отсутствует. Приближенно можно считать, что энергия сродства к электрону (подобно энергии ионизации) увеличивается в периодах слева направо (до VII группы включительно) и уменьшается в группах сверху вниз.
Ионы с положительными и отрицательными зарядами притягиваются друг к другу, что ведет к разнообразным превращениям. Наиболее простой случай — это образование ионных связей, т. е. объединение ионов в вещество под действием электростатического притяжения. Тогда возникает ионная кристаллическая структура, характерная для хлорида натрия NaCl (пищевая соль) и множества других солей.
Возможность появления положительных и отрицательных зарядов на разных атомах в сложных веществах зависит от их свойства, называемого электр о отрицательностью. Это свойство — производное от энергии ионизации и энергии сродства к электрону. В качестве меры электроотрицательности атома можно взять сумму абсолютных значений Еср и Ен. В соответствии с характером изменения этих величин наибольшая электроотрицательность у фтора, а наименьшая — у франция. На практике применяют значения относительной электроотрицательности (%), принимая за единицу электроотрицательность лития.
Относительная электроотрицательность — это характеристика атома, показывающая его способность приобретать отрицательный заряд в сложном веществе.
Химические элементы первых трех периодов имеют следующие значения относительной электроотрицательности:
Электроотрицательность большинства неметаллов больше двух, а большинства металлов меньше двух.
Из двух атомов, связанных между собой, атом с большей электроотрицательностью заряжается отрицательно, с меньшей электроотрицательностью — положительно. Величина возникающих зарядов зависит от разности электроотрицательностей (Д^).
При Д% > 2 атомы образуют не молекулы, а кристаллические структуры ионного типа — структуры, построенные из ионов. Большие разности электроотрицательностей характерны для солей, так как в них атомы металлов связаны с наиболее электроотрицательными атомами галогенов (бинарные соли) или кислорода (соли кислородных кислот).
Вопросы и задания
- 1. Как вы думаете, чем обусловлено явление периодичности?
- 2. Объясните тенденцию изменения радиусов атомов элементов: а) одного периода; б) одной группы.
- 3. Охарактеризуйте понятие «энергия ионизации».
- 4. Дайте определение понятия «энергия сродства к электрону».
- 5. Как зависят металлические и неметаллические свойства атомов от значений энергии ионизации и энергии сродства к электрону?
Источник
Анонимный вопрос
30 октября 2018 · 401,4 K
По каким закономерностям изменяются свойства элементов в таблице Менделеева?
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him
При движении по группе главной подгруппы сверху вниз⬇️
????Радиус атома увеличтвается
????Электроотрицательность уменьшается
????Окислительные свойства ослабевают
????Восстановительные свойства усиливаются
????Неметаллические ослабевают
????Металлические усиливаются
По периоду слева направо всё наоброт????
????Радиус уменьшается
????ЭО возрастает
????Окислительные свойства усиливаются
????Восстановительные ослабевают
????Неметаллические увеличиваются
????Металлические свойства ослабевают
Педагог, музыкант, начинающий путешественник и немножко психолог
В периодах (слева направо): увеличивается заряд ядра, число электронов на внешнем уровне, уменьшается радиус атомов, в связи с этим увеличивается прочность связи электронов с ядром и электроотрицательность, что в свою очередь ведет к усилению окислительных свойств (неметаличности) и ослаблению восстановительных (металличности).
В группах (сверху… Читать далее
Можете зайти на этот форум и найти нужный вам ответ!!Осень будем рады вас там видеть!♥️https://blog.pachca.com/post… Читать дальше
Что такое группы в таблице Менделеева и по какому принципу они формируются?
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him
????Группы в таблице Менделеева????
✅Это вертикальные ряды в периодической системе
✅В этих рядах находятся атомы,которые располагаются по возрастанию их заряда ядра
✅Номер группы ,в которой находится атом соответсвует количеству электронов на внешней оболочке
✅В таблице Менделеева имеется 8 групп,в каждой из них выделяют главные и побочные подгруппы
✅В главных подгруппах находятся S,P-элементы,в побочных -D,F
Объясните,как правильно нужно расставлять коэффициенты в уровнении реакций (химия)?
Химик, книгоголик, театрофил, сентиментальный пирожок
Прежде всего, нужно убедиться, что реакция записана правильно, что из данных реагентов получаются данные продукты, нет где-нибудь потерявшейся воды или лишнего осадка. Если речь о школьной химии, то, скорее всего, у вас на руках уже есть готовая реакция с исходниками слева и продуктами справа, в которой нужно только расставить коэффициенты, так что перейдём к следующему шагу.
В левой и правой частях уравнения должно сойтись количество атомов одного и того же элемента (если слева пять кислородов, то и справа должно быть тоже пять). Обычно проблема с расстановкой коэффициентов возникает в окислительно-восстановительных реакциях (ОВР), и тут удобнее всего, на мой взгляд, пользоваться методом электронного баланса. Сначала нужно определить, какие элементы в процессе реакции меняют свою степень окисления и на сколько. Вот, например, простая реакция образования оксида фосфора (V):
xP + yO2 = zP2O5
У элементного фосфора степень окисления равна нулю. У элементного кислорода – тоже. У фосфора же в оксиде степень окисления равна +5, а степень окисления кислорода в оксиде равна -2. Значит (е = электрон):
Р(0) – 5е = Р(+5) – фосфор отдаёт 5 электронов;
О2 + 4е = 2 О(-2) – кислород принимает 4 электрона.
Чтобы количество отданных и принятых электронов уравнялось и не было ничего лишнего/недостающего, нужно первое уравнение умножить на 4, а второе – на 5. Тогда 4 атома фосфора отдадут 20 электронов, а 5 молекул кислорода примут 20 электронов. Получаем:
4Р + 5 О2 = zP2O5
Отсюда:
4Р + 5 О2 = 2 Р2О5. Реакция уравнена.
Это достаточно простой пример, который, тем не менее, неплохо иллюстрирует электронный баланс. Вот здесь можно ознакомиться с более сложными примерами. И, конечно, теорию нужно закреплять на практике: берите уравнения и расставляйте в них коэффициенты, и очень скоро всё начнёт получаться даже с объёмными реакциями со всякими страшными перманганатами и перхлоратами. Удачи! (:
Прочитать ещё 1 ответ
Что будет, если соединить все элементы таблицы Менделеева?
Мамкин дизайнер, тот самый парень, который в твоем классе выводил учителей из…
«Первые два ряда можно собрать без проблем. Собирая третий ряд, вы сгорите. Собирая четвертый, вы погибнете, потому что отравитесь токсичным дымом. Пятый ряд сделает с вами то же самое и еще облучит вас радиацией. Шестой ряд взорвется и превратит здание, в котором вы находитесь, в радиоактивное и токсичное облако из пыли и огня. Не пытайтесь собрать седьмой ряд»
В книге “What If” Рендалла Монро есть целая статья на эту тему, с подробным описанием каждого шага и последствий. К сожалению, в открытом доступе конкретно этой статьи нет.
Коротко говоря: вам моментально придет п#здец
Прочитать ещё 7 ответов
Перечислите основные свойства металлов. Назовите чем эти свойства обусловлены?
Дипломированный специалист в прикладной математике и физике. Профессиональный химик -… · chemiday.com
Металлы хорошо проводят тепло и электричество – это обусловлено подвижностью электронов в кристаллической решётке металлов.
Металлы блестят (“металлический блеск”) – также обусловлено наличием подвижных, почти свободных электронов в решётке.
Большинство металлов химически активны и легко выступают в роли восстановителя – это обусловлено наличием слабо связанного 1 , 2 или 3-х электронов на внешнем электронном уровне.
Источник
3. Периодический закон и периодическая система химических элементов
3.3. Периодическое изменение свойств атомов элементов
Периодичность изменения свойств (характеристик) атомов химических элементов и их соединений обусловлена периодической повторяемостью через определенное число элементов строения валентных энергетических уровней и подуровней. Например, для атомов всех элементов VA-группы конфигурация валентных электронов ns
2np
3. Именно поэтому фосфор по химическим свойствам близок к азоту, мышьяку и висмуту (подобие свойств, однако, не означает их тождества!). Напомним, что периодичность изменения свойств (характеристик) означает их периодическое ослабление и усиление (или, напротив, периодическое усиление и ослабление) по мере роста заряда ядра атома.
Периодически по мере увеличения на единицу заряда ядра атома изменяются следующие свойства (характеристики) изолированных или химически связанных атомов: радиус; энергия ионизации; сродство к электрону; электроотрицательность; металлические и неметаллические свойства; окислительно-восстановительные свойства; высшая ковалентность и высшая степень окисления; электронная конфигурация.
Тенденции в изменении этих характеристик наиболее выражены в группах А и малых периодах.
Радиус атома r — это расстояние от центра ядра атома до внешнего электронного слоя.
Радиус атома в группах А возрастает сверху вниз, так как растет число электронных слоев. Радиус атома уменьшается при движении слева направо по периоду, поскольку число слоев остается тем же, однако заряд ядра возрастает, а это приводит к сжатию электронной оболочки (электроны сильнее притягиваются к ядру). Наименьший радиус у атома He, наибольший — у атома Fr.
Периодически изменяются радиусы не только электронейтральных атомов, но и одноатомных ионов. Основные тенденции в этом случае таковы:
- радиус аниона больше, а радиус катиона меньше, чем радиус нейтрального атома, например r(Cl−) > r(Cl) > r(Cl+);
- чем больше положительный заряд катиона данного атома, тем меньше его радиус, например r(Mn+4) < r(Mn+2);
- если ионы или нейтральные атомы разных элементов имеют одинаковую электронную конфигурацию (а следовательно, одинаковое число электронных слоев), то радиус меньше у той частицы, заряд ядра которой больше, например
r(Kr) > r(Rb+), r(Sc3+) < r(Ca2+) < r(K+) < r(Cl−) < r(S2−); - в группах А сверху вниз радиус однотипных ионов возрастает, например r(K+) > r(Na+) > r(Li+), r(Br−) > r(Cl−) > r(F−).
Пример 3.1.
Расположите частицы Ar, S2−, Ca2+ и K+ в ряд по мере увеличения их радиусов.
Решение. На радиус частицы влияют в первую очередь число электронных слоев, а затем заряд ядра: чем больше число электронных слоев и меньше (!) заряд ядра, тем больше радиус частицы.
В перечисленных частицах число электронных слоев одинаковое (три), а заряд ядра уменьшается в следующем порядке: Ca, K, Ar, S. Следовательно, искомый ряд выглядит так:
r(Ca2+) < r(K+) < r(Ar) < r(S2−).
Ответ: Ca2+, K+, Ar, S2−.
Энергия ионизации E
и — это минимальная энергия, которую нужно затратить для отрыва от изолированного атома наиболее слабо связанного с ядром электрона:
Э + E
и = Э+ + e.
Энергию ионизации рассчитывают экспериментально и обычно она измеряется в килоджоулях на моль (кДж/моль) или электронвольтах (эВ) (1 эВ = 96,5 кДж).
В периодах слева направо энергия ионизации в целом возрастает. Это объясняется последовательным уменьшением радиуса атомов и увеличением заряда ядра. Оба фактора приводят к тому, что энергия связи электрона с ядром возрастает.
В группах А с ростом атомного номера элемента E
и, как правило, уменьшается, поскольку при этом растет радиус атома, а энергия связи электрона с ядром уменьшается. Особенно велика энергия ионизации атомов благородных газов, у которых внешние электронные слои завершены.
Энергия ионизации может служить мерой восстановительных свойств изолированного атома: чем она меньше, тем легче от атома оторвать электрон, тем сильнее у атома выражены восстановительные свойства. Иногда энергию ионизации считают мерой металлических свойств изолированного атома, понимая под ними способность атома отдавать электрон: чем меньше E
и, тем сильнее у атома выражены металлические свойства.
Таким образом, металлические и восстановительные свойства изолированных атомов усиливаются в группах А сверху вниз, а в периодах — справа налево.
Сродство к электрону E
ср — это изменение энергии в процессе присоединения электрона к нейтральному атому:
Э + e = Э− + E
ср.
Сродство к электрону — это также экспериментально измеряемая характеристика изолированного атома, которая может служить мерой его окислительных свойств: чем больше E
ср, тем сильнее выражены окислительные свойства атома. В целом по периоду слева направо сродство к электрону возрастает, а в группах А — сверху вниз уменьшается. Наибольшим сродством к электрону характеризуются атомы галогенов, для металлов сродство к электрону небольшое или даже отрицательное.
Иногда сродство к электрону считают критерием неметаллических свойств атома, понимая под ними способность атома принимать электрон: чем больше E
ср, тем сильнее у атома выражены неметаллические свойства.
Таким образом, неметаллические и окислительные свойства атомов в периодах в целом усиливаются слева направо, а в группах А — снизу вверх.
Пример 3.2.
Согласно положению в периодической системе укажите, у атома какого элемента наиболее выражены металлические свойства, если электронные конфигурации внешнего энергетического уровня атомов элементов (основное состояние):
1) 2s
1;
2) 3s
1;
3) 3s
23p
1;
4) 3s
2.
Решение. Указаны электронные конфигурации атомов Li, Na, Al и Mg. Поскольку металлические свойства атомов возрастают сверху вниз в группе А и справа налево по периоду, то приходим к выводу, что наиболее выраженными металлическими свойствами обладает атом натрия.
Ответ: 2).
Электроотрицательность χ — это условная величина, характеризующая способность атома в молекуле (т.е. химически связанного атома) притягивать к себе электроны.
В отличие от E
и и E
ср,электроотрицательность не определяется экспериментально, поэтому на практике используется ряд шкал значений χ.
В периодах 1–3 значение χ слева направо закономерно возрастает, причем в каждом периоде наиболее электроотрицательным элементом является галоген: среди всех элементов наибольшая электроотрицательность у атома фтора.
В группах А электроотрицательность сверху вниз уменьшается. Наименьшее значение χ характерно для атомов щелочных металлов.
Для атомов элементов неметаллов, как правило χ > 2 (исключения Si, At), а у атомов элементов металлов χ < 2.
Ряд, в котором χ атомов слева направо растет — щелочные и щелочноземельные металлы, металлы p- и d-семейства, Si, B, H, P, C, S, Br, Cl, N, O, F
Значения электроотрицательности атомов используются, например, для оценки степени полярности ковалентной связи.
Высшая ковалентность атомов по периоду изменяется от I до VII (иногда и до VIII), а высшая степень окисления изменяется слева направо по периоду от +1 до +7 (иногда до +8). Однако есть исключения:
- фтор, как самый электроотрицательный элемент, в соединениях проявляет единственную степень окисления, равную −1;
- высшая ковалентность атомов всех элементов 2-го периода равна IV;
- для некоторых элементов (медь, серебро, золото) высшая степень окисления превышает номер группы;
- высшая степень окисления атома кислорода меньше номера группы и равна +2.
Источник