Знаходження неметалів у періодичній системі Менделєєва. Метали та неметали

1. Положення металів у таблиці елементів

Метали розташовуються в основному в лівій та нижній частині ПСХЕ. До них відносяться:

2. Будова атомів металів

У атомів металів на зовнішньому енергорівні зазвичай 1-3 електрони. Їх атоми мають великий радіус і легко віддають валентні електрони, тобто. виявляють відновлювальні властивості.

3. Фізичні властивості металів

Металевий зв'язок – це зв'язок, який здійснюють вільні електрони між катіонами в металевих кристалічних ґратах.

4. Отримання металів

1. Відновлення металів із оксидів вугіллям або чадним газом

Me x O y + C = CO 2 + Me або Me x O y + CO = CO 2 + Me

2. Випалення сульфідів з подальшим відновленням

1 стадія – Mе x S y +O 2 =Mе x O y +SO 2

2 стадія - Me x O y + C = CO 2 + Me або Me x O y + CO = CO 2 + Me

3 Алюмінотермія (Відновлення більш активним металом)

Me x O y + Al = Al 2 O 3 + Me

4. Водородотермія -для отримання металів особливої ​​чистоти

Me x O y + H 2 = H 2 O + Me

5. Відновлення металів електричним струмом (електроліз)

1) Лужні та лужноземельні метали отримують у промисловості електролізом розплавів солей (хлоридів):

2NaCl - розплав, електр. струм. → 2 Na + Cl 2

CaCl 2 - розплав, електр. струм.→ Ca + Cl 2

розплавів гідроксидів:

4NaOH - розплав, електр. струм.→ 4 Na + O 2 + 2 H 2 O

2) Алюміній у промисловості отримують у результаті електролізу розплаву оксиду алюмінію я у кріоліті Na 3 AlF 6 (з бокситів):

2Al 2 O 3 – розплав у кріоліті, електр. струм.→ 4 Al + 3 O 2

3) Електроліз водних розчинів солей використовують для отримання металів середньої активності та неактивних:

2CuSO 4+2H2O – розчин, електр. струм.→ 2 Cu + O 2 + 2 H 2 SO 4

5. Знаходження металів у природі

Найпоширеніший у земній корі метал – алюміній. Метали зустрічаються як і сполуках, і у вільному вигляді.

1. Активні - у вигляді солей (сульфати, нітрати, хлориди, карбонати)

2. Середній активності – у вигляді оксидів, сульфідів ( Fe 3 O 4 , FeS 2 )

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ

Загальні хімічні властивості металів представлені у таблиці:

ЗАВДАННЯ ДЛЯ ЗАКРІПЛЕННЯ

№1. Закінчити рівняння практично здійсненнихреакцій, назвати продукти реакції

Li+ H 2 O =

Cu + H 2 O =

Al + H 2 O =

Ba + H 2 O =

Mg + H 2 O =

Ca + HCl =

Na + H 2 SO 4 (К) =

Al + H 2 S =

Ca + H 3 PO 4 =

HCl + Zn =

H 2 SO 4 (к) + Cu =

H 2 S + Mg =

HCl + Cu =

HNO 3 (K)+ u =

H 2 S + Pt =

H 3 PO 4 + Fe =

HNO 3 (p) + Na =

№2. Закінчіть УХР, розставте коефіцієнти методом електронного балансу, вкажіть окислювач (відновник):

Al + O 2 =

Li + H 2 O =

Na + HNO 3 (k) =

Mg + Pb(NO 3) 2 =

Ni + HCl =

№3. Вставте замість крапок пропущені знаки (<, >або =)

№4. Закінчіть УХР, розставте коефіцієнти методом електронного балансу, вкажіть окислювач (відновник):

K+ O 2 =

Mg+ H 2 O =

Pb+ HNO 3 (p) =

Fe+ CuCl 2 =

Zn + H 2 SO 4 (p) =

Zn + H 2 SO 4 (k) =

№5. Розв'яжіть тестові завдання

Частина I

1. Положення неметалів (НМ) у Періодичній системі.

По діагоналі B-At і над нею у 6 групах розташовуються неметали. Усього із 114 елементів до НМ відносять 22.

2. Особливості будови атомів НМ:
1) невеликий радіус атома
2) число електронів зовнішньому рівні 4-8.

3. НМ мають властивість алотропії- Явлення існування одного хім. елемента у вигляді 2 або кількох простих речовин.

4. Заповніть таблицю "Причини алотропії".

5. НМ – прості речовини та вільні атоми,виявляють і окисні, і відновлювальні властивості.

Заповніть таблицю "Хімічні властивості неметалів".

Запишіть рівняння реакцій, розгляньте їх у світлі процесів окиснення-відновлення.

6. Доповніть таблицю «Склад повітря».

Частина II

1. Запишіть, в якому порядку википають з рідкого повітря його основні складові.
1) азот N2 (tк)=-196 ⁰С
2) аргон Ar (tк) = -186 ⁰С
3) кисень O2 (tк)=-183 ⁰С

2. Молярний об'єм повітря має масу 29 г. Величина, що показує, у скільки разів молярна маса будь-якого газу важча за М повітря, називається відносною щільністю цього газу повітрям і позначається Dвозд.
Знайдіть Dвозд для:

3. Який об'єм кожного з трьох основних компонентів повітря можна одержати із 500 м3 повітря?

4. Доповніть схему «Роль повітря у природі та житті людини».

5. Співвіднесіть газ, що збирається способом витіснення повітря, з розташуванням посудини.

6. Виберіть явища, що викликає присутність у повітрі його складових частин: 1) випадкових; 2) змінних. З літер, що відповідають правильним відповідям, ви складете назви хімічних елементів – неметалів:
1) азот; 2) сірка.
а) зміг – 1
б) парниковий ефект – 2
в) грип – 1
г) озонові дірки – 2
д) алергія на цвітіння рослин – 1
е) туман – 2
ж) кислотні дощі – 1
з) свіжість повітря у соснових лісах – 2

Властивості хімічних елементів дозволяють об'єднувати їх у відповідні групи. На цьому принципі було створено періодичну систему, яка змінила уявлення про існуючі речовини і дозволила припустити існування нових, раніше невідомих елементів.

Вконтакте

Періодична система Менделєєва

Періодична таблиця хімічних елементів було складено Д. І. Менделєєвим у другій половині ХІХ століття. Що таке це, і навіщо вона потрібна? Вона поєднує всі хімічні елементи по зростанню атомної ваги, причому всі вони розставлені так, що їх властивості змінюються періодичним чином.

Періодична система Менделєєва звела в єдину систему всі існуючі елементи, які раніше вважалися просто окремими речовинами.

На підставі її вивчення було передбачено, а згодом - синтезовано нові хімічні речовини. Значення цього відкриття для науки неможливо переоцінити, Воно значно випередило свій час і дало поштовх до розвитку хімії на багато десятиліть.

Існує три найбільш поширені варіанти таблиці, які умовно іменуються «коротка», «довга» і «наддовга» ». Основною вважається довга таблиця, вона затверджено офіційно.Відмінністю між ними є компонування елементів та довжина періодів.

Що таке період

Система містить 7 періодів. Вони представлені графічно як горизонтальних рядків. При цьому період може мати один або два рядки, звані рядами. Кожен наступний елемент відрізняється від попереднього зростання заряду ядра (кількості електронів) на одиницю.

Якщо не ускладнювати, період – це горизонтальний рядок періодичної таблиці. Кожен із них починається металом і закінчується інертним газом. Власне, це створює періодичність - властивості елементів змінюються всередині одного періоду, знову повторюючись у наступному. Перший, другий та третій періоди - неповні, вони називаються малими та містять відповідно 2, 8 та 8 елементів. Інші – повні, вони мають по 18 елементів.

Що таке група

Група – це вертикальний стовпецьмістить елементи з однаковою електронною будовою або, говорячи простіше, з однаковою вищою . Офіційно затверджена довга таблиця містить 18 груп, які починаються з лужних металів та закінчуються інертними газами.

Кожна група має назву, що полегшує пошук або класифікацію елементів. Посилюються металеві властивості незалежно від елемента у напрямку зверху-вниз. Це з збільшенням кількості атомних орбіт — що їх більше, тим слабші електронні зв'язку, що робить яскравіше вираженою кристалічну решітку.

Метали у періодичній таблиці

Метали у таблиціМенделєєва мають переважну кількість, список їх досить великий. Вони характеризуються загальними ознаками, за властивостями вони неоднорідні і поділяються на групи. Деякі з них мають мало спільного з металами у фізичному сенсі, а інші можуть існувати лише частки секунди і в природі абсолютно не зустрічаються (принаймні на планеті), оскільки створені, точніше, обчислені та підтверджені в лабораторних умовах штучно. Кожна група має власні ознаки, назва і досить помітно відрізняється від інших. Особливо ця відмінність виражена у першої групи.

Положення металів

Яке становище металів у періодичній системі? Елементи розташовані щодо збільшення атомної маси або кількості електронів та протонів. Їх властивості змінюються періодично, тому акуратного розміщення за принципом один до одного в таблиці немає. Як визначити метали, і чи можливо це зробити за таблицею Менделєєва? Щоб спростити питання, придуманий спеціальний прийом: умовно по місцях з'єднання елементів проводиться діагональна лінія від Бора до Полонія (або до Астата). Ті, що виявляються ліворуч – метали, праворуч – неметали. Це було б дуже просто і здорово, але є винятки – Німеччина та Сурма.

Така «методика» - свого роду шпаргалка, вона придумана лише спрощення процесу запам'ятовування. Для більш точного уявлення слід запам'ятати, що список неметалів складає всього 22 елементи,тому відповідаючи питанням, скільки всього металів всього міститься у таблиці Менделєєва

На малюнку можна наочно побачити, які елементи є неметалами і як вони розміщуються в таблиці за групами та періодами.

Загальні фізичні властивості

Існують загальні фізичні властивості металів. До них відносяться:

• Пластичність.
• Характерний блиск.
• Електропровідність.
• Висока теплопровідність.
• Усі, крім ртуті, у твердому стані.

Слід розуміти, що властивості металів дуже різняться щодо їхньої хімічної чи фізичної суті. Деякі їх мало схожі на метали у повсякденному розумінні цього терміна. Наприклад, ртуть займає особливе становище. Вона за звичайних умов перебуває у рідкому стані, немає кристалічної решітки, наявності якої зобов'язані своїми властивостями інші метали. Властивості останніх у разі умовні, із нею ртуть ріднять переважно хімічні властивості.

Цікаво!Елементи першої групи, лужні метали, у чистому вигляді не зустрічаються, перебуваючи у складі різних сполук.

Найм'якший метал, що існує в природі – цезій – відноситься до цієї групи. Він, як і інші подібні лужні речовини, мало спільного має з більш типовими металами. Деякі джерела стверджують, що насправді найм'якший метал калій, що складно оскаржити або підтвердити, оскільки ні той, ні інший елемент не існує сам по собі — будучи виділеним у результаті хімічної реакції вони швидко окислюються або вступають у реакцію.

Друга група металів - лужноземельні - набагато ближча до основних груп. Назва «лужноземельні» походить із давніх часів, коли оксиди називалися «землями», оскільки вони мають пухку розсипчасту структуру. Більш-менш звичними (в повсякденному сенсі) властивостями мають метали починаючи з 3 групи. Зі збільшенням номера групи кількість металів зменшується.

ВЛАСТИВОСТІ ЕЛЕМЕНТІВ І ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА

Усі елементи у Періодичній системі ділять умовно на метали та неметали. До неметалевих елементів відносяться:

Чи не, Nе, Ar, Кr, Хе, Rn, F, С1, Вr, I, Аt, Про, S, Sе. Ті, N, Р, Аs, С, Si, В, Н

Решта елементів вважаються металевими.

Прості речовини (елементи у вільному вигляді) також поділяють на метали та неметали, ґрунтуючись на їх фізико-хімічних властивостях. Так, за фізичними властивостями, наприклад, по електронній провідності, бір це неметал, а мідь - метал, хоча і можливі винятки (графіт).

У періодичній системі неметали - це елементи головних груп (А-груп), починаючи з IIIА групи (бор); інші елементи А-груп та всі елементи Б-груп - метали. У основних групах металеві властивості виразніше виражені більш важких елементів, причому у 1А-групу входять лише метали, а VPA і VIIIА групи - лише неметали.

У основних групах металеві властивості елементів збільшуються, а неметалеві властивості зменшуються зі зростанням порядкового номера елемента.

У періодах елементів головних груп металеві властивості зменшуються, а неметалеві властивості збільшуються зі зростанням порядкового номера, елемента.

Звідси випливає, що типовий неметалевий елемент - це фтор, типовий металевий елемент - це франций.

У періодичній системі чітко видно природні межі, щодо яких спостерігається зміна властивостей елементів. 1А група містить типові метали, елементи VIIIА групи (шляхетні гази) - типові неметали, проміжні групи включають неметали «вгорі» таблиці елементів та метали «внизу» таблиці елементів. Інша межа між металами та неметалами відповідає елементам Ве – А1-Gе – Sb – Ро (діагональна межа). Елементи самої цієї межі і прилеглі до неї мають одночасно і металеві, і неметалеві властивості, цим елементам властиво амфотерна поведінка. Прості речовини цих елементів можуть зустрічатися як у вигляді металевих, так і неметалевих модифікацій (аллотропних форм).

Як міра металевого та неметалевого характеру елементів можна прийняти енергію іонізації їх атомів. Енергія іонізації - це енергія, яку необхідно витратити на повне видалення одного електрона з атома. Зазвичай метали мають відносно низьку енергію іонізації (496 кДж/моль для Nа, 503 кДж/моль для Ва), а неметали - високу енергію іонізації (1680 кДж/моль для F, 1401 кДж/моль для N). Атомам елементів, що виявляють амфотерну поведінку (Ве, А1, Ge, Sb, Ро та ін), відповідають проміжні значення енергії іонізації (762 кДж/моль для Ge, 833 кДж/моль для Sb), а шляхетним газам – найвищі значення (2080 кДж/моль для Nе, 2372 кДж/моль для Не). У межах групи Періодичної системи значення енергії іонізації атомів зменшуються зі зростанням порядкового номера елемента, тобто зі збільшенням розмірів атомів. Електропозитивні та електронегативні елементи. Відповідно до схильності атомів елементів утворювати позитивні та негативні одноатомні іони, розрізняють електропозитивні та електронегативні елементи.

Атоми електронегативних елементів мають високу спорідненість до електрона. Атоми таких елементів дуже міцно утримують власні електрони та мають тенденцію приймати додаткові електрони у хімічних реакціях. Атоми електропозитивних елементів мають низьку спорідненість до електрона. Атоми таких елементів слабо утримують власні електрони та мають тенденцію втрачати ці електрони у хімічних реакціях.

Найбільш електропозитивними елементами є типові метали (елементи 1А групи), а електронегативними елементами - типові неметали (елементи VПА групи).

Електропозитивний характер елементів збільшується при переході зверху вниз у межах головних груп і зменшується при переході зліва направо в межах періодів. Електронегативний характер елементів зменшується при переході зверху вниз у межах основних груп і збільшується при переході зліва направо в межах періодів.

Лекція 3. Неметали

1. Загальна характеристика елементів-неметалів

Хімічних елементів-неметалів всього 16, але з них, кисень і кремній становлять 76% від маси земної кори. Неметали становлять 98,5% від маси рослин та 97,6% від маси людини. З вуглецю, водню, кисню, сірки, фосфору та азоту складаються всі найважливіші органічні речовини, які є елементами життя. Водень і гелій – основні елементи Всесвіту складаються всі космічні об'єкти, включаючи наше Сонце. Без сполук неметалів неможливо уявити наше життя, особливо якщо згадати, що життєво важлива хімічна сполука – вода – складається з водню та кисню.

Неметали – це хімічні елементи, атоми яких приймають електрони завершення зовнішнього енергетичного рівня, утворюючи у своїй негативно заряджені іони.

Практично всі неметали мають порівняно малі радіуси та велику кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні від 4 до 7, для них характерні високі значення електронегативності та окислювальні властивості.

1.1. Положення елементів-неметалів у Періодичній системі хімічних елементів Менделєєва

Якщо в Періодичній системі провести діагональ від бору до астату, то праворуч вгору по діагоналі будуть знаходитись елементи-неметали, а зліва знизу – метали, до них відносяться елементи всіх побічних підгруп, лантаноїди та актиноїди. Елементи, розташовані поблизу діагоналі, наприклад, берилій, алюміній, титан, германій, сурма, мають двоїстий характер і відносяться до металоїдів. Елементи-неметали: s-елемент – водень; р-елементи 13 групи – бор; 14 групи – вуглець та кремній; 15 групи – азот, фосфор і миш'як, 16 групи – кисень, сірка, селен і телур та всі елементи 17 групи – фтор, хлор, бром, йод та астат. Елементи 18 групи – інертні гази, що займають особливе положення, мають повністю завершений зовнішній електронний шар і займають проміжне положення між металами і неметалами. Їх іноді відносять до неметалів, але формально, за фізичними ознаками.

1.2. Електронна будова елементів-неметалів

Практично всі елементи-неметали на зовнішньому енергетичному рівні мають велику кількість електронів – від 4 до 7. Елемент бор – аналог алюмінію, у нього всього 3 електрони на зовнішньому енергетичному рівні, але він має малий радіус, міцно утримує свої електрони та має властивості неметалу. Особливо відзначимо електронну будову водню. Це s-елемент, але він досить легко приймає один електрон, утворює гідрид-іон і виявляє окисні властивості металу.

Електронні конфігурації валентних електронів елементів-неметалів наведені в таблиці:

1.3. Закономірності у зміні властивостей елементів-неметалів

Розглянемо деякі закономірності у зміні властивостей елементів-неметалів, що належать одному періоду та одній групі на підставі будови їх атомів.

У період:

Заряд ядра збільшується,

Радіус атома зменшується,

Число електронів на зовнішньому енергетичному рівні збільшується,

Електронегативність збільшується,

Окислювальні властивості посилюються,

Неметалічні властивості посилюються.

В групі:

Заряд ядра збільшується,

Радіус атома збільшується,

Число електронів на зовнішньому енергетичному рівні не змінюється,

Електронегативність зменшується,

Окислювальні властивості слабшають,

Неметалічні властивості слабшають.

Таким чином, що правіше і вище стоїть елемент у Періодичній системі, тим яскравіше виражені його неметалеві властивості.