В рамках изучения химии очень важно понимать, что свойства любого элемента и образованных им веществ неразрывно связаны со строением его атома и местоположением в Периодической системе. Периодический закон Д.И. Менделеева, в его современном понимании, утверждает, что свойства элементов, а также формы и свойства образованных ими простых и сложных веществ, находятся в периодической зависимости от заряда ядер атомов.
Представляю вашему вниманию обзор ключевых свойств атома, знание которых позволит вам прогнозировать химическое поведение веществ.
Основные характеристики атома
1. Число валентных электронов
Валентные электроны – это те электроны, которые участвуют в образовании химических связей. Как правило, они располагаются на внешнем энергетическом уровне, а для d-элементов — также на незавершённом d-подуровне предвнешнего уровня.
Для элементов главных подгрупп число электронов на внешнем уровне, как правило, совпадает с номером группы.
Для элементов побочных подгрупп число электронов на внешнем уровне обычно не превышает двух.
2. Радиус атома
Радиус атома влияет на способность атома удерживать или отдавать электроны.
- В периодах (слева направо) радиус атома, как правило, уменьшается. Это связано с ростом заряда ядра при неизменном числе энергетических уровней, что приводит к более сильному притяжению электронов к ядру.
- В группах (сверху вниз) радиус атома возрастает, поскольку увеличивается число электронных слоев.
Чем дальше валентные электроны расположены от ядра (то есть чем больше радиус атома), тем легче они могут быть отданы, что усиливает металлические свойства.
3. Электроотрицательность (ЭО)
Электроотрицательность – это способность атома смещать к себе общую электронную пару в химической связи.
- В периодах ЭО возрастает (слева направо), достигая максимума у неметаллов (например, фтор).
- В группах ЭО уменьшается (сверху вниз).
Разница в электроотрицательности атомов, образующих связь, определяет полярность этой связи.
4. Металлические и неметаллические свойства
o Металлы легко отдают электроны (являются восстановителями). Их активность характеризуется низкой энергией ионизации.
o Неметаллы способны принимать электроны (являются окислителями).
Закономерности: в главных подгруппах (сверху вниз) металлические свойства усиливаются, так как радиус атома увеличивается, и валентные электроны слабее притягиваются к ядру. В периодах (слева направо) металлические свойства убывают, а неметаллические возрастают.
Свойства соединений, образованных атомами
Свойства образуемых соединений, таких как оксиды и гидроксиды, также подчиняются периодическим закономерностям и зависят от свойств центрального атома, включая его степень окисления.
1. Кислотные и основные свойства оксидов и гидроксидов
- Неметаллы, как правило, образуют кислотные оксиды, которым соответствуют кислоты.
- Металлы образуют основные оксиды, которым соответствуют основания (гидроксиды).
Закономерность изменения свойств в зависимости от степени окисления:
Для многовалентных элементов (особенно металлов побочных подгрупп), характер оксидов и гидроксидов меняется с ростом степени окисления:
· Низшая степень окисления – основные свойства выражены сильнее.
· Промежуточная степень окисления – амфотерные свойства (для металлов).
· Высшая степень окисления – кислотные свойства выражены сильнее.
Например, для соединений хрома или марганца при переходе к высшим степеням окисления, их соединения начинают проявлять кислотные и окислительные свойства.
В группах (сверху вниз) сила оснований (гидроксидов) увеличивается.
2. Свойства летучих водородных соединений
Неметаллы в соединениях с водородом обычно проявляют свою низшую (отрицательную) степень окисления.
В группах (сверху вниз) кислотные свойства водородных соединений неметаллов усиливаются. Это связано с увеличением радиуса атома неметалла и, следовательно, ослаблением связи с протоном.
Например, в ряду галогеноводородов сила кислоты увеличивается:
Таким образом, понимание взаимосвязи между положением элемента в Периодической системе, его электронным строением и закономерностями изменения свойств образуемых им соединений является ключом к успешному изучению химии.
Стань покорителем химии вместе с нами!
В этой статье мы рассмотрели основные свойства атома! Для сдачи ЕГЭ на высокие баллы необходимо научиться применять знания на заданиях формата экзамена. В онлайн школе Lomonosov.school вы сможете не только наработать свои знания для сдачи ЕГЭ, но и научитесь применять их для решения заданий.