ОГЭ. Теоретические основы химии

Закономерности изменения свойств химических элементов и простых веществ

Задания сайта ФИПИ на эту тему можно прорешать в курсе самоподготовки к ОГЭ.

 

1. Рассмотрим изменения свойств по группам

Электроотрицательность (ЭО) атома - способность атома притягивать к себе валентные электроны других атомов. Фтор является самым электроотрицательным из всех элементов со значением ЭО равным 4,0. Чтобы понять, как электроотрицательность изменяется в группах сверху вниз, рассмотрим следующую таблицу (значения ЭО показаны под символами элементов).

 

	VI	VII	Электронные оболочки элементов VII группы	Изменение размера атомов	Изменение ЭО
2	O 3,5	F 4,0
3	S 2,5	Cl 3,0
4	Se 2,4	Br 2,8
5	Te 2,1	I 2,5

 

Как видно из таблицы, радиусы атомов сверху вниз увеличиваются, так как увеличивается число заполняемых электронных слоев. Вниз по группе внешние электроны находятся все дальше и дальше от ядра, притяжение к положительно заряженному ядру атома уменьшается, поэтому и уменьшается электроотрицательность, т.е. способность атомов принимать (притягивать) электроны.

 

Заряд ядра (равный числу протонов в нём) и число электронов на внешнем уровне также возрастают в группах сверху вниз.

 

Высшая положительная степень окисления равна номеру группы и поэтому не меняется.

Низшая степень окисления (для неметаллов IV-VIIA групп) равна 8 минус номер группы и в группах сверху вниз также не изменяется. Для металлов низшая степень окисления равна нулю и от периода также не зависит.

 

Окислительные свойства определяются способностью атомов притягивать (принимать) электроны. Радиусы атомов сверху вниз увеличиваются (так как увеличивается число заполненных электронных слоев), внешние электроны находятся все дальше и дальше от ядра, притяжение к положительно заряженному ядру атома уменьшается. Поэтому и уменьшается способность атомов принимать (притягивать) электроны, т.е. окислительные свойства уменьшаются. 

Неметаллические свойства простых веществ также определяются способностью притягивать электроны, поэтому в главных подгруппах сверху вниз эти свойства также уменьшаются. 

 

Восстановительные свойства определяются способностью атомов отдавать электроны. Эти свойства возрастают в группах сверху вниз. Это объясняется тем, что чем больше радиус атома, тем легче атому отдавать электроны.

Металлические свойства простых веществ также определяются способностью отдавать электроны, поэтому в главных подгруппах сверху вниз эти свойства также увеличиваются. 

 

 

2. Рассмотрим изменения свойств по периодам

Двигаясь вдоль периода слева направо, электроны сильнее притягиваются к ядру, так как количество протонов в ядре также возрастает, радиус атома уменьшается. Благодаря этому возрастает способность атома притягивать к себе валентные электроны других атомов (т.е. ЭО) до получения завершенного энергетического уровня, т.е. возрастают электроотрицательность, окислительные свойства атомов и неметаллические свойства простых веществ.

 

	I	II	III	IV	V	VI	VII
Электронные оболочки элементов 2-го периода
2	Li 1,0	Be 1,5	B 2,0	C 2,5	N 3,0	O 3,5	F 4,0
3	Na 0,9	Mg 1,2	Al 1,5	Si 1,8	P 2,1	S 2,5	Cl 3,0
Изменение размера атомов
Изменение электроотрицательности	Увеличение электроотрицательности

 

Заряд ядра, число электронных слоёв и число электронов на внешнем слое также увеличиваются.

 

Высшая положительная степень окисления равна номеру группы и поэтому вдоль периода увеличивается.

Низшая степень окисления (для неметаллов IV-VIIA групп) увеличивается от -4 до -1. Для металлов низшая степень окисления равна нулю и от периода или группы не зависит.

 

Восстановительные свойства определяются способностью атомов отдавать электроны. Эти свойства уменьшаются вдоль периода слева направо. Это объясняется тем, что электроны находятся все ближе и ближе к ядру (так как число протонов в ядре увеличивается), и сильнее к нему притягиваются. Чем сильнее притяжение к ядру, тем сложнее атому отдать электрон.

Металлические свойства простых веществ также определяются способностью отдавать электроны, поэтому аналогично восстановительным свойствам в периодах они ослабевают. 

 

Вышесказанные рассуждения можно представить в виде таблицы, в которой стрелками показано увеличение соответствующих свойств:

Свойство	В группах	В периодах
Окислительные свойства атомов и неметаллические свойства простых веществ
Восстановительные свойства атомов и металлические свойства простых веществ