§ 4. Періодичність змін характеру хімічних елементів, властивостей простих і складних речовин

Матеріал параграфа допоможе вам:

• пригадати зміни в періодах хімічного характеру елементів, властивостей простих і складних речовин;
• передбачати характер елемента, тип його простої речовини, оксиду та гідроксиду за розміщенням елемента в періоді.

Періодичність змін характеру хімічних елементів. Вам відомо, що кожний період у періодичній системі (крім першого) започатковують металічні елементи, а завершують неметалічні елементи.

Атоми металічних елементів здатні втрачати один чи кілька електронів, а атоми неметалічних елементів — приєднувати електрони. У періодах заряди ядер атомів зростають, а радіуси зменшуються. Унаслідок цього атоми кожного наступного елемента в періоді міцніше утримують електрони і важче їх віддають. В атомів елементів другої частини періоду з’являється властивість приєднувати додаткові електрони. Тому металічний характер елементів у періоді слабшає, а неметалічний характер посилюється (у галогенів він виражений найбільш яскраво). Останні елементи кожного періоду називають інертними, оскільки їх прості речовини надзвичайно пасивні (гелій, неон і аргон не вступають у хімічні реакції).

Періодичність змін властивостей простих речовин. Прості речовини металічних елементів є металами, а неметалічних елементів — неметалами. Метали мають загальні, характерні для них фізичні та хімічні властивості, а неметали — інші, також спільні властивості.

Якщо «рухатись» по періодичній системі за зростанням зарядів ядер атомів, тобто за збільшенням порядкових номерів елементів, то зафіксуємо періодичну зміну типів і хімічної активності простих речовин (табл. 3).

Таблиця 3

Прості речовини елементів 2—3-го періодів та їхня хімічна активність

Порівняємо активність металів, утворених елементами 2-го і 3-го періодів, за відношенням до води. Літій і натрій реагують з водою за звичайних умов

2М + 2Н2О = 2МОН + Н2↑,

магній — за нагрівання, а берилій і алюміній з нею не взаємодіють.

• Напишіть рівняння реакції магнію з водою.

Серед неметалів, утворених елементами 2-го і 3-го періодів, найактивнішим є фтор. Він реагує з воднем із вибухом навіть у темряві, тоді як суміш хлору з воднем вибухає при освітленні, а суміш кисню з воднем — при підпалюванні. Найпасивніші неметали — бор і силіцій — не взаємодіють із воднем.

Періодичність змін властивостей складних речовин. Найхарактернішими сполуками для кожного елемента є вищий оксид та відповідний гідрат оксиду. У цих речовинах елемент виявляє максимально можливий для нього ступінь окиснення.

Оксиди. Оксидом називають сполуку елемента з Оксигеном, який має ступінь окиснення -2. Ви знаєте, що оксиди поділяють на основні, кислотні й амфотерні. Металічним елементам властиве утворення основних оксидів (деякі оксиди є амфотерними і навіть кислотними), а неметалічні елементи утворюють кислотні оксиди.

Існують оксиди, які не виявляють ні основних, ні кислотних властивостей. Їх називають несолетворними оксидами, оскільки ці сполуки не взаємодіють з основами і кислотами, а отже, не утворюють солей. Формули таких оксидів: CO, NO, N2O. Воду Н2О також зараховують до несолетворних оксидів.

З’ясуємо, як змінюються склад і властивості оксидів елементів 2—3-го періодів зі зростанням зарядів ядер атомів. Для елементів, які виявляють змінну валентність, оберемо вищі оксиди (табл. 4).

Таблиця 4

Вищі оксиди елементів 2—3-го періодів

Перші елементи обох періодів — Літій і Натрій, а також наступний елемент 3-го періоду Магній утворюють основні оксиди. Від Берилію і Алюмінію, розміщених у періодах правіше, походять амфотерні оксиди (вони виявляють і основні, і кислотні властивості), а решта елементів утворює кислотні оксиди.

• Як змінюється активність оксидів у ряду Na2O — MgO — Аl2О3 щодо води?

Цікаво знати

У 60-х роках XX ст. добуто сполуки ХеО3 і ХеО4, які виявилися кислотними оксидами.

Зіставивши відомості про оксиди елементів 2-го і 3-го періодів, бачимо, що склад і хімічні властивості цих сполук періодично змінюються. У кожному періоді зі зростанням зарядів ядер атомів елементів кислотні властивості вищих оксидів посилюються, а основні властивості послаблюються.

• Чому в двох клітинках таблиці 4 немає формул оксидів? Дайте відповідь по кожному випадку.

Гідрати оксидів. Гідратом оксиду, або скорочено — гідроксидом, називають сполуку оксиду з водою. Гідратами основних оксидів є основи (MgO => Mg(OH)2), амфотерних оксидів — амфотерні гідроксиди (Аl2О3 => Аl(ОН)3), а кислотних оксидів — оксигеновмісні кислоти (SO3 => H2SO4).

Зважаючи на походження гідратів оксидів від оксидів, легко передбачити періодичну зміну типів і хімічних властивостей гідратів оксидів зі зростанням заряду ядер атомів елементів. У кожному періоді кислотні властивості гідратів оксидів посилюються, а основні властивості послаблюються (табл. 5).

Таблиця 5

Гідрати вищих оксидів елементів 2—3-го періодів

• Чи зберігається періодичність серед гідратів оксидів при переході до сполук перших двох елементів 4-го періоду — Калію та Кальцію?

ВИСНОВКИ

Зі зростанням зарядів ядер атомів хімічний характер елементів періодично змінюється від металічного до неметалічного. Елементи, які перебувають на початку періодів, утворюють прості речовини метали, а ті, що розміщені в середині й кінці періодів, утворюють неметали.

Характерними для металічних елементів є основні оксиди та основи, а від неметалічних елементів походять кислотні оксиди та кислоти.

Основні властивості вищих оксидів і гідратів оксидів у періодах зліва направо послаблюються, а кислотні властивості посилюються. Для сполук цих типів, як і для простих речовин, існує періодичність змін властивостей зі зростанням зарядів ядер атомів елементів.

• 31. Які особливості електронної будови атомів зумовлюють металічний або неметалічний характер елементів?
• 32. Якби для елемента № 118 вдалося добути просту речовину, вона була б металом чи неметалом? Чому?
• 33. Чи є періодичною зміна агрегатного стану простих речовин елементів 2—3-го періодів? Відповідь прокоментуйте.
• 34. Чи порушиться періодичність серед оксидів, якщо для Фосфору, Сульфуру і Хлору обрати не вищі оксиди, а інші (наприклад, Р2O3, SO2, Сl2О)?
• 35. Чи існує періодичність зміни сили кислот — похідних вищих оксидів неметалічних елементів? Відповідь проілюструйте інформацією з таблиці 5.
• 36. За відомостями з таблиці 5 зробіть висновок про зміну хімічних властивостей гідратів оксидів елементів у межах однієї групи періодичної системи. Чи для всіх груп характер цих змін буде однаковим?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Хімія 11 клас Попель, Крикля (рівень стандарту)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)