У какого элемента наиболее выражены металлические свойства кальций и барий

Периодическая таблица Дмитрия Ивановича Менделеева очень удобна и универсальна в своём использовании. По ней можно определить некоторые характеристики элементов, и что самое удивительное, предсказать некоторые свойства ещё неоткрытых, не обнаруженных учёными, химических элементов (например, мы знаем некоторые свойства предполагаемого унбигексия, хотя его ещё не открыли и не синтезировали).

Что такое металлические и неметаллические свойства

Эти свойства зависят от способности элемента отдавать или притягивать к себе электроны. Важно запомнить одно правило, металлы – отдают электроны, а неметаллы – принимают. Соответственно металлические свойства – это способность определённого химического элемента отдавать свои электроны (с внешнего электронного облака) другому химическому элементу. Для неметаллов всё в точности наоборот. Чем легче неметалл принимает электроны, тем выше его неметаллические свойства.

Металлы никогда не примут электроны другого химического элемента. Такое характерно для следующих элементов;

• натрия;
• калия;
• лития;
• франция и так далее.

С неметаллами дела обстоят похожим образом. Фтор больше всех остальных неметаллов проявляет свои свойства, он может только притянуть к себе частицы другого элемента, но ни при каких условиях не отдаст свои. Он обладает наибольшими неметаллическими свойствами. Кислород (по своим характеристикам) идёт сразу же после фтора. Кислород может образовывать соединение с фтором, отдавая свои электроны, но у других элементов он забирает отрицательные частицы.

Список неметаллов с наиболее выраженными характеристиками:

1. фтор;
2. кислород;
3. азот;
4. хлор;
5. бром.

Неметаллические и металлические свойства объясняются тем, что все химические вещества стремятся завершить свой энергетический уровень. Для этого на последнем электронном уровне должно быть 8 электронов. У атома фтора на последней электронной оболочке 7 электронов, стремясь завершить ее, он притягивает ещё один электрон. У атома натрия на внешней оболочке один электрон, чтобы получить 8, ему проще отдать 1, и на последнем уровне окажется 8 отрицательно заряженных частиц.

Благородные газы не взаимодействуют с другими веществами именно из-за того, что у них завершён энергетический уровень, им не нужно ни притягивать, ни отдавать электроны.

Как изменяются металлические свойства в периодической системе

Периодическая таблица Менделеева состоит из групп и периодов. Периоды располагаются по горизонтали таким образом, что первый период включает в себя: литий, бериллий, бор, углерод, азот, кислород и так далее. Химические элементы располагаются строго по увеличению порядкового номера.

Группы располагаются по вертикали таким образом, что первая группа включает в себя: литий, натрий, калий, медь, рубидий, серебро и так далее. Номер группы указывает на количество отрицательных частиц на внешнем уровне определённого химического элемента. В то время, как номер периода указывает на количество электронных облаков.

Металлические свойства усиливаются в ряду справа налево или, по-другому, ослабевают в периоде. То есть магний обладает большими металлическими свойствами, чем алюминий, но меньшими, нежели натрий. Это происходит потому, что в периоде количество электронов на внешней оболочке увеличивается, следовательно, химическому элементу сложнее отдавать свои электроны.

В группе все наоборот, металлические свойства усиливаются в ряду сверху вниз. Например, калий проявляется сильнее, чем медь, но слабее, нежели натрий. Объяснение этому очень простое, в группе увеличивается количество электронных оболочек, а чем дальше электрон находится от ядра, тем проще элементу его отдать. Сила притяжения между ядром атома и электроном в первой оболочке больше, чем между ядром и электроном в 4 оболочке.

Сравним два элемента – кальций и барий. Барий в периодической системе стоит ниже, чем кальций. А это значит, что электроны с внешней оболочки кальция расположены ближе к ядру, следовательно, они лучше притягиваются, чем у бария.

Сложнее сравнивать элементы, которые находятся в разных группах и периодах. Возьмём, к примеру, кальций и рубидий. Рубидий будет лучше отдавать отрицательные частицы, чем кальций. Так как он стоит ниже и левее. Но пользуясь только таблицей Менделеева нельзя однозначно ответить на этот вопрос сравнивая магний и скандий (так как один элемент ниже и правее, а другой выше и левее). Для сравнения этих элементов понадобятся специальные таблицы (например, электрохимический ряд напряжений металлов).

Как изменяются неметаллические свойства в периодической системе

Неметаллические свойства в периодической системе Менделеева изменяются с точностью до наоборот, нежели металлические. По сути, эти два признака являются антагонистами.

Неметаллические свойства усиливаются в периоде (в ряду справа налево). Например, сера способна меньше притягивать к себе электроны, чем хлор, но больше, нежели фосфор. Объяснение этому явлению такое же. Количество отрицательно заряженных частиц на внешнем слое увеличивается, и поэтому элементу легче закончить свой энергетический уровень.

Неметаллические свойства уменьшаются в ряду сверху вниз (в группе). Например, фосфор способен отдавать отрицательно заряженные частицы больше, чем азот, но при этом способен лучше притягивать, нежели мышьяк. Частицы фосфора притягиваются к ядру лучше, чем частицы мышьяка, что даёт ему преимущество окислителя в реакциях на понижение и повышение степени окисления (окислительно-восстановительные реакции).

Сравним, к примеру, серу и мышьяк. Сера находится выше и правее, а это значит, что ей легче завершить свой энергетический уровень. Как и металлы, неметаллы сложно сравнивать, если они находятся в разных группах и периодах. Например, хлор и кислород. Один из этих элементов выше и левее, а другой ниже и правее. Для ответа придётся обратиться к таблице электроотрицательности неметаллов, из которой мы видим, что кислород легче притягивает к себе отрицательные частицы, нежели хлор.

Периодическая таблица Менделеева помогает узнать не только количество протонов в атоме, атомную массу и порядковый номер, но и помогает определить свойства элементов.

Видео

Видео поможет вам разобраться в закономерности свойств химических элементов и их соединений по периодам и группам.

Разберем задания №2 из вариантов ОГЭ за 2016 год.

Задание №1.

В каком ряду химических элементов усиливаются металлические свойства соответствующих им простых веществ?

1. Натрий → магний → алюминий

2. Бериллий → магний → кальций

3. Барий → стронций → кальций

4. Калий → натрий → литий

Объяснение: металлические свойства усиливаются в группе сверху вниз и в периоде справа налево, то есть нужно найти три элемента, которые будут отображать эту зависимость. Посмотрим в периодическую таблицу. Натрий, магний и алюминий стоят в одном периоде подряд слева направо, то есть металлические свойства ослабевают от натрия к алюминию. Рассмотрим второй вариант: бериллий, магний, кальций – стоят в одной группе сверху вниз, то есть бериллий – самый слабый металл, а кальций – самый сильный в этой тройке. Правильный ответ – 2.

Задание №2.

У химических элементов IVA группы периодической системы с увеличением относительной атомной массы:

1. Усиливаются металлические свойства и увеличивается валентность в водородных соединениях

2. Увеличиваются заряд ядра атома и радиус атома

3. Увеличиваются число электронных слоев в атоме и высшая валентность

4. Усиливаются неметаллические свойства и увеличивается число электронных слоев

Объяснение: посмотрим в периодическую систему – относительная атомная масса увеличивается сверху вниз, а еще этой же закономерности подчиняется усиление металлических свойств, но валентность в водородных соединениях остается постоянной (II). Четвертый вариант нам тоже не подходит по выше названным причинам. Остаются 2 и 3. Но третий вариант тоже не подходит, так валентность во второй группе у всех элементов постоянная, следовательно, остается вариант номер 2. Правильный ответ – 2.

Задание №3.

Основные свойства проявляет гидроксид элемента, находящегося в периодической системе:

1. В 3-м периоде, IIIA группе

2. Во 2-м периоде, IIА группе

3. В 4-м периоде, IIА группе

4. В 4-м периоде, VIА группе

Объяснение: основные свойства проявляют гидроксиды элементов, стоящих в первой и второй группах, то есть правильный ответ или 2 или 3. Ответ 2 – это бериллий (переходный металл – нам не подходит). Ответ 3 – кальций (щелочноземельный металл) вполне подходит. Правильный ответ – 3.

Задание №4.

В каком ряду химических элементов ослабевают неметаллические свойства соответствующих им простых веществ?

1. Кислород → сера → селен

2. Алюминий → фосфор → хлор

3. Углерод → азот → кислород

4. Кремний → фосфор → сера

Объяснение: неметаллические свойства усиливается в группе снизу вверх и в периоде слева направо. В первом ответе неметаллические свойства ослабевают. Правильный ответ – 1.

Задание №5.

В порядке усиления неметаллических свойств элементы расположите в ряду

1. N → O → F

2. N → P → As

3. N → C → B

4. C → Si → Ge

Объяснение: неметаллические свойства усиливается в группе снизу вверх и в периоде слева направо. В первом ответе элементы расположены так, как они стоят в периоде в порядке усиления неметаллических свойств. Правильный ответ – 1.

Задание №6. 

Порядковый номер химического элемента в периодической системе соответствует

1. Высшей валентности элемента по кислороду

2. Числу электронов в атоме

3. Числу электронов, недостающих до завершения внешнего электронного слоя

4. Числу электронных слоев в атоме

Объяснение: из темы “Строение атома” мы знаем, что порядковый номер равняется числу протонов, которое равно числу электронов (так как атом в невозбужденном состоянии нейтрален). Следовательно, правильный ответ – 2.

Задание №7. 

В каком ряду химических элементов ослабевают металлические свойства соответствующих им простых веществ?

1. Кальций → стронций → барий

2. Натрий → магний → барий

3. Литий → натрий → калий 

4. Бериллий → магний → кальций

Объяснение: металлические свойства усиливаются в группе сверху вниз и в периоде справа налево. Элементы в первом ответе расположены в периодической таблице как раз по этой закономерности, но нам нужно ослабление металлических свойств. Во втором ответе элементы расположены не по порядку (не как в таблице), поэтому, для того, чтобы понять как соотносятся их металлические свойства, посмотрим в ряд напряжений металлов. В ряду эти элементы расположены как раз в порядке ослабления металлических свойств. Правильный ответ – 2.

Задание №8. 

Химический элемент, у которого ион имеет схему строения +17 2ē, 8ē, 7ē, в периодической системе находится:

1. в 3-м периоде, VIIА группе

2. В 3-м периоде, IА группе

3. В 4-м периоде, VIIБ группе

4. Во 2-м периоде, VIIА группе

Объяснение: посмотрим в периодическую систему. Количества протонов соответствует порядковому номеру. Следовательно, искомый элемент – хлор. Правильный ответ – 1.

Задание №9. 

Формулы высших оксидов химических элементов, порядковые номера которых в периодической системе 11, 13, 15, записаны в ряду:

1. BeO, Al2O3, P2O5

2. Na2O, Al2O3, P2O5

3. Na2O, Al2O3, P2O3

4. Al2O3, P2O5, CaO

Объяснение: в этом задании, во-первых, нужно внимательно посмотреть на номера элементов – они должны быть 11, 13, 15 – это натрий, алюминий и фосфор (от есть ответы 1 и 4 нам уже не подходят). У натрия и алюминия существует только по одной валентности и в задании приведены их единственные оксиды, а вот у фосфора есть несколько валентностей, высшая из них – 5, поэтому правильный ответ – 2.

Задание №10.

В каком ряду химических элементов усиливаются неметаллические свойства соответствующих им простых веществ?

1. Фтор → кислород → азот

2. Сера → фосфор → кремний

3. Бром → хлор → фтор

4. Азот → углерод → бор

Объяснение: неметаллические свойства усиливается в группе снизу вверх и в периоде слева направо. В первом варианте неметаллические свойства ослабевают, как и во втором. А вот в третьем у галогенов от брома к фтору неметаллические свойства усиливаются. Правильный ответ – 3. 

Автор решения: Лунькова Е.Ю.

Задания для самостоятельной работы.

Задание №1.

В каком ряду химических элементов усиливаются металлические свойства соответствующих им простых веществ?

1. Натрий → магний → алюминий

2. Бериллий → магний → кальций

3. Барий → стронций → кальций 

4. Калий → натрий → литий

Задание №2.

Химический элемент, число протонов в ядре которого равно 7, в периодической системе находится: 

1. Во 2-м периоде, VА группе

2. В 3-м периоде, VIIА группе

3. В 3-м периоде,VА группе

4. Во 2-м периоде, IVБ группе

Задание №3.

В каком ряду химических элементов ослабевают неметаллические свойства соответствующих им простых веществ:

1. Si → P → S

2. N → P → As

3. Si → Al → Mg

4. S → Se → N

Задание №4. 

Наибольшую электроотрицательность имеет:

1. Бром     2. Йод     3. Фтор     4. Хлор

Задание №5.

Неметаллические свойства азота выражены слабее, чем:

1. У фосфора     2. У мышьяка     3. У углерода     4. У кислорода

Задание №6. 

Характер высшего оксида элемента, который имеет распределение электронов по электронным слоям 2ē, 8ē, 5ē

1. Несолеобразующий     2. Кислотный     3. Амфотреный      4. Основной

Задание №7.

Металлические свойства наиболее выражены:

1. У кальция     2. У бария      3. У магния     4. У бериллия

Задание №8.

Наименьший радиус атома имеет:

1. Литий      2. Натрий     3. Калий     4. Рубидий

Задание №9. 

Водородное соединение состава RH3 образует:

1. Кремний       2. Сера      3. Азот      4. Хлор

Задание №10.

Неметаллические свойства фосфора выражены сильнее, чем:

1. У хлора      2. У азота      3. У серы      4. У кремния

Предоставленные задания были взяты из сборника для подготовки к ОГЭ по химии авторов: Корощенко А.С. и Купцовой А.А.