Реферат: Периодический закон и периодическая система химических элементов

Э^о + ē → Э^- + Е_ср

Чем больше Е_ср , тем легче атом присоединяет электроны и тем сильнее проявляются его окислительные и неметаллические свойства элементов.

Выражается обычно в кДж/моль.

В периодах слева направо с возрастанием заряда ядра и уменьшением радиуса атома Е_ср увеличивается, в группе сверху вниз с увеличением радиуса атома Е_ср уменьшается.

Так Е_ср большинства металлов невелика или даже отрицательна, поэтому они не образуют устойчивых анионов.

Неметаллические и окислительные свойства элементов по периоду слева направо усиливаются, а по группе сверху вниз уменьшаются.

Электроотрицательность:

Атомы присоединяют или отдают электроны в процессе химического взаимодействия. Комплексной характеристикой атома, учитывающей его способность и к присоединению, и к отдаче электронов, является электроотрицательность - ЭО (χ).

ЭО элемента - условная величина, характеризующая способность его атомов в химических соединениях притягивать к себе электроны от атомов-партнеров (тех, с которыми непосредственно связан данный атом).

Величина ЭО зависит от Е_и и Е_ср и упрощено может быть определена

χ = 1/2 (Е_и + Е_ср )

Для практической оценки этой способности атомов используют условную шкалу, относительных электроотрицательностей. Согласно ей самый ЭО элемент F, а наименее ЭО - Fr.

Очевидно, что в периоде слева направо с уменьшением радиуса атома и увеличением Е _и и Е_ср увеличивается ОЭО происходит ослабление восстановительных и усиление окислительных свойств, а в группе сверху вниз с увеличением радиус атома и уменьшением Е _и и Е_ср ОЭО уменьшается, происходит ослабление окислительных и усиление восстановительных свойств атомов химических элементов.

По величине ОЭО можно отнести элемент к металлам или неметаллам.

Как правило, неметаллы имеют значения ОЭО больше 2 (по другим источникам больше 1,7). Они располагаются в А-группах правой верней части ПС над условной диагональю В - Аt. У металлов значение ОЭО < 2 (<1,7). Наиболее активные металлы находятся в нижнем левом углу ПС в А-группах. Несколько элементов (В, Si, Ge, As, Te) со значение ОЭО близким к 2, проявляют промежуточные свойства, их иногда называют полуметаллы.

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВ

Характеристики атомов элементов - Е_и , Е_ср , χ - непосредственно связаны с типами химических реакций, в которые способны вступать атомы этих элементов, а также с типами и свойствами веществ, ими образуемых.

С изменением электронной конфигурации атомов элементов по периоду от ns¹ до ns² np⁶ изменяется высшая степень окисления атомов элементов (от +1 до +7 (+8)), что приводит к изменению состава и свойств высших оксидов и гидроксидов. Это изменение также носит периодический характер.

По периоду слева направо с уменьшением металлических свойств атомов элементов и образуемых ими простых веществ происходит уменьшение основных свойствоксидов, и гидроксидов и соответственно их кислотные свойства увеличиваются .

По группе сверху вниз с уменьшением неметаллических и усилением металлических свойств атомов элементов происходит уменьшение кислотных и увеличение основных свойств оксидов и гидроксидов.

Этот переход обычно осуществляется через так называемые амфотерные гидроксиды , способные диссоциировать и как кислота, и как основание.

Низшая степень окисления металлов равна 0, а неметаллов - (№ группы - 8), т.е. определяется числом электронов, недостающих до завершения внешнего энергетического уровня. Значит, при изменении электронной конфигурации атома неметалла от ns² np² до ns² np⁵ низшая степень окисления изменяется от - 4 до -1. Такое изменение также периодично. Это приводит к периодическому изменению состава и свойств летучих водородных соединений неметаллов (RH₄ , RH₃ , H₂ R, RH).

Кислотно-основный характер их водных растворов изменяется следующим образом: по периоду слева направо кислотные свойства усиливаются вследствие увеличения ОЭО неметалла, что приводит к увеличению полярности связи R - Н; по группе сверху вниз кислотные свойства также усиливаются в следствие увеличения радиусов атомов, что приводит к увеличению длины связи R - H и ее ослаблению.

Металлы не образуют летучих водородных соединений, их гидриды солеобразны (NaH, CaH₂ ) или металлоподобны.

Изменение свойств химических элементов и их соединений можно проиллюстрировать на примере 2 и 3 периодов:

высшая с.о.	+ 1	+ 2	+ 3	+ 4	+ 5	+ 6	+ 7	-
высший оксид и характер свойств	Li2 O основный Na2 O основный	BeO амфотерный MgO основный	B2 O3 кислотный Al2 O3 амфотерный	CO2 кислотный SiO2 кислотны й	N2 O5 кислотный P2 O5 кислотный	- SO3 кислотный	- Cl2 O7 кислотный	-
Высший гидроксид и характер свойств	LiOH щелочь NaOH щелочь	Be(OH)2 амфотер-ный гидроксид Mg(OH)2 нераство-римое основание	H3 BO3 слабая кислота Al(OH)3 амфотер-ный гидроксид	H2 CO3 слабая кислота H2 SiO3 слабая кислота	HNO3 сильная кислота H3 PO4 слабая кислота	- H2 SO4 сильная кислота	- HClO4 сильная кислота	-
низшая с.о.	0	0	0	-4	-3	-2	-1	-
летуч. Водородные соединения и характер свойств	-	-	-	СH4 - SiH4 -	NH3 слабое основание PH3 очень слабое основание	H2 O амфотер H2 S слабая кислота	HF слабая кислота HCl сильная кислота	-

Такой характер изменения свойств в основном повторяется во всех периодах (кроме первого), поэтому такое изменение свойств называют периодическим .

Кислотный характер оксидов и гидроксидов, образованных атомами одного элемента, с увеличением его степени окисления увеличивается.

Например: Mn²⁺ O, , Mn⁺⁴ O₂ , Mn⁺⁶ O₃ , .

основные амфотерный кислотные