Сегодня рассмотрим задание № 3 «Периодический закон и Периодическая система элементов». Да, как и в задании № 2 нам снова понадобится Таблица
Д. И. Менделеева! А еще «Ряд электроотрицательности» и «Электрохимический ряд напряжений металлов». В третьем задании будем зубрить изменение свойств элементов по группам и периодам. Кому не нравится слово «зубрить» может использовать слово «изучать» – суть процедуры от этого не изменится. Напоминаю, наша цель – положительная оценка на экзамене после девятого класса, а не понимание строения атома на уровне профессора.
Итак, общие теоретические моменты практически для всех упражнений задания № 3.
ИНСТРУКЦИЯ
1. В таблице Менделеева элементы расположены в порядке возрастания заряда ядра и атомной массы.
2. Элементы собраны в группы и периоды. Групп 8, это вертикальные столбцы. Периодов 7, это горизонтальные строки. В первом периоде расположены 2 элемента, во втором и третьем – по 8 элементов. В четвертом и пятом – по 18 элементов. В шестом и седьмом – просто много. Обычно четвертый, пятый и шестой периоды записывают в две строки и говорят про первую (главную) и вторую подгруппы.
3. В Периодической таблице есть металлы, и неметаллы.
В первом периоде расположены только 2 неметалла – водород Н
и гелий Не.
Второй и дальше до шестого периода включительно начинаются с металлов, а заканчиваются неметаллами – инертными газами.
Седьмой период не закончен, там еще открывают новые элементы.
Некоторые неметаллы могут проявлять металлические свойства, а некоторые металлы – неметаллические, но мы такие элементы отдельно выделять не будем, в следующих заданиях просто рассмотрим такие случаи.
Атомы металлов практически всегда в химических реакциях отдают электроны (привет задание № 2!), приобретают положительный заряд, то есть являются восстановителями, а сами окисляются. На внешнем электронном уровне металлы содержат до 4 электронов.
Неметаллы, наоборот, обычно принимают электроны, приобретают отрицательный заряд, то есть являются окислителями, а сами восстанавливаются. На внешнем электронном уровне неметаллы содержат от 3 до 8 электронов.
Неметаллы с 8 электронами на внешнем электронном уровне называются инертными газами. Они ничего не принимают и не отдают. Им в нормальных условиях все пофиг.
4. Металлы могут реагировать с металлами, водородом, неметаллами, а неметаллы – с металлами, водородом и другими неметаллами. Отсюда все сложности.
Металлы располагаются в Ряду активности металлов (он же – электрохимический ряд напряжений). Чем левее металл в ряду, тем он активнее. Электрохимический ряд напряжений металлов выдается в справочных материалах!
Граница активных и неактивных металлов – водород Н, до него металлы вытесняют водород из кислот, после него металлы с кислотами не реагируют (исключения рассмотрим в других заданиях). Это значит, что до водорода металлы в этом ряду легко отдают электроны.
У неметаллов тоже есть свой Ряд электроотрицательности, в котором чем неметалл правее, тем он активнее притягивает электроны. Электроотрицательность – способность атома притягивать электроны. Ряд электроотрицательности выдается на экзамене!
5. В Периодической таблице металлические и неметаллические свойства меняются по периодам и группам.
Металлические свойства элементов и соответствующих простых веществ возрастают с увеличением номера периода, то есть сверху вниз, и ослабевают при движении по таблице слева направо.
Неметаллические свойства возрастают при движении снизу вверх, а также слева направо.
6. А теперь про радиус атома.
Радиус атома уменьшается при движении слева направо по периоду, чем больше номер группы, тем меньше радиус атома.
Радиус атома увеличивается при движении сверху вниз по группе, чем больше номер периода, тем больше радиус атома.
Отсюда можем объяснить закономерности пункта 5 этой ИНСТРУКЦИИ: чем больше радиус атома, тем слабее притягиваются внешние электроны, тем легче они отрываются и тем сильнее металлические свойства элемента (сверху вниз, помните?!); чем меньше радиус атома, тем сильнее притягиваются электроны, свои и чужие заодно.
7. Окислительная способность элемента уменьшается с увеличением номера периода.
8. При движении слева направо по периоду и снизу вверх по главной подгруппе электроотрицательность элементов увеличивается.
9. После строки седьмого периода идет строка «Высшие оксиды». Высшие оксиды – это соединение с кислородом, в котором атом полностью отдал свои внешние электроны.
Высшие оксиды первой и второй групп при взаимодействии с водой дают основания.
Высшие оксиды с третьей по восьмую группу при взаимодействии с водой образуют кислоты.
Поэтому говорят про основные и кислотные свойства высших оксидов.
На этой строке можно найти подсказку, какая будет формула оксида того или иного элемента.
10. Следующая строка вниз – «Формулы летучих водородных соединений». Летучие водородные соединения образуются, начиная с четвертой группы. Способность водородных соединений взаимодействовать с водой и образовывать основания и кислоты растет слева направо. Например, СН4 – метан – с водой не реагирует, NH3– аммиак – в воде дает щелочную среду, а водные растворы сероводорода H2S и хлороводорода HCL – полноценные кислоты.
На этой строке опять же можем найти подсказку по формулам веществ.
11. Кислотные свойства высших оксидов возрастают с увеличением номера группы слева направо и уменьшаются с ростом номера периода сверху вниз.
Основные свойства высших оксидов возрастают по периодам сверху вниз и уменьшаются по группам слева направо.
Ослабление основных свойств означает усиление кислотных свойств и наоборот (на этом утверждении нужно сделать акцент – не всем понятно).
12. Кислотность летучих водородных соединений усиливается слева направо по периоду и сверху вниз по группе (с последним надо смириться).
13. Валентность – способность атома присоединять другие атомы. Не всегда совпадает с количеством отданных/полученных электронов.
Инструкция одна из самых больших, но таблицу Менделеева надо выучить, особенно первые четыре периода. Особенно неметаллы, которых по сравнению с металлами немного – всего 21.
В дополнение к решению упражнений из задания № 3 можно писать химические диктанты: по обозначению элемента или по его названию, используя Периодическую таблицу. Ребенок ищет элемент в таблице, запоминает его обозначение и заодно учится в таблице ориентироваться.
Через 12 часов выложу примеры решения упражнений из задания № 3, а то статья получается очень длинной.