В группах главных подгрупп металлические свойства элементов увеличиваются, а неметаллические свойства уменьшаются с возрастанием порядкового номера элемента. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

В группах главных подгрупп металлические свойства элементов увеличиваются, а неметаллические свойства уменьшаются с возрастанием порядкового номера элемента.



Энергия ионизации. Наиболее характерным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать валентные электроны и превращаться в положительно заряженные ионы. Количественно эта способность может быть оценена энергией ионизации атома(J).

Энергия ионизации − это энергия, которую нужно затратить для отрыва электрона от невозбужденного атома (Эо) для превращения его в положительно заряженный ион+):

Эо + J = Э ++

Энергию ионизации выражают либо в килоджоулях на моль (кДж/моль), либо в электронвольтах (эВ).

Для моноэлектронных атомов энергия ионизации J1, J2, J3,... Jn соответствует отрыву 1−го, 2−го и т.д. электронов. При этом J1<J2<J3...<Jn, так как увеличение числа оторванных электронов приводит к возрастанию положительного заряда образующегося иона.

В группах энергия ионизации уменьшается по мере возрастания расстояния электрона от ядра и увеличения размера атомов, т.е. сверху вниз металлические свойства усиливаются.

В периодах слева направо энергия ионизации увеличивается с увеличением заряда ядра атома и с уменьшением их радиусов, т.е. металлические свойства в периоде слева направо ослабевают. У d - элементов энергия ионизации сравнительно мало изменяется при переходе от одного элемента к другому

Сродство к электрону. Неметаллы характеризуются способностью присоединять электроны с образованием отрицательных ионов, выделяющаяся при этом энергия называется сродством к электрону (F):

Эо+ +F.

У неметаллов тем больше энергия сродства к электрону, чем ближе элемент находится к концу периода, т.е. неметаллические свойства в периоде слева направо усиливаются.

В группах сверху вниз энергия сродства к электрону уменьшается и неметаллические свойства соответственно ослабевают.

Электроотрицательность. Так как атомы многих элементов могут и отдавать, и принимать электроны, то их химические свойства определяются полусуммой энергии сродства к электрону и энергии ионизации. Эта величина называется электроотрицательностью (ЭО):

ЭО=½ (J + F).

Электроотрицательность увеличивается в периодах слева направо и уменьшается в группах сверху вниз.

Таким образом, самыми электроотрицательными элементами в ПС являются типичные неметаллы (элементы VII A подгруппы). Часто для удобства пользуются величиной относительной электроотрицательности (ОЭО). Значения ОЭО элементов главных подгрупп периодической системы приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Относительная электроотрицательность атомов

Н            
2,1            
Li Be В С N О F
0,98 1,5 2,0 2,5 3,07 3,5 4,0
Na Mg Al Si P S CI
0,93 1,2 1,6 1,9 2,2 2,6 3,0
К Ca Ga Ge As 2,1 Se Br
0,91 1,04 1,8 2,0 2,5 2,8
Rb Sr In Sn Sb Те J
0,89 0,99 1,5 1,7 1,8 2,1 2,6

Примеры решения типовых задач

Пример 1. По положению в периодической системе: а) рассмотрите строение электронных оболочек атома кремния; б) составьте электронную формулу и графическую схему заполнения электронами валентных орбиталей атома в нормальном и возбужденном состояниях.

Решение.

а) Кремний Si имеет порядковый номер 14 и находится в третьем периоде главной подгруппы IV A - группы периодической системы. Следовательно, в атоме кремния 14 электронов, которые расположены на 3-х энергетических уровнях. На внешнем валентном уровне находятся 4 (3s23p2), т.е. кремний относится к р - электронному семейству;

б) Электронная формула атома кремния: 14Si 1s22s22p63s23p2.

Валентными орбиталями в этом атоме являются орбитали внешнего (третьего) электронного уровня, т.е. 3 s - и З р -орбитали и не заполненные З d -орбитали. Графическая схема заполнения электронами этих орбиталей в нормальном состоянии имеет следующий вид (в соответствии с правилом Гунда):

  ↑↓  
  ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
  ↑↓   p  
  s      

При затрате некоторой энергии один из З s -электронов атома кремния может быть переведен на З р -орбиталь, при этом атом переходит в возбужденное состояние, которому соответствует электронная конфигурация: 1s22s22p63s13p3

 
  ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
  ↑↓   p  
  s      

Максимальная валентность определяется максимальным числом
неспаренных электронов, которые могут быть на валентных орбиталях, т.е. для атома Si равна 4. Формула оксида – SiO2.

Кремний проявляет неметаллические свойства, образуя кремневую кислоту H2SiO3.

Пример 2.Составьте схемы распределения электронов по энергетическим ячейкам в атоме СIи ионе CI.

Решение. Электронная формула хлора CI0: 1s22s22p63s2Зр53d0. При переходе в ионное состояние происходят следующие изменения конфигурации валентного уровня:

Сl0 Сl... 3s23p63d0.

Тогда схемы распределения электронов по энергетическим ячейкам будут выглядеть следующим образом:

  ↑↓ ↑↓ ↑↓         ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
  ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓         ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
  ↑↓   p           ↑↓   p  
  s               s      
Cl0 Cl-

Пример 3.Объясните, на каком основании селен 34Se и молибден 42Мо находятся в одной группе, но в разных подгруппах периодической системы? Какие химические свойства проявляют эти элементы?

Решение. Атомы Se и Мо имеют следующиеэлектронные конфигурации:

Se − 1s22s263s2Зр64s23d104;

Mo − 1s22s263s2Зр64s23d105s14d5.

Валентные электроны: Se − 4s24p4; Mo − 5s14d5. Таким образом, эти элементы не являются электронными аналогами и не должны размещаться в одной и той же подгруппе одной группы, но в образовании связей у них может участвовать одинаковое максимальное число электронов – 6 . У селена – это 4s24p4, у молибдена – 5s14d5, где 4d5-электроны предпоследнего (n–1) недостроенного энергетического уровня. На этом основании оба элемента помещены в одну VI группу периодической системы, но в разные подгруппы (Se – VI А, Мо – VI В).

Внешний энергетический уровень атома селена содержит 6 , что определяет его неметаллические свойства. Молибден – металл, так как у него на внешнем энергетическом уровне 2 , но если в образовании связей участвуют 4 d -электроны, то Мо может проявлять и неметаллические свойства.

Формулы высших оксидов: SеO3; МоО3.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-11; просмотров: 610; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.163.221.133 (0.007 с.)