Металлические свойства элементов от лития к фтору
Обновлено: 24.04.2024
При переходе от лития Li к фтору F происходит закономерное ослабление металлических свойств и усиление неметаллических с одновременным увеличением валентности. Переход от фтора F к следующему по значению атомной массы элементу натрию Na сопровождается скачкообразным изменением свойств и валентности, причем натрий во многом повторяет свойства лития , будучи типичным одновалентным металлом, хотя в более активным. Как близкие родственники похожи друг на друга кремний Si и углерод С, фосфор Р и азот N, сера S и кислород О, хлор С1 и фтор F. При переходе к следующему за хлором в последовательности увеличения атомной массы элементу калию К опять происходит скачок в изменении валентности и химических свойств. Калий, подобно литию и натрию, открывает ряд элементов ( третий по счету), представители которого показывают глубокую аналогию с элементами первых двух рядов. [19]
При переходе от лития Li к фтору F происходит закономерное ослабление металлических свойств и усиление неметаллических с одновременным увеличением валентности. Переход от фтора F к следующему по значению атомной массы элементу натрию Na сопровождается скачкообразным изменением свойств и валентности, причем натрий во многом повторяет свойства лития , будучи типичным одновалентным металлом, хотя и более активным. Как близкие родственники похожи друг на друга кремний Si и углерод С, фосфор Р и азот N, сера S и кислород О, хлор С1 и фтор F. При переходе к следующему за хлором в последовательности увеличения атомной массы элементу калию К опять происходит скачок в изменении валентности и химических свойств. Калий, подобно литию и натрию, открывает ряд элементов ( третий по счету), представители которого показывают глубокую аналогию с элементами первых двух рядов. [20]
Например, когда сопоставлены были щелочные металлы с галоидами ( см. фотокопию I), то нельзя было еще заметить, что переход от фтора к натрию есть повторение свойств лития в общем ряду элементов, расположенных в единой последовательности по величине атомного веса. [21]
Расположение атомов в таких солеобразных гидридах напоминает расположение атомов в хлориде натрия. Их устойчивость уменьшается в том порядке, в котором выше перечислены элементы, причем гидрид лития гораздо более устойчив, чем остальные гидриды. Этот факт свидетельствует также о близком сходстве свойств лития и щелочноземельных металлов. [22]
Далее следует натрий Na ( ат. С водой реагирует весьма энергично, при этом выделяется водород и образуется щелочь. В соединениях натрий одновалентен. Натрий повторяет многие свойства лития . [23]
Переход количественных изменений в качественные совершается посредством постепенного исчезновения ( отрицания) предыдущих качеств. Так, во II периоде начиная с лития ( Li) в каждом последующем элементе постепенно исчезают ( отрицаются) некоторые из свойств предыдущего: бериллий ( Be) значительно менее металличен, чем литий, бор ( В) - чем бериллий, и так далее. У фтора ( F) наблюдается почти полное отсутствие ( отрицание) металличности, присущей элементам начала периода. При последующем же скачкообразном переходе от фтора через инертный газ неон ( Ne) к натрию ( Na), начинающему собой новый, III период, совершается отрицание отрицания, исчезают свойства фтора ( отрицающие свойства лития ) и совершается возврат к свойствам лития, но уже на новой, высшей ступени их развития. Натрий еще более металличен, чем литий. Образно можно сказать, что литий в последующих за ним элементах II периода постепенно отмирает, чтобы вновь возродиться к жизни в форме натрия. [24]
Переход количественных изменений в качественные совершается посредством постепенного исчезновения ( отрицания) предыдущих качеств. Так, во II периоде начиная с лития ( Li) в каждом последующем элементе постепенно исчезают ( отрицаются) некоторые из свойств предыдущего: бериллий ( Be) значительно менее металличен, чем литий, бор ( В) - чем бериллий, и так далее. У фтора ( F) наблюдается почти полное отсутствие ( отрицание) металличности, присущей элементам начала периода. При последующем же скачкообразном переходе от фтора через инертный газ неон ( Ne) к натрию ( Na), начинающему собой новый, III период, совершается отрицание отрицания, исчезают свойства фтора ( отрицающие свойства лития) и совершается возврат к свойствам лития , но уже на новой, высшей ступени их развития. Натрий еще более металличен, чем литий. Образно можно сказать, что литий в последующих за ним элементах II периода постепенно отмирает, чтобы вновь возродиться к жизни в форме натрия. [25]
Литий имеет один валентный электрон и четыре валентные орби-тали. Мы уже говорили о связях в Li2 ( разд. Однако каждый атом лития обладает добавочной способностью к образованию связей благодаря своим свободным орбиталям. Именно дефицит электронов позволяет бору образовывать структуры типа кластеров ( В5Н9 и В10Н14; см. разд. При кластерной структуре каждый атом обобществляет свои немногочисленные электроны с несколькими соседними атомами, и они в свою очередь обобществляют электроны с ним. Такое же объединение в кластеры характерно для структуры металлов. Связи и свойства лития можно объяснить, рассматривая МО, составленные только из 25-орбиталей атомов. [27]
Усиление металлических и неметаллических свойств в таблице
Периодическая таблица Дмитрия Ивановича Менделеева очень удобна и универсальна в своём использовании. По ней можно определить некоторые характеристики элементов, и что самое удивительное, предсказать некоторые свойства ещё неоткрытых, не обнаруженных учёными, химических элементов (например, мы знаем некоторые свойства предполагаемого унбигексия, хотя его ещё не открыли и не синтезировали).
Что такое металлические и неметаллические свойства
Эти свойства зависят от способности элемента отдавать или притягивать к себе электроны. Важно запомнить одно правило, металлы – отдают электроны, а неметаллы – принимают. Соответственно металлические свойства – это способность определённого химического элемента отдавать свои электроны (с внешнего электронного облака) другому химическому элементу. Для неметаллов всё в точности наоборот. Чем легче неметалл принимает электроны, тем выше его неметаллические свойства.
Металлы никогда не примут электроны другого химического элемента. Такое характерно для следующих элементов;
- натрия;
- калия;
- лития;
- франция и так далее.
С неметаллами дела обстоят похожим образом. Фтор больше всех остальных неметаллов проявляет свои свойства, он может только притянуть к себе частицы другого элемента, но ни при каких условиях не отдаст свои. Он обладает наибольшими неметаллическими свойствами. Кислород (по своим характеристикам) идёт сразу же после фтора. Кислород может образовывать соединение с фтором, отдавая свои электроны, но у других элементов он забирает отрицательные частицы.
Список неметаллов с наиболее выраженными характеристиками:
Неметаллические и металлические свойства объясняются тем, что все химические вещества стремятся завершить свой энергетический уровень. Для этого на последнем электронном уровне должно быть 8 электронов. У атома фтора на последней электронной оболочке 7 электронов, стремясь завершить ее, он притягивает ещё один электрон. У атома натрия на внешней оболочке один электрон, чтобы получить 8, ему проще отдать 1, и на последнем уровне окажется 8 отрицательно заряженных частиц.
Благородные газы не взаимодействуют с другими веществами именно из-за того, что у них завершён энергетический уровень, им не нужно ни притягивать, ни отдавать электроны.
Как изменяются металлические свойства в периодической системе
Периодическая таблица Менделеева состоит из групп и периодов. Периоды располагаются по горизонтали таким образом, что первый период включает в себя: литий, бериллий, бор, углерод, азот, кислород и так далее. Химические элементы располагаются строго по увеличению порядкового номера.
Группы располагаются по вертикали таким образом, что первая группа включает в себя: литий, натрий, калий, медь, рубидий, серебро и так далее. Номер группы указывает на количество отрицательных частиц на внешнем уровне определённого химического элемента. В то время, как номер периода указывает на количество электронных облаков.
Металлические свойства усиливаются в ряду справа налево или, по-другому, ослабевают в периоде. То есть магний обладает большими металлическими свойствами, чем алюминий, но меньшими, нежели натрий. Это происходит потому, что в периоде количество электронов на внешней оболочке увеличивается, следовательно, химическому элементу сложнее отдавать свои электроны.
В группе все наоборот, металлические свойства усиливаются в ряду сверху вниз. Например, калий проявляется сильнее, чем медь, но слабее, нежели натрий. Объяснение этому очень простое, в группе увеличивается количество электронных оболочек, а чем дальше электрон находится от ядра, тем проще элементу его отдать. Сила притяжения между ядром атома и электроном в первой оболочке больше, чем между ядром и электроном в 4 оболочке.
Сравним два элемента – кальций и барий. Барий в периодической системе стоит ниже, чем кальций. А это значит, что электроны с внешней оболочки кальция расположены ближе к ядру, следовательно, они лучше притягиваются, чем у бария.
Сложнее сравнивать элементы, которые находятся в разных группах и периодах. Возьмём, к примеру, кальций и рубидий. Рубидий будет лучше отдавать отрицательные частицы, чем кальций. Так как он стоит ниже и левее. Но пользуясь только таблицей Менделеева нельзя однозначно ответить на этот вопрос сравнивая магний и скандий (так как один элемент ниже и правее, а другой выше и левее). Для сравнения этих элементов понадобятся специальные таблицы (например, электрохимический ряд напряжений металлов).
Как изменяются неметаллические свойства в периодической системе
Неметаллические свойства в периодической системе Менделеева изменяются с точностью до наоборот, нежели металлические. По сути, эти два признака являются антагонистами.
Неметаллические свойства усиливаются в периоде (в ряду справа налево). Например, сера способна меньше притягивать к себе электроны, чем хлор, но больше, нежели фосфор. Объяснение этому явлению такое же. Количество отрицательно заряженных частиц на внешнем слое увеличивается, и поэтому элементу легче закончить свой энергетический уровень.
Неметаллические свойства уменьшаются в ряду сверху вниз (в группе). Например, фосфор способен отдавать отрицательно заряженные частицы больше, чем азот, но при этом способен лучше притягивать, нежели мышьяк. Частицы фосфора притягиваются к ядру лучше, чем частицы мышьяка, что даёт ему преимущество окислителя в реакциях на понижение и повышение степени окисления (окислительно-восстановительные реакции).
Сравним, к примеру, серу и мышьяк. Сера находится выше и правее, а это значит, что ей легче завершить свой энергетический уровень. Как и металлы, неметаллы сложно сравнивать, если они находятся в разных группах и периодах. Например, хлор и кислород. Один из этих элементов выше и левее, а другой ниже и правее. Для ответа придётся обратиться к таблице электроотрицательности неметаллов, из которой мы видим, что кислород легче притягивает к себе отрицательные частицы, нежели хлор.
Периодическая таблица Менделеева помогает узнать не только количество протонов в атоме, атомную массу и порядковый номер, но и помогает определить свойства элементов.
Видео
Видео поможет вам разобраться в закономерности свойств химических элементов и их соединений по периодам и группам.
Поставь лайк, это важно для наших авторов, подпишись на наш канал в Яндекс.Дзен и вступай в группу Вконтакте
Периодическое изменение некоторых характеристик и свойств атомов химических элементов
Атомы химических элементов обладают некоторыми характеристиками (масса и радиус; заряд ядра; число электронов, движущихся вокруг ядра; число валентных электронов; определенное строение электронной оболочки) и свойствами (способность отдавать или принимать электроны, т.е. металлические или неметаллические свойства).
Малые периоды (изменение свойств атомов рассмотрим на примере элементов второго периода).
Во втором периоде с возрастанием положительного заряда ядра атома происходит последовательное увеличение числа электронов на внешнем энергетическом уровне, а следовательно, и числа валентных электронов. В это же время увеличение заряда ядра (от +3 в атоме лития до +10 в атоме неона) вызывает возрастание силы притяжения электронов к ядру. Вследствие этого атомы как бы сжимаются и радиусы атомов элементов в периоде уменьшаются.
Заряд ядра атомов увеличивается, радиус атомов уменьшается
В результате возрастания заряда ядра и уменьшения радиуса атома прочность связей электронов внешнего уровня (валентных электронов) с ядром увеличивается, а способность атомов отдавать электроны (т.е. металлические свойства), ярко выраженная у атомов лития, постепенно ослабевает при переходе от лития к фтору. Фтор образует вещество, являющимся типичным неметаллом, атомы которого способны только присоединять электроны. Завершается второй период элементом, атомы которого образуют благородный газ – неон.
В третьем периоде начинает заполняться электронами новый (третий) энергетический уровень, и электронные структуры атомов повторяются. В связи с повторением электронных структур атомов характер свойств атомов элементов в третьем периоде такой же, как и во втором. Например, атомы натрия, как и атомы лития, легко отдают электроны, а атомы хлора, как и атомы фтора, активно их присоединяют. Завершается третий период так же элементом, атомы которого образуют благородный газ – аргон.
Итак, изменения некоторых характеристик свойств атомов элементов во втором и третьем периодах (от лития до аргона) носят периодический характер, т.е. повторяются через определенное число элементов (в переводе с греческого языка периодический – появляющийся через определенный интервал).
В периодах слева направо:
- заряд ядер атомов увеличивается;
- число занятых электронами энергетических уровней в атомах изменяется;
- число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов (валентных) увеличивается от 1 до 8;
- радиус атомов уменьшается;
- прочность связи электронов внешнего уровня (валентных) с ядром увеличивается;
- металлические свойства атомов элементов убывают;
- неметаллические свойства атомов элементов усиливаются;
- начало каждого периода совпадает с началом заполнения нового электронного слоя;
- каждый период начинается элементом, атомы которого образуют вещество – металл, а заканчивается элементом, атомы которого образуют вещество – благородный газ.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Металлические свойства в группе ссерху шшз закономерно нарастают. Азот и фосфор - типичные неметаллы, мышьяк и сурьма-имеют некоторые признаки металлов, висмут обладает металлическими свойствами. Физические свойства элементов особенно резко меняются при переходе от азота к фссфору: азот - газ, все остальные элементы - твердые вещества. У галогенов температуры кипения меняются плавко. Объясняется это следующим образом. Все галогены состоят из двухатомных молекул Гг. У элементов VI и V групп двухатомные молекулы образуют только кислород и азот. Начиная с третьего периода для элементов этих групп характерны большие полимерные молекулы. Такое-изменение структуры молекул при переходе от кислорода к сере и от азота к фосфору вызывает резкое изменение агрегатных состояний веществ. [2]
Металлические свойства у них выражены слабее, чем у элементов I и II главной подгрупп, а у бора, характеризующегося малым радиусом и наличием двух квантовых слоев, преобладают неметаллические свойства. За исключением неметалла бора, все они могут находиться в водных растворах в виде гидратированных положительно трехзарядных ионов. В этой подгруппе, как и в других, с увеличением порядкового номера металлические свойства сверху вниз усиливаются. Бор является кислотообразующим элементом; оксиды и гидроксиды алюминия, галлия и индия обладают амфо-терными свойствами, а оксид таллия имеет основной характер. [3]
Металлические свойства у них выражены слабее, чем у элементов I и II главной подгрупп, а у бора, характеризующегося малым радиусом и наличием двух квантовых слоев, преобладают неметаллические свойства. За исключением неметалла бора, все они могут находиться в водных растворах в виде гидратированных положительно трехзарядных ионов. В этой подгруппе, как и в других, с увеличением порядкового номера металлические свойства сверху вниз усиливаются. Бор - кислотообразующий элемент, оксиды и гидроксиды алюминия, галлия и индия обладают амфотерными свойствами, а оксид таллия имеет основной характер. [4]
Металлические свойства нарастают при движении справа налево по периодам и сверху вниз по группам. [5]
Металлические свойства у элементов ПА группы выражены несколько слабее, чем у элементов IA группы. [6]
Металлические свойства нарастают при движении справа налево по периодам и сверху вниз по группам. [7]
Металлические свойства Н могут проявиться и в его растворах с металлами в силу своеобразного внутреннего давле ния, вызванного внедрением водорода в решетку. [8]
Металлические свойства этих элементов выражены слабее, чем у металлов II а и особенно 1а подгрупп, а у бора преобладают неметаллические свойства. [9]
Металлические свойства наиболее ярко выражены у элементов, занимающих положение в левом нижнем углу периодической системы, а неметаллические свойства ярче всего выражены у элементов, занимающих правый верхний угол таблицы. Ту часть таблицы, которая отделяет металлы от неметаллов, занимают элементы с промежуточными свойствами; такие элементы расположены вблизи прямой линии, проходящей от верхней средней точки таблицы к нижнему правому углу. Эти элементы, называемые металлоидами, включают бор, кремний, германий, мышьяк, сурьму, теллур и полоний. [10]
Металлические свойства выражены у алюминия гораздо сильнее, чем у бора, но химические связи алюминия с другими металлами имеют в основном ковалентный характер. [11]
Металлические свойства у элементов подгруппы бора выражены значительно слабее, чем у элементов подгруппы бериллия. Так, бор, в атомах которого электроны расположены на двух энергетических уровнях, является неметаллом, а химические связи, образуемые им, имеют ковалентный характер. [12]
Металлические свойства от лития к цезию возрастают, а электропроводность уменьшается. [13]
Металлические свойства возрастают от кислорода к полонию. В целом элементы О и S - неметаллы; Se и Те обнаруживают повышение металлического характера, например в свободном виде Se существует в металлической и неметаллической модификациях, а Те - только в металлической; Ро - металл. [14]
Металлические свойства у элементов подгруппы цинка проявляются значительно слабее, чем у щелочноземельных металлов, входящих в главную подгруппу второй группы. [15]
Ослабление металлических свойств и нарастание неметаллических в больших периодах происходит значительно медленнее, чем в малых периодах. Здесь два первых элемента верхнего ряда i9K и 2оСа и шесть последних элементов нижнего ряда siGa, згОе, ззАз, 34Se, збВг, зеКг сходны по свойствам с расположенными над ними элементами малых периодов. [1]
Ослабление металлических свойств и нарастание неметаллических в больших периодах происходит значительно медленнее, чем в малых периодах. Здесь два первых элемента верхнего ряда i9K и 2оСа и шесть последних элементов нижнего ряда 3iGa, 32Ge, ззАз, З4 е, ззВг, 3еКг сходны по свойствам с расположенными над ними элементами малых периодов. [2]
Ослабление металлических свойств в четвертом и пятом периодах происходит гораздо медленнее, чем в первых трех периодах, и связано с наличием групп переходных Металлов. [3]
При переходе от лития Li к фтору F происходит закономерное ослабление металлических свойств и усиление неметаллических с одновременным увеличением валентности. Переход от фтора F к следующему по значению атомной массы элементу натрию Na сопровождается скачкообразным изменением свойств и валентности, причем натрий во многом повторяет свойства лития, будучи типичным одновалентным металлом, хотя и более активным. Как близкие родственники похожи друг на друга кремний Si и углерод С, фосфор Р и азот N, сера S и кислород О, хлор С1 и фтор F. При переходе к следующему за хлором в последовательности увеличения атомной массы элементу калию К опять происходит скачок в изменении валентности и химических свойств. Калий, подобно литию и натрию, открывает ряд элементов ( третий по счету), представители которого показывают глубокую аналогию с элементами первых двух рядов. [4]
При переходе от лития Li к фтору F происходит закономерное ослабление металлических свойств и усиление неметаллических с одновременным увеличением валентности. Переход от фтора F к следующему по значению атомной массы элементу натрию Na сопровождается скачкообразным изменением свойств и валентности, причем натрий во многом повторяет свойства лития, будучи типичным одновалентным металлом, хотя в более активным. Как близкие родственники похожи друг на друга кремний Si и углерод С, фосфор Р и азот N, сера S и кислород О, хлор С1 и фтор F. При переходе к следующему за хлором в последовательности увеличения атомной массы элементу калию К опять происходит скачок в изменении валентности и химических свойств. Калий, подобно литию и натрию, открывает ряд элементов ( третий по счету), представители которого показывают глубокую аналогию с элементами первых двух рядов. [5]
В пределах каждого периода с увеличением атомного номера наблюдается закономерное ослабление металлических свойств и усиление неметаллических. [6]
У металлов одного и того же периода с увеличением порядкового номера наблюдается ослабление металлических свойств . [7]
И все же дополнительный по сравнению со свинцом электрон в оболочке атома висмута приводит к ослаблению металлических свойств этого элемента. Так, свинец при стандартных условиях чрезвычайно пластичен, а висмут - хрупок. [8]
В рядах периодической системы, если их рассматривать слева направо, наблюдается, как уже было сказано, ослабление металлических свойств и нарастание металлоидных свойств. [9]
Большие периоды так же, как и малые, начинаются щелочным металлом, сходным с литием и натрием, но затем ослабление металлических свойств происходит медленно и поэтому только в самом конце периода появляются неметаллы и заканчивается период инертным газом. Таким образом, большие периоды отличаются от малых не только тем, что в них большее число элементов, но и тем, что в них больше металлов. [10]
Большие периоды, так же как и малые, начинаются щелочным металлом, сходным с литием и натрием, но затем ослабление металлических свойств происходит медленно, поэтому только в самом конце периода появляются неметаллы и заканчивается период благородным газом. Таким образом, большие периоды отличаются от малых не только тем, что в них большее число элементов, но и тем, что в них больше металлов. [12]
При этом лантаноидное сжатие приводит не только к сближению свойств 4d - и 5d - переходных металлов, но и к ослаблению металлических свойств франция, радия, актиния и актиноидов по сравнению с цезием, барием, лантаном и лантаноидами. В частности, это приводит к появлению ковалентно-металлических структур а - р-урана, а -, р-нептуния и а -, ( 3 -, - плутония, резко отличающихся от нормальных металлических структур неодима-самария. [13]
От калия к натрию, литию и водороду наклон вправо увеличивается, что отражает усиливающееся отклонение их от своих аналогов в сторону ослабления металлических свойств . В соответствии с этим элементы 1-го, 2-го и 3-го периодов оказываются смещенными вправо. Между водородом и литием, равно как между гелием и бериллием, проведены точечные линии, указывающие, как и при появлении группы переходных металлов, на некоторое сходство этих элементов, более сильно выраженное для первой пары и совсем слабо для второй. Смещение гелия вправо по отношению к неону точнее соответствует его электронному строению, чем необоснованное смещение гелия влево с целью получения симметричной пирамидальной формы таблицы. Элементы третьего периода смещены влево относительно элементов второго периода, так как хотя они и аналоги, но неполные из-за несходства строения внутренней оболочки при одинаковых наружных конфигурациях. В четвертом периоде происходит заполнение внутренней Зй-подоболочки и в связи с этим появляются десять переходных металлов и две системы соединительных линий, идущих от каждого элемента 3-го периода вправо и влево. Линии, соединяющие переходные металлы III-VII групп с элементами ряда алюминий-хлор, введены Б. В. Некрасовым, разработавшим теорию электронных аналогов. Он провел их точечным пунктиром, указывающим на то, что сопрягаемые ими элементы являются аналогами лишь при характерной валентности. Элементы рядов натрий-хлор и медь-бром, согласно Б. В. Некрасову, следует соединить простым пунктиром, указывающим на то, что это элементы-аналоги при всех валентностях, кроме характерной. Добавим, что аргон необходимо соединить с триадой железо-кобальт-никель, так как аргон принадлежит к VIII главной подгруппе, а триада - к VIII побочной. Нужно отметить, что заполнение о. VIII группы - у палладия, и она оказывается завершенной лишь у элементов Ъ группы - меди и золота, имеющих уже один внешний s - электрон. Наклон лучей от элементов 3-го периода влево к калию, кальцию и переходным металлам ( скандию-никелю), так же как наклон лучей от ряда натрий-аргон вправо к ряду медь-криптон, соответствует взаимным сдвигам этих элементов и кривым ионизационных потенциалов, электроотрицательностей ( см. рис. 3, 4) и атомных радиусов. Все элементы 5-го периода сдвинуты влево по отношению к элементам 4-го периода, что также соответствует различию их внутренних электронных оболочек. [14]
Следует подчеркнуть, что элементы по своей природе двойственны и деление их на металлы и неметаллы условно. Поэтому с усилением у элемента неметаллических свойств происходит ослабление металлических свойств . Условной границей между металлами и неметаллами считают относительную электроотрицательность, примерно равную двум. [15]
Читайте также: