Dmitrijs Ivanovičs Mendeļejevs atklāja periodisko likumu, saskaņā ar kuru elementu un to veidoto elementu īpašības periodiski mainās. Šis atklājums tika grafiski parādīts periodiskajā tabulā. Tabulā ļoti labi un skaidri parādīts, kā elementu īpašības mainās periodā, pēc kā tās atkārtojas nākamajā periodā.

Lai atrisinātu Vienotā valsts eksāmena ķīmijā uzdevumu Nr.2, tikai jāsaprot un jāatceras, kuras elementu īpašības kuros virzienos un kā mainās.

Tas viss ir parādīts zemāk esošajā attēlā.

No kreisās uz labo pusi palielinās elektronegativitāte, nemetāla īpašības, augstāki oksidācijas stāvokļi utt. Un metāliskās īpašības un rādiusi samazinās.

No augšas uz leju, otrādi: palielinās atomu metāliskās īpašības un rādiusi, savukārt elektronegativitāte samazinās. Augstākais oksidācijas līmenis, kas atbilst elektronu skaitam ārējā enerģijas līmenī, šajā virzienā nemainās.

Apskatīsim piemērus.

1. piemērs Elementu virknē Na→Mg→Al→Si
A) atomu rādiusi samazinās;
B) atomu kodolos samazinās protonu skaits;
C) palielinās elektronu slāņu skaits atomos;
D) atomu augstākā oksidācijas pakāpe samazinās;

Ja skatāmies uz periodisko tabulu, mēs redzēsim, ka visi šīs sērijas elementi atrodas vienā periodā un ir norādīti tādā secībā, kādā tie parādās tabulā no kreisās puses uz labo. Lai atbildētu uz šāda veida jautājumu, jums vienkārši jāzina daži īpašību izmaiņu modeļi periodiskajā tabulā. Tātad laika posmā no kreisās uz labo pusi samazinās metāliskās īpašības, palielinās nemetāliskās, palielinās elektronegativitāte, palielinās jonizācijas enerģija un samazinās atomu rādiuss. No augšas uz leju grupā palielinās metāliskās un reducējošās īpašības, samazinās elektronegativitāte, samazinās jonizācijas enerģija un palielinās atomu rādiuss.

Ja bijāt uzmanīgs, tad jau sapratāt, ka šajā gadījumā atomu rādiusi samazinās. Atbilde A.

2. piemērs Lai palielinātu oksidējošās īpašības, elementi tiek sakārtoti šādā secībā:
A. F→O→N
B. I→Br→Cl
B. Cl→S→P
D. F→Cl→Br

Kā zināms, Mendeļejeva periodiskajā tabulā oksidējošās īpašības palielinās no kreisās uz labo pusi periodā un no apakšas uz augšu grupā. Opcija B tikai parāda vienas grupas elementus secībā no apakšas uz augšu. Tātad B der.

3. piemērs Augstākā oksīda elementu valence palielinās sērijā:
A. Cl→Br→I
B. Cs→K→Li
B. Cl→S→P
D. Al→C→N

Augstākos oksīdos elementiem ir visaugstākais oksidācijas stāvoklis, kas sakritīs ar valenci. Un augstākā oksidācijas pakāpe tabulā aug no kreisās uz labo pusi. Mēs skatāmies: pirmajā un otrajā versijā mums tiek doti elementi, kas atrodas vienās grupās, kur nemainās augstākā oksidācijas pakāpe un attiecīgi valence oksīdos. Cl → S → P - atrodas no labās uz kreiso pusi, tas ir, gluži pretēji, to valence augstākajā oksīdā samazināsies. Bet rindā Al→C→N elementi atrodas no kreisās puses uz labo, tajos palielinās valence augstākajā oksīdā. Atbilde: G

4. piemērs Elementu sērijā S→Se→Te
A) palielinās ūdeņraža savienojumu skābums;
B) palielinās elementu augstākā oksidācijas pakāpe;
C) palielinās elementu valence ūdeņraža savienojumos;
D) elektronu skaits ārējā līmenī samazinās;

Nekavējoties apskatiet šo elementu atrašanās vietu periodiskajā tabulā. Sērs, selēns un telūrs ir vienā grupā, vienā apakšgrupā. Sastādīts secībā no augšas uz leju. Apskatiet vēlreiz iepriekš redzamo diagrammu. Periodiskajā tabulā no augšas uz leju palielinās metāliskās īpašības, palielinās rādiuss, samazinās elektronegativitāte, jonizācijas enerģija un nemetāliskās īpašības, elektronu skaits ārējā līmenī nemainās. D variants tiek nekavējoties izslēgts. Ja ārējo elektronu skaits nemainās, tad nemainās arī valences iespējas un augstākais oksidācijas pakāpe, B un C ir izslēgti.

Atliek variants A. Pārbaudām pasūtījumu. Saskaņā ar Kosela shēmu bezskābekļa skābju stiprums palielinās, samazinoties elementa oksidācijas pakāpei un palielinoties tā jonu rādiusam. Ūdeņraža savienojumos visu trīs elementu oksidācijas pakāpe ir vienāda, bet rādiuss aug no augšas uz leju, kas nozīmē, ka palielinās arī skābju stiprums.
Atbilde ir A.

5. piemērs Galveno īpašību vājināšanās secībā oksīdi tiek sakārtoti šādā secībā:
A. Na 2 O → K 2 O → Rb 2 O
B. Na 2 O → MgO → Al 2 O 3
B. BeO→BaO→CaO
G. SO 3 → P 2 O 5 → SiO 2

Oksīdu galvenās īpašības vājinās sinhroni ar to veidojošo elementu metālisko īpašību pavājināšanos. Un Me-īpašības vājinās no kreisās uz labo vai no apakšas uz augšu. Na, Mg un Al ir tikai sakārtoti no kreisās uz labo pusi. Atbilde B.

I daļa

2. Metāli, cenšoties iegūt pilnīgu atoma ārējo elektronu slāni ziedo savus ārējos elektronus, un nemetāli pieņem elektronus, kuru trūkst līdz 8.

3. Grupā ar elementu kārtas skaita pieaugumu tiek uzlabotas metāliskās īpašības un vājinātas nemetāliskās īpašības, jo:
1) palielinās enerģijas līmeņu skaits
2) elektronu skaits ārējā līmenī ir nemainīgs
3) atoma rādiuss palielinās

4. Periodā ar elementu kārtas skaita pieaugumu tiek uzlabotas nemetāliskās īpašības un vājinātas metāliskās īpašības, jo:
1) palielinās elektronu skaits ārējā līmenī
2) nemainīgs līmeņu skaits
3) palielinās atomu kodolu lādiņš

5. Aizpildiet tabulu "Properties ķīmiskie elementi”, kas norāda uz sērijas īpašību nostiprināšanos vai vājināšanos.

II daļa

1. Izvēlieties nemetālu ķīmisko elementu simbolus. No pareizajām atbildēm atbilstošajiem burtiem jūs izveidosiet ārkārtīgi toksiskas, gaiši dzeltenas gāzes nosaukumu ar asu smaku: fluors.

2. Vai šādi apgalvojumi ir pareizi?
A. Periodā no kreisās puses uz labo atoma rādiuss palielinās.
B. Atoma rādiuss grupā samazinās no apakšas uz augšu.
3) tikai B ir patiess.

3. Apvelciet zīmi, kas ir lielāka par vai mazāka par metāliskām īpašībām pirmajā gadījumā un nemetāliskām īpašībām otrajā gadījumā.

4. Izmantojot internetu, izveido krustvārdu mīklu par tēmu "Cēlgāzes".

1. Šo inerto gāzi izmanto enerģijas taupīšanas spuldzēs
2. Ar šo gāzi tiek pildīti baloni, tā ir vieglākā starp inertajām gāzēm.
3. Šī inertā gāze ir trešā lielākā gaisa sastāvdaļa aiz slāpekļa un skābekļa, kas ir visizplatītākā inertā gāze zemes atmosfērā.
4. Kad normāli apstākļi- bezkrāsaina inerta gāze; radioaktīvi, var apdraudēt veselību un dzīvību.
5. Caurules, kas pildītas ar šīs gāzes un slāpekļa maisījumu, caur tām izlaižot elektrisko izlādi, dod sarkanoranžu mirdzumu, un tāpēc tās tiek plaši izmantotas reklāmā.
6. Vertikāli krāsainās šūnās iegūsit pirmās inertās gāzes nosaukumu, kurai tika iegūti īsti ķīmiskie savienojumi.

5. Spēlē tic-tac-toe. Parādiet uzvarētāju ceļu, kas veido elektroniskās shēmas atomi:

6. Izveidojiet grafiku viena perioda ķīmisko elementu kārtas numuru atkarībai no to atomu rādiusiem, nosacīti ņemot blakus esošo elementu rādiusu izmaiņas kā 1. Izdariet secinājumu:
Atomu rādiusi periodos samazinās, palielinoties sērijas numuram.

7. Izveidojiet vienas grupas ķīmisko elementu kārtas numuru atkarības grafiku no to atomu rādiusiem, nosacīti ņemot blakus esošo elementu rādiusu izmaiņas kā 1. Izdariet secinājumu:
Grupas ietvaros atomu rādiusi palielinās, palielinoties sērijas numuram.

Visi periodiskās sistēmas elementi ir sadalīti metālos. Metāla atomu ārējā līmenī ir neliels skaits, ko notur kodola pievilkšanās. Kodola pozitīvais lādiņš ir vienāds ar elektronu skaitu ārējā līmenī. Elektronu saite ar kodolu ir diezgan vāja, tāpēc tie ir viegli atdalāmi no kodola. Metāla īpašības raksturo vielas atoma spēja viegli atdot elektronus no ārējā līmeņa.Mendeļejeva augšējā horizontālā rinda, ko apzīmē ar romiešu, parāda brīvo elektronu skaitu ārējā līmenī. Metāli atrodas I līdz III. Palielinoties periodam (palielinoties elektronu skaitam ārējā līmenī), metāliskās īpašības pavājinās, un nemetāliskās īpašības palielinās Periodiskās tabulas (grupas) vertikālās rindas parāda metālisko īpašību izmaiņas atkarībā no vielas atoma rādiuss. Grupā no augšas uz leju metāliskās īpašības tiek uzlabotas, jo palielinās elektronu orbītas rādiuss; no tā elektronu saite ar kodolu samazinās. Pēdējā līmenī esošais elektrons šajā gadījumā ir ļoti viegli atdalāms no kodola, ko raksturo kā metālisku īpašību izpausmi.Tāpat grupas numurs norāda kādas vielas atoma spēju piesaistīt citas vielas atomus. Spēju piesaistīt atomus sauc par valenci. Skābekļa atomu pievienošanu sauc par oksidēšanu. Oksidācija ir metāla īpašību izpausme. Pēc skaita jūs varat noteikt, cik skābekļa atomu var piesaistīt metāla atoms: jo vairāk atomu pievienojas, jo spēcīgākas ir metāla īpašības. Visiem metāliem ir līdzīgas īpašības. Visiem ir metālisks spīdums. Tas ir saistīts ar jebkuras gaismas atstarošanu no elektronu gāzes, ko veido brīvie elektroni, kas pārvietojas starp atomiem kristāla režģī. Brīvo mobilo elektronu klātbūtne dod metālu elektrovadītspējas īpašību.

Saistītie video

2. padoms. Kāpēc elementa īpašības mainās noteiktā laika posmā

Katram ķīmiskajam elementam periodiskajā tabulā ir stingri noteikta vieta. Tabulas horizontālās rindas sauc par periodiem, bet vertikālās rindas sauc par grupām. Perioda numurs atbilst visu elementu atomu valences apvalka numuram šajā periodā. Un valences apvalks pakāpeniski tiek piepildīts no perioda sākuma līdz beigām. Tas izskaidro elementu īpašību izmaiņas tajā pašā periodā.

Apsveriet piemēru, kā mainīt trešā perioda elementu īpašības. Tas sastāv (secībā, no kreisās puses uz labo) no nātrija, magnija, alumīnija, silīcija, sēra, hlora, . Pirmais elements ir Na (nātrijs). Īpaši aktīvs sārmu metāls. Kas izskaidro tā izteiktās metāliskās īpašības un, jo īpaši, tās neparasto aktivitāti? Fakts, ka tā ārējā (valences) apvalkā ir tikai viens elektrons. Reaģējot ar citiem elementiem, nātrijs viegli to izdala kā pozitīvi lādētu jonu ar ārējo apvalku.Otrs elements ir Mg (magnijs). Tas ir arī ļoti aktīvs metāls, lai gan šajā rādītājā tas ir ievērojami zemāks par nātriju. Tās ārējā apvalkā ir divi elektroni. Tas arī atbrīvo tos salīdzinoši viegli, iegūstot stabilu elektronisko konfigurāciju. Trešais elements ir Al (alumīnijs). Tā ārējā apvalkā ir trīs elektroni. Šis ir arī diezgan aktīvs metāls, lai gan normālos apstākļos tā virsmu ātri pārklāj ar oksīda plēvi, kas neļauj alumīnijam iekļūt reakcijā. Tomēr vairākos savienojumos alumīnijam piemīt ne tikai metāliskas, bet arī skābas īpašības, tas ir, tas patiesībā ir amfotērisks elements. Ceturtais elements ir Si (silīcijs). Tā ārējā apvalkā ir četri elektroni. Tas jau ir nemetāls, normālos apstākļos neaktīvs (jo uz virsmas veidojas oksīda plēve). Piektais elements ir fosfors. Izteikts nemetāls. Ir viegli saprast, ka, uz ārējā apvalka esot pieci elektroni, viņam ir daudz vieglāk "pieņemt" svešus elektronus nekā atdot savus. Sestais elements ir sērs. Tā kā ārējā līmenī ir seši elektroni, tam ir vēl izteiktākas nemetāla īpašības nekā fosforam. Septītais elements ir hlors. Viens no aktīvākajiem nemetāliem. Īpaši spēcīgs oksidētājs. Pieņemot vienu svešu elektronu, tas pabeidz savu ārējo apvalku līdz stabilam stāvoklim. Un, visbeidzot, inertās gāzes argons noslēdz periodu. Tam ir pilnībā aizpildīts ārējais elektroniskais līmenis. Tāpēc, kā tas ir viegli saprotams, tam nav nepieciešams ne dot elektronus, ne tos pieņemt.

Saistītie video

Avoti:

• kā un kāpēc mainās ķīmisko elementu īpašības

3. padoms: kāpēc periodiskajā tabulā mainās metāla īpašības

raksturīga īpašība metāla elementi - spēja atdot savus elektronus, kas atrodas ārējā elektroniskā līmenī. Tādējādi metāli sasniedz līdzsvara stāvokli (iepriekšējais elektroniskais līmenis tiek pilnībā aizpildīts). Nemetāla elementi, gluži pretēji, mēdz nevis atteikties no saviem elektroniem, bet pieņemt svešiniekus, lai aizpildītu savu ārējo līmeni līdz stabilam stāvoklim.

Ja paskatās uz periodisko tabulu, jūs redzēsit, ka elementu metāliskās īpašības, kas atrodas tajā pašā periodā, vājinās no kreisās uz labo pusi. Un iemesls tam ir tieši ārējo (valences) elektronu skaits katrā elementā. Jo vairāk no tiem, jo ​​vājāk izpaužas metāliskās īpašības. Visi periodi (izņemot pašu pirmo) sākas ar sārmu metālu un beidzas ar inertu gāzi. Sārmu metāls, kuram ir tikai viens elektrons, viegli atdalījās no tā, pārvēršoties par pozitīvi lādētu jonu. Savukārt inertajām gāzēm jau ir pilnībā aprīkots ārējais elektronu slānis, tās ir visstabilākajā stāvoklī – kāpēc tām elektronus pieņemt vai atdot? Tas izskaidro viņu ārkārtējo inerci. Bet šīs izmaiņas, tā teikt, ir horizontālas. Vai ir vertikālas izmaiņas? Jā, ir, un ļoti labi izteikts. Apsveriet visvairāk "metālisko" metālu - sārmu. Tie ir litijs, nātrijs, rubīdijs, cēzijs,. Tomēr pēdējo var ignorēt, jo francijs ir ārkārtīgi reti sastopams. Kā tiek palielināta to ķīmiskā aktivitāte? No augšas uz leju. Reakciju termiskais efekts palielinās tieši tādā pašā veidā. Piemēram, ķīmijas stundās viņi bieži parāda, kā nātrijs reaģē ar ūdeni: metāla gabals burtiski “skrien” pa ūdens virsmu, kūstot vārot. Veikt šādu demonstrācijas eksperimentu ar kāliju jau ir riskanti: vārīšanās ir pārāk spēcīga. Rubīdiju labāk nelietot šādiem eksperimentiem vispār. Un ne tikai tāpēc, ka tas ir daudz dārgāks par kāliju, bet arī tāpēc, ka reakcija ir ārkārtīgi vardarbīga, ar aizdegšanos. Ko mēs varam teikt par cēziju. Kāpēc, kāda iemesla dēļ? Jo palielinās atomu rādiuss. Un jo tālāk ārējais elektrons atrodas no kodola, jo vieglāk atoms to "atdod" (tas ir, jo spēcīgākas ir metāliskās īpašības).

Saistītie video

4. padoms: Kāpēc periodiskajā tabulā mainās nemetāliskās īpašības

Vienkārši sakot, jebkuru atomu var attēlot kā niecīgu, bet masīvu kodolu, ap kuru elektroni griežas apļveida vai eliptiskā orbītā. Elementa ķīmiskās īpašības ir atkarīgas no ārējiem "valences" elektroniem, kas piedalās ķīmiskās saites veidošanā ar citiem atomiem. Atoms var “atdot” savus elektronus vai “pieņemt” citus. Otrajā gadījumā tas nozīmē, ka atomam piemīt nemetāla īpašības, tas ir, tas ir nemetāls. Kāpēc tas ir atkarīgs?

Pirmkārt, par elektronu skaitu ārējā līmenī. Galu galā lielākais elektronu skaits, kas var būt, ir 8 (tāpat kā visas inertās gāzes, izņemot). Tad rodas ļoti stabils atoma stāvoklis. Attiecīgi, jo tuvāk valences elektronu skaits ir 8, jo vieglāk elementa atomam ir "pabeigt" savu ārējo līmeni. Tas ir, jo izteiktākas ir tā nemetāliskās īpašības. Pamatojoties uz to, ir pilnīgi skaidrs, ka elementiem, kas atrodas tajā pašā Periodā, nemetāliskās īpašības palielināsies virzienā no kreisās uz labo pusi. To var viegli pārbaudīt, apskatot periodisko tabulu. Kreisajā pusē pirmajā grupā ir sārmu metāli, otrajā - (tas ir, to metāliskās īpašības jau ir vājākas). Trešajā grupā - elementi. Ceturtajā dominē nemetāliskās īpašības. Sākot no piektās grupas, tie jau ir izteikti, sestajā grupā to nemetāliskās īpašības ir vēl spēcīgākas, un septītajā grupā tās atrodas ar septiņiem elektroniem ārējā līmenī. Vai nemetāliskās īpašības mainās tikai horizontālā secībā? Nē, tas ir arī vertikāls. Tipisks piemērs ir ļoti halogēni. Netālu no tabulas augšējā labā stūra ir redzams slavenais fluors, kas ir tik ļoti reaģējošs elements, ka ķīmiķi tam neoficiāli piešķīra cieņpilnu segvārdu: "Viss košļājas." Zem fluora ir hlors. Tas ir arī ļoti aktīvs nemetāls, bet joprojām nav tik spēcīgs. Vēl zemāk - broms. Tā reaktivitāte ir ievērojami zemāka nekā hloram un vēl jo vairāk fluoram. Nākamais - jods (raksts ir vienāds). Pēdējais elements ir astatīns. Kāpēc nemetāliskās īpašības vājinās "no augšas uz leju"? Tas viss ir par atoma rādiusu. Jo tuvāk ārējais elektronu slānis atrodas kodolam, jo ​​vieglāk ir “piesaistīt” svešu elektronu. Tāpēc, jo “vairāk pa labi” un “augstāks” ir elements periodiskajā tabulā, jo stiprāks ir nemetāls.

Saistītie video

Mazliet teorijas

Periodiskais likums gadā formulēja D. I. Mendeļejevs sekojoša forma(1871): "Vienkāršu ķermeņu īpašības, kā arī elementu savienojumu formas un īpašības, un līdz ar to arī to veidoto vienkāršo un sarežģīto ķermeņu īpašības ir periodiski atkarīgas no to atomsvara"

Šobrīd D. I. Mendeļejeva Periodiskajam likumam ir šāds formulējums: “ķīmisko elementu īpašības, kā arī to veidoto elementu formas un īpašības vienkāršas vielas un savienojumi ir periodiski atkarīgi no to atomu kodolu lādiņu lieluma. Periodiskums ir parādības atkārtošanās (cikliskums) noteiktos intervālos.

Periodiskā likuma iezīme starp citiem pamatlikumiem ir tāda, ka tam nav izteiksmes matemātiska vienādojuma veidā. Likuma grafiskā (tabulārā) izteiksme ir Mendeļejeva izstrādātā Periodiskā elementu tabula. Atomu un to savienojumu īpašības atkārtojas noteiktos intervālos (periodos).

PeriodsPeriodiskajā sistēmā tiek saukta elementu secība, kas sakārtota pieaugošā kodola lādiņa secībā, sākot ar ūdeņradi vai sārmu metālu un beidzot ar inertu gāzi. Perioda sākums atbilst jauna enerģijas līmeņa piepildīšanās sākumam ar elektroniem.

Elementi, kas atrodas vienā vertikālā kolonnā periodiskās tabulas īsajā formā, veido vienugrupai . Katra grupa sastāv no divām apakšgrupām. Apakšgrupas, kas ietver gan lielu, gan mazu periodu elementus, sauc par galvenajām. Tabulas īsajā formā elementu simboli, kas pieder vienas grupas galvenajai un sekundārajai apakšgrupai, tiek rakstīti ar nobīdi pret šūnas pretējām malām, lai tie veidotu it kā divas vertikālas secības vienā. kolonna. tabulas garajā formā tie ir izvietoti dažādās kolonnās, kas apzīmētas kā A un B apakšgrupas.Jebkurā no galvenajām apakšgrupām (A) elementu elektroniskās konfigurācijas ir līdzīgas, t.i. ārējā līmenī ir vienāds elektronu skaits. Rezultātā šādi elementi savā starpā uzrāda lielu līdzību, kas konkrēti izpaužas to veidoto vienkāršo un sarežģīto vielu līdzībā. Citiem vārdiem sakot, vienas galvenās apakšgrupas elementi ir pilnīgi analogi.

Galvenie īpašību izmaiņu modeļi periodos:

1. Elementa elektronegativitāte palielinās, t.i. samazinās atomu spēja zaudēt elektronus un palielinās spēja tos iegūt. Tas ir saistīts ar kodola lādiņa palielināšanos, kā rezultātā ārējie elektroni, kas atrodas vienā līmenī, arvien vairāk tiek piesaistīti kodolam. Rezultātā perioda sākumā ir tipiski elektropozitīvie elementi (metāli), bet perioda beigās inerto gāzu priekšā - tipiski elektronegatīvi elementi (nemetāli).

2. Maksimālais pozitīvais oksidācijas stāvoklis palielinās, vienāds ar elektronu skaitu ārējā līmenī, t.i. grupas numurs, izņemot skābekli un fluoru.

3. Elektronnegatīviem elementiem negatīvais oksidācijas stāvoklis absolūtā vērtībā samazinās, vienāds ar astoņiem mīnus grupas skaitli.

4. Elementu oksīdu un hidroksīdu pamatīpašības pavājinās un vienlaikus palielinās to skābās īpašības.

Galvenajās apakšgrupās, palielinoties kodola lādiņam, elementu, kā arī tiem atbilstošo vienkāršo vielu un savienojumu īpašības mainās šādi:

1. Elementa elektronegativitāte samazinās, attiecīgi tiek pastiprinātas metāliskās īpašības un vājinātas nemetāliskās īpašības. Piemēram, V grupā slāpeklis ir tipisks nemetāls, fosfors ir nemetāls, kurā vienai no alotropajām modifikācijām ir ievērojama elektrovadītspēja (melnais fosfors), arsēns un antimons ir elementi, kas ieņem starpstāvokli starp tipiskiem. metāli un tipiski nemetāli, un, visbeidzot, bismuts - metāls.

2. Tiek uzlabotas oksīdu un hidroksīdu pamatīpašības. (Jāatceras, ka oksīda vai hidroksīda skābju-bāzes īpašības ir atkarīgas arī no elementa oksidācijas pakāpes. Tāpēc savienojumi jāsalīdzina ar vienādi grādi analogo elementu oksidēšana).

Atomu rādiusu maiņa:

Dmitrija Ivanoviča Mendeļejeva periodiskā tabula ir ļoti ērta un daudzpusīga tās lietošanā. To var izmantot, lai noteiktu dažus elementu raksturlielumus un, pats pārsteidzošākais, prognozētu dažas ķīmisko elementu īpašības, kuras vēl nav atklātas, zinātnieki nav atklājuši (piemēram, mēs zinām dažas iespējamās unbiheksija īpašības, lai gan vēl nav atklāts un sintezēts).

Kādas ir metāliskas un nemetāla īpašības

Šīs īpašības ir atkarīgas no elementa spējas ziedot vai piesaistīt elektronus. Ir svarīgi atcerēties vienu noteikumu, metāli - dod elektronus, bet nemetāli - pieņem. Attiecīgi metāliskās īpašības ir noteikta ķīmiskā elementa spēja nodot savus elektronus (no ārēja elektronu mākoņa) citam ķīmiskajam elementam. Attiecībā uz nemetāliem ir otrādi. Jo vieglāk nemetāls pieņem elektronus, jo augstākas ir tā nemetāla īpašības.

Metāli nekad nepieņems elektronus no cita ķīmiskā elementa. Tas ir raksturīgi šādiem elementiem;

• nātrijs;
• kālijs;
• litijs;
• Francija un tā tālāk.

Līdzīga situācija ir arī ar nemetāliem. Fluors izrāda savas īpašības vairāk nekā visi citi nemetāli, tas var piesaistīt tikai cita elementa daļiņas, bet nekādā gadījumā neatteiksies no sava. Tam ir visvairāk nemetālisko īpašību. Skābeklis (pēc tā īpašībām) nāk uzreiz pēc fluora. Skābeklis var veidot savienojumu ar fluoru, atsakoties no saviem elektroniem, bet tas paņem negatīvās daļiņas no citiem elementiem.

Nemetālu saraksts ar visizteiktākajām īpašībām:

1. fluors;
2. skābeklis;
3. slāpeklis;
4. hlors;
5. broms.

Nemetālas un metāliskas īpašības ir izskaidrojamas ar to, ka visām ķīmiskajām vielām ir tendence pabeigt savu enerģijas līmeni. Lai to izdarītu, pēdējā elektronu līmenī jābūt 8 elektroniem. Fluora atomam uz pēdējā elektronu apvalka ir 7 elektroni, mēģinot to pabeigt, tas piesaista vēl vienu elektronu. Nātrija atomam uz ārējā apvalka ir viens elektrons, lai iegūtu 8, tam ir vieglāk dot 1, un pēdējā līmenī būs 8 negatīvi lādētas daļiņas.

Cēlgāzes mijiedarbojas ar citām vielām tieši tāpēc, ka ir pabeigts to enerģijas līmenis, tām nav nepieciešams ne piesaistīt, ne atdot elektronus.

Kā metāliskās īpašības mainās periodiskajā sistēmā

Mendeļejeva periodiskā tabula sastāv no grupām un periodiem. Periodi ir sakārtoti horizontāli tā, lai pirmajā periodā būtu: litijs, berilijs, bors, ogleklis, slāpeklis, skābeklis utt. Ķīmiskie elementi ir sakārtoti stingri augošā sērijas numura secībā.

Grupas ir sakārtotas vertikāli tā, ka pirmajā grupā ietilpst: litijs, nātrijs, kālijs, varš, rubīdijs, sudrabs utt. Grupas numurs norāda negatīvo daļiņu skaitu noteikta ķīmiskā elementa ārējā līmenī. Kamēr perioda numurs norāda elektronu mākoņu skaitu.

Sērijā ir uzlabotas metāliskās īpašības no labās puses uz kreiso vai, citiem vārdiem sakot, vājināties periodā. Tas ir, magnijam ir lielākas metāla īpašības nekā alumīnijam, bet mazāk nekā nātrijam. Tas ir tāpēc, ka laika posmā palielinās elektronu skaits ārējā apvalkā, tāpēc ķīmiskajam elementam ir grūtāk atteikties no elektroniem.

Grupā ir otrādi, metāliskās īpašības tiek uzlabotas rindā no augšas uz leju. Piemēram, kālijs ir stiprāks par varu, bet vājāks par nātriju. Izskaidrojums tam ir ļoti vienkāršs, grupā skaits elektronu čaulas, un jo tālāk elektrons atrodas no kodola, jo vieglāk elementam to atdot. Pievilkšanās spēks starp atoma kodolu un elektronu pirmajā čaulā ir lielāks nekā starp kodolu un elektronu 4. apvalkā.

Salīdzināsim divus elementus – kalciju un bāriju. Bārijs periodiskajā tabulā ir zemāks nekā kalcijs. Un tas nozīmē, ka kalcija ārējā apvalka elektroni atrodas tuvāk kodolam, tāpēc tie ir labāk piesaistīti nekā bārija elektroni.

Grūtāk ir salīdzināt elementus, kas atrodas dažādās grupās un periodos. Ņemiet, piemēram, kalciju un rubīdiju. Rubidijs izdalīs negatīvās daļiņas labāk nekā kalcijs. Jo tas ir apakšā un pa kreisi. Bet, izmantojot tikai periodisko tabulu, nav iespējams viennozīmīgi atbildēt uz šo jautājumu, salīdzinot magniju un skandiju (jo viens elements ir zemāks un pa labi, bet otrs ir augstāks un pa kreisi). Lai salīdzinātu šos elementus, būs nepieciešamas īpašas tabulas (piemēram, metāla spriegumu elektroķīmiskās sērijas).

Kā nemetāliskās īpašības mainās periodiskajā sistēmā

Nemetāliskās īpašības Mendeļejeva periodiskajā sistēmā mainās tieši pretēji nekā metāla. Faktiski šīs divas pazīmes ir antagonistas.

Periodā nostiprināt (rindā no labās uz kreiso). Piemēram, sērs mazāk spēj piesaistīt elektronus nekā hlors, bet vairāk nekā fosfors. Šīs parādības skaidrojums ir tāds pats. Uz ārējā slāņa palielinās negatīvi lādēto daļiņu skaits un tāpēc elementam ir vieglāk pabeigt savu enerģijas līmeni.

Nemetāla īpašības samazinās pēc kārtas no augšas uz leju (grupā). Piemēram, fosfors spēj izdalīt negatīvi lādētas daļiņas vairāk nekā slāpeklis, bet tajā pašā laikā tas spēj piesaistīt labāk nekā arsēns. Fosfora daļiņas tiek piesaistītas kodolam labāk nekā arsēna daļiņas, kas tai piešķir oksidētāja priekšrocības reakcijās, kas samazina un palielina oksidācijas pakāpi (redoksreakcijas).

Salīdziniet, piemēram, sēru un arsēnu. Sērs ir augstāks un pa labi, kas nozīmē, ka viņai ir vieglāk pabeigt savu enerģijas līmeni. Tāpat kā metālus, arī nemetālus ir grūti salīdzināt, ja tie atrodas dažādās grupās un periodos. Piemēram, hlors un skābeklis. Viens no šiem elementiem atrodas augšpusē un pa kreisi, bet otrs atrodas zem un pa labi. Lai atbildētu, mums būs jāatsaucas uz nemetālu elektronegativitātes tabulu, no kuras mēs redzam, ka skābeklis vieglāk piesaista negatīvās daļiņas nekā hlors.

Mendeļejeva periodiskā tabula palīdz noskaidrot ne tikai protonu skaitu atomā, atommasu un kārtas numuru, bet arī palīdz noteikt elementu īpašības.

Video

Video palīdzēs izprast ķīmisko elementu un to savienojumu īpašību likumsakarības pa periodiem un grupām.