Урок 4. Явище періодичної зміни властивостей елементів і їхніх сполук на основі уявлень про електронну будову атома. 11 клас.

Пригадаємо періодичний закон:

• Властивості хімічних елементів, а також утворених ними речовин перебувають у періодичній залежності від зарядів їхніх атомних ядер.

Звертаючи увагу на будову електронних оболонок атомів, ми бачимо, що зі збільшенням заряду ядра атомів періодично повторюються електронні формули зовнішніх енергетичних рівнів атомів. Оскільки саме від зовнішнього рівня насамперед залежать властивості елементів та їхніх сполук, то така періодичність зміни електронної конфігурації атомів пояснює справедливість Періодичного закону.

Радіус атома

• Зі збільшенням порядкового номера елемента в головних підгрупах збільшується число енергетичних рівнів, що заповнюється електронами, тому радіус атомів хімічних елементів однієї групи збільшується.

• В атомів хімічних елементів одного періоду число енергетичних рівнів, що заповнюються, однакове. Але зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента заряд ядра поступово збільшується, що спричиняє сильніше притягання електронів до ядра, і тому в періоді радіус атомів поступово зменшується.

Електронегативність елементів

• У періодах число електронів на зовнішньому енергетичному рівні атомів поступово збільшується. Унаслідок цього зменшується здатністьвіддавати електрони і збільшується здатність їх приймати, а отже, й збільшується притягання спільних електронних пар, тобто в періодах електронегативність збільшується.

• В елементів однієї групи електронна конфігурація атомів подібна, але число заповнених електронних шарів поступово збільшується. І чим далі від ядра перебуває зовнішній електронний шар, тим важче ядру притягувати спільні електронні пари. Унаслідок цього у групах електронегативність зменшується. Металічні й неметалічні властивості

• Чим більше електронів на зовнішньому рівні, тим складніше атомам їх віддавати, тому зі збільшенням числа електронів на зовнішньому рівні (у періодах) металічні властивості елементів послаблюються. Чим більше електронів бракує до завершення електронного шару, тим важче їх приєднувати, тож чим менше електронів на зовнішньому шарі, тим слабшими є неметалічні властивості елементів.

• Періодичність у зміні властивостей хімічних елементів та їхніх атомів H Li Be Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr In Sn Sb Te I Xe Cs Fr Ba Ra Ti Nh Pb Fl Bi Mc Po Lv At Ts Rn Og B C N O F Ne He

• Збільшення числа енергетичних рівнів • Збільшення радіуса атомів • Зменшення електронегативності • Посилення металічних властивостей • Посилення відновних властивостей • Посилення неметалічних властивостей • Посилення окисних властивостей I II III IV V VI VII VIII

  • Збільшення числа електронів на зовнішньому рівні • Зменшення радіуса атомів • Збільшення електронегативності • Посилення неметалічних властивостей • Посилення окисних та послаблення відновних властивостей • Посилення кислотних властивостей оксидів і гідратів оксидів

• Отже, у періоді зі збільшенням порядкового номера металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні — посилюються. •В елементів однієї підгрупи електронна конфігурація атомів зовнішнього рівня однакова, але металічні властивості залежать від числа заповнених енергетичних рівнів. Зі збільшенням радіуса зовнішні електрони легше втрачати, тому в групах металічні властивості посилюються. Разом із цим зі збільшенням радіуса в групах атомів неметалічні властивості елементів послаблюються. Металічні властивості елементів однієї підгрупи найсильніше виражені в елементів із найбільшим радіусом (найбільшим порядковим номером), а неметалічні — в елементів із найменшим радіусом (найменшим порядковим номером).

  Окисно-відновні властивості простих речовин

• З металічними та неметалічними властивостями хімічних елементів тісно пов’язані й окисно-відновні властивості простих речовин, що вони утворюють. Оскільки металічні властивості пов’язані зі здатністю атомів віддавати електрони, то чим активніший метал, тим сильнішим відновником він є. Так само щодо неметалічних властивостей, що пов’язані зі здатністю приймати електрони. Чим активніші неметалічні властивості, тим сильнішим окисником є речовина. • Зі збільшенням порядкового номера в періодах відновні властивості послаблюються, а окисні — посилюються. • У групах відновні властивості посилюються, а окисні послаблюються.

  Кислотно-основні властивості оксидів та гідратів оксидів

  З металічними та неметалічними властивостями хімічних елементів також тісно пов’язані кислотно-основні властивості їх оксидів та гідратів їх оксидів. Так, ви вже вивчали, що металічні елементи утворюють переважно основні речовини, а неметалічні — кислотні. З послабленням металічних та посиленням неметалічних властивостей хімічних елементів характерно змінюються властивості їхніх оксидів та гідратів оксидів. Елементи на початку періоду утворюють основні речовини (оксиди та гідроксиди). Потім основні властивості послаблюються: Алюміній утворює вже амфотерні сполуки, які виявляють і кислотні, і основні властивості. А неметалічні елементи утворюють кислотні речовини, причому на прикладі гідратів оксидів добре видно, як вони змінюються: від слабкої силікатної кислоти до дуже сильної перхлоратної кислоти (HClO4 — одна з найсильніших кислот).

Скласти формули оксидів з найвищою валентністю елемента та гідратів оксидів для елементів ІІ періоду; визначте їх характер. Наприклад, Lі₂О - основний оксид, LіОН - основа, літій гідроксид (гідрат оксиду).