Взаимосвязь между размещением элементов в Периодической системы и свойствами химических элементов, простых веществ, соединений элементов с водородом и кислорода. Понятие о радиусе атома и электроотрицательность элементов

Рассмотрим взаимосвязь между положением элементов в Периодической системы и такими свойствами химических элементов, как атомный радиус, электроотрицательность, металлические и неметаллические свойства. Атомный радиус является величиной, которая показывает размер электронной оболочки атома. Это очень важная величина, от которой зависят свойства атомов химических элементов. В главных подгруппах с увеличением заряда ядра атома происходит увеличение числа электронных уровней, поэтому атомный радиус с увеличением порядкового номера в главных подгруппах увеличивается. В периодах происходит увеличение заряда ядра атома химического элемента, что приводит к усилению притяжения внешних электронов к ядру. Кроме того, с увеличением заряда ядра увеличивается число электронов на внешнем уровне, однако число электронных уровней не увеличивается. Указанные закономерности приводят к зжаття электронной оболочки вокруг ядра. Поэтому атомный радиус с увеличением порядкового номера в периодах уменьшается. Например, расположим химические элементы O (кислород), C (Карбон), Li (литий), F (фтора), N (азот) в порядке уменьшения атомных радиусов. Приведенные химические элементы находятся во втором периоде. В периоде атомные радиусы с увеличением порядкового номера уменьшаются. Следовательно, указанные химические элементы надо записать в порядке возрастания их порядковых номеров: Li, C, N, O, F (Литий, Карбон, азот, кислород, фтора)

Электроотрицательность - это способность атома в соединениях притягивать к себе валентные электроны, т.е. те электроны, с помощью которых образуются химические связи между атомами. Электроотрицательность зависит от способности атомного ядра притягивать электроны внешнего энергетического уровня. Чем притяжения является сильным, тем электроотрицательность больше. Сила притяжения электронов внешнего энергетического уровня тем больше, чем меньше атомный радиус. Следовательно, изменение электроотрицательности в периодах и главных подгруппах будет противоположная изменении атомных радиусов. Поэтому, в главных подгруппах электроотрицательность с увеличением порядкового номера уменьшается. В периодах с увеличением порядкового номера электроотрицательность увеличивается.
Например, расположим химические элементы Br (Бром), F (фтора), I (Йод), Cl (Хлор) в порядке увеличения электроотрицательности. Приведенные химические элементы находятся в главной подгруппе седьмой группы. В главных подгруппах электроотрицательность с увеличением порядкового номера уменьшается. Следовательно, указанные химические элементы надо записать в порядке уменьшения их порядковых номеров: I, Br, Cl, F (Йод, Бром, Хлор, фтора).

Металлические свойства - это свойства атомов химических элементов отдавать электроны. Химические элементы, которые обнаруживают металлические свойства, как правило, имеют на внешнем уровне от одного до трех электронов. Неметаллические свойства - это свойства атомов химических элементов принимать электроны. Химические элементы, которые проявляют неметаллические свойства, как правило, имеют на внешнем уровне от четырех до восьми электронов. Металлические свойства тем больше и, соответственно, неметаллические свойства тем меньше, чем легче отдается электрон с внешнего энергетического уровня. Отдать электрон с внешнего энергетического уровня тем легче, чем больше атомный радиус благодаря тому, что сила притяжения ядра и электронов уменьшается с ростом расстояния между ними. Следовательно, изменение металлических свойств химических элементов будет аналогична изменению их атомных радиусов. Поэтому в главных подгруппах металлические свойства с увеличением порядкового номера увеличиваются, а в периодах с увеличением порядкового номера металлические свойства уменьшаются. Неметаллические свойства, наоборот, в главных подгруппах с увеличением порядкового номера уменьшаются, а в периодах с увеличением порядкового номера увеличиваются. Например, расположим химические элементы Al, S, Mg, Cl, Na в порядке увеличения неметаллических свойств. Приведенные химические элементы находятся в третьем периоде. В периодах неметаллические свойства с увеличением порядкового номера увеличиваются. Следовательно, указанные химические элементы надо записать в порядке возрастания их порядковых номеров: Na, Mg, Al, S, Cl Рассмотрим взаимосвязь между положением химических элементов в Периодической системы и свойствами оксидов и соответствующих гидроксидов, образующих эти химические элементы, на примере элементов третьего периода. К третьему периоду относятся химические элементы: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar Эти элементы образуют высшие оксиды следующего состава (инертный химический элемент Аргон оксид не образует): Na₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, P₂O₅, SO₃, Cl₂O₇. Натрий оксид и магний оксид проявляют свойства основных оксидов, алюминий оксид являются амфотерными оксидом, все оксиды (кремний (IV) оксид, фосфор (V) оксид, серы (VI) оксид, хлор (VII) оксид) проявляют свойства кислотных оксидов. Кроме того, в ряде Na₂O - MgO основные свойства ослабевают, а в ряде SiO₂ - P₂O₅ - SO₃ - Cl₂O₇ кислотные свойства усиливаются. Так же можно проанализировать характер изменения в периоде свойств гидроксидов, которые соответствуют высшим оксидам: NaOH, Mg (OH)₂, Al (OH)₃, H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, HClO₄. Натрий гидроксид и магния гидроксид проявляют свойства оснований, алюминий гидроксид являются амфотерными гидроксидом, все остальные гидроксиды проявляют свойства кислот: силикатный кислота, ортофосфатна кислота, серная кислота, хлорутна кислота. Кроме того, в ряде NaOH - Mg (OH)₂ основные свойства ослабевают, а в ряде H₂SiO₃ - H₃PO₄ - H₂SO₄ - HClO₄ кислотные свойства усиливаются. Так, в ряду элементов определенного ослабляются свойства основных оксидов и соответствующих им гидроксидов, а кислотные свойства в том же направлении усиливаются. Переход от основных к кислотным оксидам, и, соответственно, от основ до кислот осуществляется в периоде из-за амфотерный оксид или гидроксид. Такая закономерность справедлива для второго и третьего периодов периодической системы. Для элементов больших периодов наблюдаются сложные закономерности.