Изменение свойств элементов в периодах и группах
Свойства элементов изменяются закономерно, потому что при движении по периоду и группе меняются заряд ядра, число электронных слоёв и притяжение внешних электронов. Ниже дан алгоритм, который помогает сравнивать атомные радиусы, электроотрицательность и металлические свойства элементов тапсырмаларда ОГЭ и ЕГЭ.
Басты бет причина периодических изменений
Положение элемента определяет строение его атома. Номер периода показывает число занятых электронных слоёв, а номер группы для элементов главных подгрупп связан с числом электронов на внешнем слое. На внешние электроны действуют одновременно притяжение к ядру и отталкивание со стороны внутренних электронов.
Эффективный заряд ядра — это действующее на внешний электрон притяжение ядра с учётом экранирования внутренними электронами. Чем сильнее эффективный заряд, тем прочнее удерживаются внешние электроны и тем меньше обычно атомный радиус.
Экранирующий эффект ослабляет притяжение внешних электронов к ядру. Вниз по группе число внутренних слоёв растёт, поэтому экранирование усиливается.
Изменение свойств в периоде
В периоде элементы расположены слева направо. Электроны добавляются в один и тот же внешний энергетический уровень, а заряд ядра увеличивается на единицу при переходе к каждому следующему элементу. Экранирование изменяется сравнительно слабо, поэтому эффективный заряд ядра возрастает.
- атомный радиус обычно уменьшается слева направо;
- электроотрицательность обычно увеличивается слева направо;
- неметаллические свойства усиливаются;
- металлические свойства ослабевают.
Уменьшение радиуса означает, что внешние электроны находятся ближе к ядру. Поэтому их труднее отдать и легче притянуть дополнительные электроны. Так объясняется рост электроотрицательности и ослабление металлических свойств.
Изменение свойств в группе
В группе элементы расположены сверху вниз. У каждого следующего элемента появляется новый электронный слой. Расстояние внешних электронов от ядра и экранирование увеличиваются, поэтому притяжение внешних электронов ослабевает.
- атомный радиус обычно увеличивается сверху вниз;
- электроотрицательность обычно уменьшается сверху вниз;
- металлические свойства усиливаются;
- неметаллические свойства ослабевают.
В правом верхнем углу периодической системы находятся элементы с наименьшими атомными радиусами и наиболее выраженными неметаллическими свойствами. В левом нижнем углу — элементы с большими радиусами и наиболее выраженными металлическими свойствами. Фтор имеет максимальную электроотрицательность среди элементов.
Как изменяется электроотрицательность при движении сверху вниз по главной подгруппе?
Алгоритм сравнения элементов
Перед сравнением определите, находятся ли элементы в одном периоде, одной группе или в разных строках и столбцах. Затем используйте направление периодических изменений, а не только запоминайте отдельные значения.
- Найдите элементы в периодической системе и определите направление перехода от бір к другому.
- Если элементы в одном периоде, сравните их положение слева направо.
- Если элементы в одной группе, сравните их положение сверху вниз.
- Для атомного радиуса двигайтесь к левому нижнему углу, если нужно найти больший радиус.
- Для электроотрицательности двигайтесь к правому верхнему углу, если нужно найти большее значение.
- Для металлических свойств двигайтесь к левому нижнему углу, если нужно найти более выраженный металл.
- Сформулируйте ответ с указанием причины: больше слоёв, сильнее заряд ядра или сильнее экранирование.
Радиус и металлические свойства изменяются в одном направлении: к левому нижнему углу. Электроотрицательность изменяется противоположно: к правому верхнему углу.
Разобранный пример
Расположите элементы Na, Mg и Cl в порядке увеличения атомного радиуса и в порядке усиления металлических свойств.
Все три элемента находятся в третьем периоде, поэтому сравниваем их слева направо: Na расположен левее Mg, а Mg — левее Cl.
Следовательно, порядок увеличения атомного радиуса: Cl, Mg, Na. Порядок усиления металлических свойств: Cl, Mg, Na. В этом примере оба ряда совпали, потому что радиус и металлический характер в периоде увеличиваются при движении к левому краю.
Сравнение элементов в разных направлениях
Если элементы не находятся в одной группе или периоде, сначала оцените оба направления. Например, при переходе на одну клетку вправо радиус уменьшается, а при переходе на одну клетку вниз — увеличивается. Прямое сравнение может быть очевидным, если оба перемещения указывают в одну сторону.
| Свойство | Больше в периоде | Больше в группе |
|---|---|---|
| Атомный радиус | левее | ниже |
| Электроотрицательность | правее | выше |
| Металлические свойства | левее | ниже |
| Неметаллические свойства | правее | выше |
При сравнении элементов главных подгрупп учитывайте также строение внешнего слоя. Например, у элементов одной группы одинаково число валентных электронов, но вниз по группе увеличивается число электронных уровней. Поэтому внешний электрон удалён от ядра сильнее и легче отдаётся.
Не путайте направление радиуса и электроотрицательности: радиус увеличивается к левому нижнему углу, а электроотрицательность — к правому верхнему. Не считайте, что больший порядковый номер всегда означает больший радиус: в периоде порядковый номер растёт, а радиус уменьшается. Не сравнивайте металлические свойства по числу электронных слоёв без учёта положения в периоде.
В периоде слева направо: радиус уменьшается, электроотрицательность растёт, металлические свойства ослабевают. В группе сверху вниз: радиус растёт, электроотрицательность уменьшается, металлические свойства усиливаются.
Связь с характером элемента
Совокупность периодических изменений определяет характер элемента. Элемент с большим радиусом и низкой электроотрицательностью легче отдаёт электроны и проявляет металлические свойства. Элемент с малым радиусом и высокой электроотрицательностью сильнее притягивает электроны и проявляет неметаллические свойства.
Эти закономерности помогают объяснить изменение неметаллических свойств, а также сравнивать способность атомов отдавать и принимать электроны. Более подробное сравнение нескольких свойств удобно выполнять по алгоритму на странице сравнение свойств элементов.
Проверь себя
Главное
- В периоде слева направо увеличивается эффективный заряд ядра, поэтому радиус уменьшается.
- В группе сверху вниз увеличиваются число электронных слоёв и экранирование, поэтому радиус растёт.
- Электроотрицательность увеличивается к правому верхнему углу периодической системы.
- Металлические свойства увеличиваются к левому нижнему углу.
- Для решения задания сначала определите положение элементов, затем выберите направление изменения свойства и объясните его строением атома.