У какого атома наиболее выражены неметаллические свойства
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:
- фтор;
- кислород;
- азот;
- хлор;
- бром.
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.
Источник
Тема: Неметаллы. Общая характеристика неметаллов.
Цели:
- изучить положение неметаллов в ПС;
- изучить особенности строения атомов неметаллов;
- изучить явление аллотропии на примере неметаллов;
- изучить физические свойства неметаллов;
- рассмотреть ЭО как меру «неметалличности»;
- рассмотреть относительность понятий «металл-неметалл»;
- изучить водородные соединения неметаллов.
- развивать когнитивную сферу учащихся;
- развивать общеучебные умения и навыки: умение, работать по плану, умение работать с книгой;
- развивать умение делать самостоятельные выводы.
- воспитывать культуру умственного труда;
- воспитывать дисциплинированность и чувство ответственности.
Оборудование и реактивы: образцы неметаллов – простых веществ H2, O2, Cl2 (в пробирках с пробками); Br2 (в ампуле); S, J2, P (красный), активированный уголь, пьезо-зажигалка, йодкрахмальная бумажка.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Методы обучения: словесные (рассказ, объяснение, беседа); иллюстративные (схемы); наглядные (мультимедийное наглядное пособие); проблемно-поисковый.
ФОПД: фронтальная, индивидуально-обособленная, групповая (динамические группы).
Технологии: элементы технологии «Сотрудничества», личностно-ориентированного обучения. Информационно-коммуникационные технологии.
Ход работы:
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний.
Ответьте на вопросы:
- на какие 2 большие группы условно делятся все Х.Э.?
- каково положение в ПС металлов?
III. Изучение
1. Положение неметаллов в ПС
Неметаллы расположены в основном в правом верхнем углу ПС, условно ограниченном диагональю бор-астат. Самым активным является фтор.
2. Особенности строения атомов неметаллов.
Во внешнем электронном слое атомов неметаллов находится от трёх до восьми электронов.
Для атомов неметаллов, по сравнению с атомами металлов характерны:
- меньший атомный радиус;
- четыре и более электрона на внешнем энергетическом уровне.
Отсюда и такое важнейшее свойство атомов неметаллов – тенденция к приёму недостающих до 8 электронов, т.е. окислительные свойства. Качественной характеристикой атомов неметаллов, т.е. своеобразной мерой их неметалличности, может служить электроотрицательность, т.е. свойство атомов химических элементов поляризовать химическую связь, оттягивать к себе общие электронные пары. Электроотрицательность – мера неметалличности, т.е. чем более электроотрицателен данный химический элемент, тем ярче выражены неметаллические свойства.
3. Кристаллическое строение неметаллов-простых веществ. Аллотропия.
Если металлы – простые вещества образованы за счет металлической связи, то для неметаллов – простых веществ характерна ковалентная неполярная химическая связь. В отличие от металлов неметаллы – простые вещества, характеризуются большим многообразием свойств. Неметаллы имеют различное агрегатное состояние при обычных условиях:
- газы – H2, O2, O3, N2, F2, Cl2;
- жидкость – Br2;
- твердые вещества – модификации серы, фосфора, кремния, углерода и др.
Гораздо богаче у неметаллов и спектр цветов: красный – у фосфора, красно-бурый – у брома, желтый – у серы, желто-зеленый – у хлора, фиолетовый – у паров йода. Элементы – неметаллы более способны, по сравнению с металлами, к аллотропии.
Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называется аллотропией, а эти простые вещества – аллотропными видоизменениями или модификациями.
4. Сообщения.
5. Физические свойства неметаллов.
- Ковкость отсутствует
- Блеска нет
- Теплопроводность (только графит)
- Цвет разнообразный: желтый, желтовато-зеленый, красно-бурый.
- Электропроводность (только графит и черный Фосфор.)
- Агрегатное состояние:
- газообразное(H2, O2, Cl2 ,F2, O3)
- твердое (Р, С)
- жидкое (Br2)
6. Химические свойства неметаллов.
Неметаллы в химических реакциях могут быть восстановителями и окислителями (фтор, кислород.)
7. Водородные соединения неметаллов.
В отличие от металлов неметаллы образуют газообразные водородные соединения. Их состав зависит от степени окисления неметаллов.
| -4 | -3 | -2 | -1 |
| RH4 → | RH3 → | H2R → | HR |
Летучие водородные соединения неметаллов можно разделить на три группы:
1) Хорошо растворимые в воде (HCl, HBr, HJ, H2S, H2Se, NH3), которые диссоциируют на ионы, проявляя кислотные и основные свойства.
2) Соединения, разлагаемые водой:
BH3 + 3H2O = H3BO3 + 3H2↑
3) Летучие водородные соединения
CH4, PH3, которые не взаимодействуют с водой.
По периоду в ПС химических элементов с увеличением порядкового номера элемента – неметалла усиливается кислотный характер водородного соединения.
SiH4 → PH3 → H2S → HCl
Выводы:
- Элементы-неметаллы расположены в главных подгруппах III–VIII групп ПС Д.И. Менделеева, занимая её верхний правый угол.
- На внешнем электронном слое атомов элементов-неметаллов находятся от 3 до 8 электронов.
- Неметаллические свойства элементов усиливаются в периодах и ослабевают в подгруппах с увеличением порядкового номера элемента.
- Высшие кислородные соединения неметаллов имеют кислотный характер (кислотные оксиды и гидроксиды).
- Атомы элементов-неметаллов способны как принимать электроны, проявляя окислительные функции, так и отдавать их, проявляя восстановительные функции.
IV. Закрепление изученного. Рефлексия.
1) Вставьте слова, пропущенные в тексте.
Атомы ____ в отличие от атомов ____ легко принимают наружные электроны, являются ____
2) Вставьте слова , пропущенные в тексте.
Неметаллические свойства элементов с увеличением порядкового номера в периодах ____
В группах неметаллические свойства элементов ____
3) Пользуясь периодической таблицей, запишите молекулярные формулы высших кислородных соединений неметаллов III периода. Как будет изменяться кислотный характер?
4) Запишите формулы водородных соединений элементов VII А группы. Как изменяются кислотные свойства с увеличением порядкового номера элемента?
5) Водород занимает в периодической таблице два места: в I А группе и в VII А группе. Запишите молекулярные формулы водородных соединений Na, K, Cl, F.
6) Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы?
| Азот | +6 |
| Хлор | +5 |
| Сера | +4 |
| Кремний | +7 |
7) Определите, окислителем или восстановителем является сера в следующих реакциях:
H2+S=H2S
S —
2SO2 + O2 → 2SO3
S —
8) Наиболее ярко выраженные неметаллические свойства проявляет вещество, образованное из атомов, в которых число электронов во внешнем электронном слое равно____.
• 4 • 5 • 6 • 7
9) Наиболее электроотрицательными являются атомы…..
• серы • фосфора • кремния • хлора
10) Типичному неметаллу соответствует следующая схема распределения электронов по электронным слоям:
- 2, 1
- 2, 8, 2
- 2, 8, 7
Поменяйтесь тестом с соседом и проверьте тест вместе со мной.
V. Читаем по учебнику состав воздуха стр. 74
VI. Решаем упражнения 1–4 стр.75
VII. Оценки и домашнее задание.
Д/З § 15 Неметаллы.
Условные обозначения:
ПС – периодическая система
е – электрон
Э.О. – электроотрицательность
А. – аллотропия
Х.р. – химическая реакция
Приложение: Маршрутный лист
Источник