Как узнать какие свойства проявляет элемент
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:
- фтор;
- кислород;
- азот;
- хлор;
- 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.
Анонимный вопрос · 6 марта 2019
8,6 K
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him
☘️Что такое восстановительные свойства? ☘️
Это способность атома отдавать электроны????
????При движении по периоду слева направо восстановительные свойства уменьшаются???? Потому что электроотрицательность (способность отбирать электроны) возрастает, и атомы всё неохотнее отдают электроны????
????При движении по группе сверху вниз восстановительные свойства возрастают???? Потому что увеличиваются радиус атома и заряд ядра, а число электронов на внешнем уровне не меняется
Вот полезная табличка. Она показывает, как меняются свойства элементов в таблице Менделеева. С ней точно не запутаетесь????
Отличаются ли чем-нибудь атомы различных элементов, кроме количества в них протонов/нейтронов/электронов?
Сусанна Казарян, США, Физик
В вопросе есть проблема, которая затрудняет ответ. Если заменить слово вещество на слово химический элемент, то ответ однозначный — НЕТ. Число протонов (Z) определяет элемент (порядковый номер) в Таблице Менделеева. Число нейтронов определяет изотоп элемента (или массовое число A), число электронов определяет состояние атома (основное, возбужденное), химические свойства атома зависят от строения электронной оболочки, зависящей от Z.
Если же речь идет именно о веществах, которые в основном состоят из молекул, то ответ ДА, отличаются. Они отличаются типами химических связей между атомами в молекуле (ионные, ковалентныe, Ван-дер-Ваальса).
Почему таблица химических элементов Менделеева выглядит именно так и почему ее создание было так важно?
Отличник, спортсмен, просто красавец
Идеи периодической системы химических элементов возникали и до Менделеева, но то были не более чем красивые представления списка этих самых элементов, и их свойства просто описывались на основе эмпирических данных. Уникальность варианта Менделеева в том, что он построен на валентности этих элементов, которая раньше не учитывалась, а ищо можно предсказывать их свойства (об этом чуть позже).
[ниже пойдет крайне упрощенное объяснение для тех, кому необязательно знать и объяснять это подробно]
Суть в том, что все атомы стремятся к полному заполнению своих орбиталей — чтобы не оставалось лишних электронов. Те, что уже их заполнили — ,благородные (инертные) газы (гелий, неон, аргон и так далее) — они уже живут хорошо, и потому в реакции вступать не любят, потому и инертные. А вот остальные стремятся к конфигурации инертных газов. Почему именно так — это частично объясняется в квантовой теории, частично постулируется.
Тем, что в правой части (неметаллы), до полного заполнения нужно еще несколько электронов. К примеру, возьмем хлор. По таблице видно, что электронов у него на один меньше, чем у аргона и на семь больше, чем у неона. Даже на основе бытовых представлений понятно, что один электрон передать легче, чем семь — поэтому атом хлора в степени окисления -1 Cl(-1) [атом хлора плюс один электрон] встречается куда чаще, чем в степени окисления +7 (например, оксид хлора (VII) Cl2O7), ведь отодрать семь электронов у атома, который сам хочет себе один, очень сложно. А еще можно посмотреть на фтор — у него электронов еще меньше -> расстояние до положительно заряженного ядра меньше -> электроны притягиваются сильнее, чем к хлору -> получаем, что нет такого элемента, который мог бы забрать электроны у фтора без дополнительного приложения энергии извне.
А тем, что в левой части (металлы), для конфигурации инертного газа проще отдать электроны, чем забрать. Возьмем натрий — ему стоит отдать всего лишь один электрон, чтобы получить конфигурацию неона! А когда вокруг столько всяких хлоров, он легко отдает его и переходит в ион Na+.
Ну вот реагируют они и реагируют, а при чем тут таблица-то? И валентность? А при том, что без них никуда в химичеких расчетах. Кроме того, периодическая таблица — это еще и справочник величин (атомные массы, заряды, вот это все). Знание периодического закона — это вообще знание чуть ли не половины неорганической химии. При понимании периодического закона можно предсказывать свойства элементов, даже еще не открытых (что Менделеев, собственно, и сделал, и это добавило его творению еще больше авторитета).
А еще таблица Менделеева — это таблица не совсем Менделеева, и до него, и во время него вроде как были именно такие. Поэтому в иностранных вариантах ее называют просто Periodic Table.
Как определить степень окисления по таблице Менделеева?
Современная леди. Увлекаюсь искусством, фотографией. Имею широкий кругозор и…
Под степенью окисления в первую очередь понимают условную величину, которая не имеет физического смысла. При указании степени окисления используют велечину его электоотрицательноси, но следует помнить, что она не равняется заряду атома в молекуле. И так, существует максимальная положительная степень окисления, которая чаще всего совпадает с номером группы, в которой расположен химический элемент. Максимальная отрицательная степень окисления элемента, будет равно максимальной положительной степени окисления, минус восемь. Эти значения будут совпадать с высшей и низшей валентностью.
Почему электроотрицательность фтора больше, чем электроотрицательность неона?
Если говорить простыми словами, то электроотрицательность — это способность атомов оттягивать к себе электроны других атомов. Считается, что самый электроотрицательный элемент — фтор. Об электроотрицательности расположенного правее от него неона говорить не приходится, так как этот элемент в обычных условиях не может вступать в химическую реакцию, у него завершён второй внешний слой — 8 электронов, т.е. отсутствуют вакантные орбитали как и у остальных инертных газов, исходя из квантовых представлений. Поэтому, когда говорят о самой высокой электроотрицательности фтора, имеют в виду, что среди всех элементов он — сильнейший окислитель.
Анонимный вопрос · 18 декабря 2017
35,2 K
Номер группы, в которой расположен атом в периодической таблице равен его высшей валентности. Низшая валентность определяется разницей между числом восемь и номером группы. Натрий и алюминий имеют только одно значение валентности, равное номеру группы.
Спасибо
Большое
Тебе
Марьяна Бажан
???????????????? Читать дальше
Есть ли озон в таблице менделеева?
Философ-эзотерик. Опыт работы с чакрами, подсознанием, энергоструктурой, экстрас…
Нет. В таблице Менделеева только основные химические элементы, с которых пазлом и получается любое вещество.
Есть Кислород — 8 номер. Озон это три атома Кислорода.
Прочитать ещё 1 ответ
Чем степень окисления отличается от валентности?
Researcher, Institute of Physics, University of Tartu
Валентность — это количество ковалентных связей, которое образует атом. Если говорить о строгом классическом понимании, то это должны быть двухцентровые (два атома) двухэлектронные (одна электронная пара) связи. Всякие там трехцентровые связи, кластеры и прочую экзотику с точки зрения классического понятия валентности рассматривать нельзя. Можно его расширить, конечно, но лично я в этом не вижу особого смысла. Валентность — простая модель, хорошо описывает большинство ковалентных соединений s- и p-элементов и хватит с нее. Для более сложных случаев есть теория кристаллического поля и метод молекулярных орбиталей, которые вообще не нуждаются в представлениях о «валентности» для описания хим.связей и дают гораздо более полное и точное представление о природе хим.связи.
Степень оксиления — формальный заряд атома в соединении, рассчитываемый исходя из представлений об электронейтральности соединения (если оно не является сложносоставным ионом), структуре ковалентных связей внутри него и электроотрицательности входящих в него атомов. Грубо говоря, рисуем структуру из точек и палочек, считаем количество палочек для каждого атома, прикидываем, кто более, а кто менее электроотрицателен в данной паре атомов и приписываем каждому атому заряд так, чтобы в сумме по молекуле был ноль (или заряд сложного иона), а каждая палочка давала бы к степени окисления атома либо +1, либо -1, в зависимости от соотношения электроотрицательности рассматриваемого атома и того, с которым он связывывается (или дает 0, если атом связан с таким же атомом, как азот в N2H4). Часто С.О. расширяют до любых соединений, например, в NaCl считают С.О. натрия +1, а С.О. хлора -1, но я с таким подходом несогласен, поскольку он предполагает наличие некой «нейтральной молекулы NaCl», что мне кажется бессмысленным допущением. Поэтому при использовании понятия С.О. я предпочитаю рассматривать только соединения с ковалентной связью.
С.О. и валентность будут совпадать по модулю, если в соединении атом связан только либо с более электроотрицательными атомами, либо с менее электроотрицательными атомами, например, азот в NH3. А если он связан и с такими и с такими, то С.О. по модулю будет меньше, например, фосфор в H3PO2.
P.S. Википедию про валентность советую почитать, там хорошо написано, а про С.О. не советую — там ее пытаются ввести при помощи постулатов, в частности, постулирования С.О. распространенных элементов. Это очень дурацкий способ, поскольку нет таких элементов, у которых С.О. будет во всех соединениях одинакова. Поэтому всегда получается что-то вроде «С.О. [название элемента] всегда равно n, кроме тех случаев, когда оно не равно n». Самое разумное — это исходить из электроотрицательности атомов в конкретном соединении и ограничиться ковалентными соединениями. Опять же, как и в случае с валентностью: С.О. — достаточно простая модель, не нужно пытаться объяснить ею всё на свете.
Как составить хим.формулу AlCl по валентности? У Al В=3, а у Cl 1,3,5,7. Какую взять и почему?
Алюминий находится в 3 группе, он металл и у него 3 доступных электрона.
Хлор в 7ой группе, у хлора одна недозаполненная электронами орбиталь. Туда он будет стремиться захватить электроны у металла. Валентность 1. А лучше степень окисления -1.
Хлор — выраженный окислитель, алюминий — метал, а значит восстановитель. Поэтому роли будут поделены так: алюминий отдает, хлор принимает.
Как читать таблицу Менделеева по цветам?
Химик-аналитик на фармацевтическом предприятии. Рассказываю о производстве лекарственных… · tele.click/farsmacevtika
Как правило, разными цветами в таблице Менделеева обознаются s-, p-, d- и f-семейства. Например, s-семейство означает, что у этих элементов последним заполняется энергетический подуровень S. У p-семейства — подуровень p соответственно.
Встречаются также таблицы, где разными цветами обознаются металлы и неметаллы.
Но вообще в химии нет общепринятого деления таблицы по цветам. Если такое деление и есть, то пояснения, какой цвет и что обозначает, есть в каждой таблице.
Прочитать ещё 2 ответа
Какая валентность у купрума?
Брутален внешне, добряк в душе.
Наличие одного неспаренного электрона свидетельствует о том, что медь проявляет в своих соединениях валентность I (Cu2O, CuOH).
Известно, что для меди также характерна валентность II (CuO, Cu(OH)2, CuSO4).
§4.6. Некоторые закономерности в Периодической таблице Д.И. Менделеева.
Периодическая таблица систематизирует не только элементы, но и самые разнообразные их свойства. Химику часто бывает достаточно иметь перед глазами Периодическую таблицу для того, чтобы правильно ответить на множество вопросов (не только экзаменационных, но и научных).
Заглянем еще раз в Периодическую таблицу. Помимо глубокой фундаментальной связи между элементами, она отражает ряд полезных для изучения химии закономерностей. Рассмотрим важнейшие из них (рис. 4-6).
Рис.4-6. Закономерности Периодической таблицы, связанные с электроотрицательностью, металлическими и окислительно-восстановительными свойствами элементов.
а) Закономерности, связанные с металлическими и неметаллическими свойствами элементов.
1. При перемещении вдоль периода СПРАВА НАЛЕВО металлические свойства элементов УСИЛИВАЮТСЯ. В обратном направлении возрастают неметаллические.
Это объясняется тем, что правее находятся элементы, электронные оболочки которых ближе к октету. Элементы в правой части периода менее склонны отдавать свои электроны для образования металлической связи и вообще в химических реакциях.
Например, углерод — более выраженный неметалл, чем его сосед по периоду бор, а азот обладает еще более яркими неметаллическими свойствами, чем углерод.
Слева направо в периоде также увеличивается и заряд ядра. Следовательно, увеличивается притяжение к ядру валентных электронов и затрудняется их отдача.
Наоборот, s-элементы в левой части таблицы имеют мало электронов на внешней оболочке и меньший заряд ядра, что способствует образованию именно металлической связи. За понятным исключением водорода и гелия (их оболочки близки к завершению или завершены!), все s-элементы являются металлами; p-элементы могут быть как металлами, так и неметаллами, в зависимости от того — в левой или правой части таблицы они находятся.
У d- и f-элементов, как мы знаем, есть «резервные» электроны из «предпоследних» оболочек, которые усложняют простую картину, характерную для s- и p-элементов. В целом d- и f-элементы гораздо охотнее проявляют металлические свойства.
Подавляющее число элементов является металлами и только 22 элемента относят к неметаллам: это H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, а также все галогены и инертные газы.
Некоторые элементы в связи с тем, что они могут проявлять лишь слабые металлические свойства, относят к полуметаллам.
Что такое полуметаллы? Если выбрать из Периодической таблицы p-элементы и записать их в отдельный «блок» (это сделано в “длинной” форме таблицы), то обнаружится закономерность, показанная на рис. 4-7. Левая нижняя часть блока содержит типичные металлы, правая верхняя — типичные неметаллы. Элементы, занимающие места на границе между металлами и неметаллами, иногда называют полуметаллами.
Рис. 4-7. Полуметаллы расположены примерно вдоль диагонали, проходящей от левого верхнего к правому нижнему углу блока р-элементов в Периодической таблице.
Полуметаллы имеют ковалентную кристаллическую решетку при наличии металлической проводимости (электропроводности). Валентных электронов у них либо недостаточно для образования полноценной «октетной» ковалентной связи (как в боре), либо они не удерживаются достаточно прочно (как в тeллуре или полонии) из-за больших размеров атома. Поэтому связь в ковалентных кристаллах этих элементов имеет частично металлический характер.
Некоторые полуметаллы (кремний, германий) являются полупроводниками. Полупроводниковые свойства этих элементов объясняются многими сложными причинами, но одна из них — существенно меньшая (хотя и не нулевая) электропроводность, объясняемая слабой металлической связью. Роль полупроводников в электронной технике чрезвычайно важна.
2. При перемещении СВЕРХУ ВНИЗ вдоль групп УСИЛИВАЮТСЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ свойства элементов. Это связано с тем, что ниже в группах расположены элементы, имеющие уже довольно много заполненных электронных оболочек. Их внешние оболочки находятся дальше от ядра. Они отделены от ядра более толстой «шубой» из нижних электронных оболочек и электроны внешних уровней удерживаются слабее.
б) Закономерности, связанные с окислительно-восстановительными свойствами. Изменения электроотрицательности элементов.
3. Перечисленные выше причины объясняют, почему СЛЕВА НАПРАВО УСИЛИВАЮТСЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ свойства, а при движении СВЕРХУ ВНИЗ — ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ свойства элементов.
Последняя закономерность распространяется даже на такие необычные элементы, как инертные газы. У «тяжелых» благородных газов криптона и ксенона, которые находятся в нижней части группы, удается «отобрать» электроны и получить их соединения с сильными окислителями (фтором и кислородом), а для «легких» гелия, неона и аргона это осуществить не удается.
В правом верхнем углу таблицы находится самый активный неметалл-окислитель фтор (F), а в левом нижнем углу — самый активный металл-восстановитель цезий (Cs). Цезий настолько активен, что самовозгорается на воздухе (посмотрите опыт из «Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов»). Элемент франций (Fr) должен быть еще более активным восстановителем, но его химические свойства изучать крайне трудно из-за быстрого радиоактивного распада.
4. По той же причине, что и окислительные свойства элементов, их ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ ВОЗРАСТАЕТ тоже СЛЕВА НАПРАВО, достигая максимума у галогенов. Не последнюю роль в этом играет степень завершенности валентной оболочки, ее близость к октету.
5. При перемещении СВЕРХУ ВНИЗ по группам ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ УМЕНЬШАЕТСЯ. Это связано с возрастанием числа электронных оболочек, на последней из которых электроны притягиваются к ядру все слабее и слабее.
в) Закономерности, связанные с размерами атомов.
6. Размеры атомов (АТОМНЫЕ РАДИУСЫ) при перемещении СЛЕВА НАПРАВО вдоль периода УМЕНЬШАЮТСЯ. Это объясняют тем, что электроны все сильнее притягиваются к ядру по мере возрастания заряда ядра. Даже увеличение числа электронов на внешней оболочке (например, у фтора по сравнению с кислородом) не приводит к увеличению размеров атома. Наоборот, размеры атома фтора меньше, чем атома кислорода (рис. 4-8).
Рис. 4-8. Изменение атомных радиусов на примере элементов 2-го периода и 1-й группы Периодической таблицы. Атомные радиусы даны в ангстремах (1 А = 10-8 см).
7. При перемещении СВЕРХУ ВНИЗ АТОМНЫЕ РАДИУСЫ элементов РАСТУТ, потому что заполнено больше электронных оболочек.
г) Закономерности, связанные с валентностью элементов.
8. Элементы одной и той же подгруппы (в короткой форме таблицы) или группы (в длинной) имеют аналогичную конфигурацию внешних электронных оболочек и, следовательно, одинаковую валентность в соединениях с другими элементами.
9. s-Элементы имеют валентности, совпадающие с номером их группы (в любой форме таблицы).
10. p-Элементы имеют наибольшую возможную для них валентность, равную номеру группы в короткой форме Периодической таблицы. Кроме того, они могут иметь валентность, равную разности между числом 8 (октет) и номером их группы в короткой форме таблицы (этот номер совпадает с числом электронов на внешней оболочке).
11. d-Элементы обычно обнаруживают несколько разных валентностей, которые нельзя точно предсказать по номеру группы.
12. Не только элементы, но и многие их соединения — оксиды, гидриды, соединения с галогенами — обнаруживают периодичность. Для каждой ГРУППЫ элементов можно записать формулы соединений, которые периодически «повторяются» (то есть могут быть записаны в виде обобщенной формулы). Например:
LiCl | BeO | BCl3 | H2O | . HF | |
NaCl | MgO | AlCl3 | H2S | … HCl | |
KCl | CaO | GaCl3 | H2Se | … HBr | |
. . . . . . | . . . . . . | . . . . . . | . . . . . . | . . . . | |
Обобщенная формула | RCl | RO | RCl3 | H2R | HR |
хлориды | оксиды | хлориды | гидриды | гидриды |
Мы с вами рассмотрели важнейшие закономерности, наблюдаемые внутри периодов и групп Периодической таблицы Д. И. Менделеева. Теперь мы сможем их активно использовать в дальнейшем изучении химии. Как вы убедитесь, это во многом облегчит понимание и даже предсказание свойств самых разнообразных химических веществ.