Какой элемент имеет более выраженные металлические свойства

Закономерности, связанные с металлическими и неметаллическими свойствами элементов.
1. При перемещении СПРАВА НАЛЕВО вдоль ПЕРИОДА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ свойства р-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: 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. Левая нижняя часть блока содержит типичные металлы, правая верхняя — типичные неметаллы. Элементы, занимающие места на границе между металлами и неметаллами, называются полуметаллами.
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.
Источник: https://www.hemi.nsu.ru/text146.htm
В настоящий момент науке известно сто пять химических элементов, систематизированных в виде периодической таблицы. Подавляющее большинство из них причисляют к металлам, что подразумевает наличие у этих элементов особых качеств. Это так называемые металлические свойства. К таким характеристикам, в первую очередь, относятся пластичность, повышенная тепло- и электропроводимость, способность к образованию сплавов, низкое значение потенциала ионизации.
Металлические свойства того или иного элемента обусловлены способностью его атомов при возникновении взаимодействия с атомными структурами других элементов смещать в их направлении электронные облака или же «отдавать» им свои свободные электроны. Самыми активными металлами являются те, что имеют низкую энергию ионизации и электроотрицательность. Также ярко выраженные металлические свойства характерны для элементов, имеющих максимально большой радиус атома и предельно малое число внешних (валентных) электронов.
По мере наполнения валентной орбиты количество электронов во внешнем слое атомной структуры возрастает, и радиус, соответственно, уменьшается. В связи с этим атомы начинают стремиться к присоединению свободных электронов, а не к их отдаче. Металлические свойства таких элементов приобретают тенденцию к уменьшению, а их неметаллические свойства – к увеличению. И, наоборот, при увеличении атомного радиуса отмечается усиление металлических свойств. Поэтому характерной общей чертой всех металлов являются, так называемые, восстановительные качества – та самая способность атома отдавать свободные электроны.
Наиболее ярко металлические свойства элементов проявляются у веществ первой, второй групп главных подгрупп периодической таблицы, а также у щелочных и щелочноземельных металлов. Но самые сильные восстановительные качества наблюдаются у франция, а в водной среде – у лития благодаря более высокому показателю энергии гидратации.
Количество элементов, у которых проявляются металлические свойства, в пределах периода возрастает с увеличением номера периода. В периодической таблице металлы от неметаллов отделены диагональной линией, которая тянется от бора к астату. По этой разделительной черте расположены элементы, у которых в равной степени проявляются и те, и другие качества. К таким веществам относятся кремний, мышьяк, бор, германий, астат, сурьма и теллур. Данная группа элементов называется металлоидами.
Каждый период характеризуется наличием своеобразной «пограничной зоны», в которой располагаются элементы с двойственными качествами. Следовательно, переход от ярко выраженного металла к типичному неметаллу осуществляется постепенно, что и нашло отражение в периодической таблице.
Общие свойства металлических элементов (высокая электропроводимость, теплопроводность, ковкость, характерный блеск, пластичность и др.) обусловлены схожестью их внутреннего строения, а точнее – наличием кристаллической решетки. Однако существует немало качеств (плотность, твердость, температура плавления), которые придают всем металлам сугубо индивидуальные физико-химические свойства. Эти характеристики зависят от строения кристаллической решетки каждого конкретного элемента.
Подпишись на наш Instagram, если хочешь сдать экзамены на отлично!
@shpory_2020_
1. Как называл Д. И. Менделеев естественную классификацию химических элементов?
Он назвал её периодической системой химических элементов.
2. Назовите основные структурные единицы периодической системы элементов.
Основные структурные единицы периодической системы химических элементов — периоды (горизонтальные ряды) и группы (вертикальные ряды). В периодах слева направо увеличиваются неметаллические свойства, уменьшаются — металлические.
3. Что такое период? Что общего у больших и малых периодов и чем они различаются? Какие свойства химических элементов закономерно изменяются в периоде?
Период — горизонтальный ряд химическиъ элементов, расположенных в порядке возрастания их относительных атомных масс, начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся благородным газом.
Общее у больших и малых периодов то, что они начинаются щелочным металлом (исключение — первый период) и заканчиваются благородным газом. Различное то, что в малых периодах находится менее 8 элементов, в больших — более 18 элементов.
В периодах закономерно изменяются металлические и неметаллические свойства химических элементов.
4. Дайте определение понятия «группа». Укажите различия между группами А и В.
Группа — вертикальный ряд химических элементов в периодической системе, атомы которых обладают сходными свойствами.
Различие между группами A и B заключается в том, что в группы A могут входить как металлы, так и неметаллы, а в группы B — только металлы.
5. Простое вещество какого химического элемента из каждой пары имеет более ярко выраженные металлические свойства: а) K или Ca, б) Mg или Al; в) Cs или Pb?
6. Простое вещество какого химического элемента из каждой пары имеет более ярко выраженные неметаллические свойства: а) S или Cl; б) C или N; в) Se или Br?
7. Разделите указанные элементы на металлы и неметаллы, укажите их положение в периодической системе (группа, период, атомный номер): кислород, натрий, серебро, неон, ртуть, бром, золото, ксенон, хром.
Элемент | Металл или неметалл | Группа | Период | Атомный номер |
кислород | неметалл | VIA | 2 | 9 |
натрий | металл | IA | 3 | 11 |
серебро | металл | IB | 5 | 47 |
неон | неметалл | VIIIA | 2 | 10 |
ртуть | металл | IIB | 6 | 80 |
бром | неметалл | VIIA | 4 | 35 |
золото | металл | IB | 6 | 79 |
ксенон | неметалл | VIIIB | 5 | 54 |
хром | металл | VIB | 4 | 24 |
8. Заполните таблицу в тетради:
Символ элемента | Атомный номер | Относительная атомная масса | Номер и тип группы | Номер периода | Формула высшего оксида | Формула гидроксида |
Ca | 20 | 40 | IIA | 4 | CaO | Ca(OH)2 |
Al | 13 | 24 | IIIA | 3 | Al2O3 | Al(OH)3 |
Se | 34 | 79 | VIA | 4 | SeO3 | H2SeO4 |
N | 7 | 14 | VA | 2 | N2O5 | HNO3 |
K | 19 | 39 | IA | 4 | K2O | KOH |
As | 33 | 75 | VA | 4 | As2O5 | HAsO3 |
9. Готовимся к олимпиадам. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
а) Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4→MgCO3→MgO:mathrm{Mg → MgCl_2 → Mg(OH)_2 → MgSO_4 → MgCO_3 → MgO:}Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4→MgCO3→MgO:
Mg+Cl2=MgCl2;mathrm{Mg + Cl_2 = MgCl_2;}Mg+Cl2=MgCl2;
MgCl2+2KOH=Mg(OH)2↓+2KCl;mathrm{MgCl_2+2KOH=Mg(OH)_2↓+2KCl;}MgCl2+2KOH=Mg(OH)2↓+2KCl;
Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O;mathrm{Mg(OH)_2+H_2SO_4=MgSO_4+2H_2O;}Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O;
MgSO4+Na2CO3=MgCO3↓+Na2SO4;mathrm{MgSO_4+Na_2CO_3=MgCO_3↓+Na_2SO_4;}MgSO4+Na2CO3=MgCO3↓+Na2SO4;
MgCO3=MgO+CO2↑;mathrm{MgCO_3=MgO+CO_2↑;}MgCO3=MgO+CO2↑;
б) S→SO2→CaSO3→H2SO3→SO2→Na2SO3:mathrm{S → SO_2 → CaSO_3 → H_2SO_3 → SO_2 → Na_2SO_3:}S→SO2→CaSO3→H2SO3→SO2→Na2SO3:
S+O2=SO2;mathrm{S+O_2=SO_2;}S+O2=SO2;
SO2+CaO=CaSO3;mathrm{SO_2+CaO=CaSO_3;}SO2+CaO=CaSO3;
CaSO3+2HCl=CaCl2+H2O;mathrm{CaSO_3+2HCl=CaCl_2+H_2O;}CaSO3+2HCl=CaCl2+H2O;
H2SO3=SO2+H2O;mathrm{H_2SO_3=SO_2+H_2O;}H2SO3=SO2+H2O;
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O.mathrm{SO_2+2NaOH=Na_2SO_3+H_2O.}SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O.
Вариант 1
1. У какого элемента сильнее выражены неметаллические свойства: а) у кислорода или углерода; б) у фосфора или мышьяка? Дайте обоснованный ответ на основании положения элементов в периодической таблице.
а) у кислорода (неметалличность усиливается слева направо по периоду)
б) у фосфора (неметалличность усиливается снизу вверх по группе)
2. Дайте характеристику элемента №11 по плану:
Положение в периодической таблице
Металл или неметалл
Строение атома
Электронная формула
Число электронов на наружном энергетическом уровне, является ли он завершенным
Формула высшего оксида
Образует ли элемент летучее соединение с водородом, если образует, какова его химическая формула
3. Как и почему изменяются свойства химических элементов в периодах? Покажите это на примере элементов 3-го периода.
4. Рассчитайте относительную атомную массу бора, если известно, что доля изотопа 10B составляет 19,6%, а изотопа 11В – 80,4 %. (Ответ: 10,8.)
Вариант 2
1. У какого элемента сильнее выражены металлические свойства:
а) у лития или рубидия; б) у калия или скандия? Дайте обоснованный ответ на основании положения элементов в периодической таблице.
а) у рубидия (металличность усиливается сверху вниз по группе)
б) у калия (металличность усиливается справа налево по периоду)
2. Дайте характеристику элемента №7 по плану:
Положение в периодической таблице
Металл или неметалл
Строение атома
Электронная формула
Число электронов на наружном энергетическом уровне, является ли он завершенным
Формула высшего оксида
Образует ли элемент летучее соединение с водородом, если образует, какова его химическая формула
3. Как изменяются свойства химических элементов в А-группах? Покажите это на примере элементов IIA-группы.
4. Сколько различных видов молекул оксида углерода (IV) можно получить из изотопа углерода 12C и трех изотопов кислорода: 16О, 17О, 18О? Напишите формулы всех оксидов и рассчитайте их молярные массы.
Вариант 3
1. У какого элемента сильнее выражены неметаллические свойства: а) у хлора или йода; б) у серы или кремния? Дайте обоснованный ответ на основании положения элементов в периодической таблице.
а) у хлора (неметалличность усиливается снизу вверх по группе)
б) у серы (неметалличность усиливается слева направо по периоду)
2. Дайте характеристику элемента №12 по плану:
Положение в периодической таблице
Металл или неметалл
Строение атома
Электронная формула
Число электронов на наружном энергетическом уровне, является ли он завершенным
Формула высшего оксида
Образует ли элемент летучее соединение с водородом, если образует, какова его химическая формула
3. Какие общие свойства проявляют элементы одних и тех же групп? Покажите это на примере элементов VIIA-группы.
4. Медь имеет два изотопа: 63Cu и 65Cu. Их доли в природной меди составляют 73 и 27? Соответственно. Рассчитайте среднюю относительную массу меди. (Ответ: 63,5.)
Вариант 4
1. У какого элемента сильнее выражены металлические свойства: а) у бериллия или стронция; б) у натрия или алюминия? Дайте обоснованный ответ на основании положения элементов в периодической таблице.
а) у стронция (металличность усиливается сверху вниз по группе)
б) у натрия (металличность усиливается справа налево по периоду)
2. Дайте характеристику элемента №16 по плану:
Положение в периодической таблице
Металл или неметалл
Строение атома
Электронная формула
Число электронов на наружном энергетическом уровне, является ли он завершенным
Формула высшего оксида
Образует ли элемент летучее соединение с водородом, если образует, какова его химическая формула
3. Что общего и каковы различия в строении малых и больших периодов? Покажите это на примере 3-го и 4-го периодов.
Малые периоды состоят из одного ряда (3-й период), большие и двух рядов (4-й период). Свойства элементов меняются строго от металлов к неметаллам в любом периоде. 4-й период содержит на 10 элементов больше, чем 3-й. Эти элементы являются переходными металлами, у них заполняется d-подоболочка предыдущего энергетического уровня.
4. Оксид элемента имеет состав ЭО3. Массовая доля кислорода в этом оксиде составляет 60%. Какой элемент образуется оксид?