§ 3. периодический закон и периодическая система химических элементов д. и. менделеева

Ориентир – фтор

Перейдем к рассмотрению свойств, которые растут при движении по таблице слева направо и снизу вверх (т.е. при движении к фтору – F).

Неметаллические/окислительные свойства

Здесь работает все с точностью до наоборот металлическим/восстановительным свойствам: неметаллические свойства будут увеличиваться слева направо в периодах, а в группах — снизу вверх.

Электроотрицательность

Это способность атомов оттягивать на себя электроны других атомов в химической связи. Электроотрицательность увеличивается при движении в периодической системе слева направо и снизу вверх. Самым электроотрицательным элементом является фтор, это нужно запомнить!

Кислотные свойства высших оксидов/гидроксидов

Кислотные свойства характеризуют способность соединений реагировать с основаниями и зависят уже от неметаллических свойств и меняются соответствующим образом — увеличиваются слева направо в периодах, а в группах — снизу вверх.

Энергия ионизации

Это энергия, необходимая для отрыва одного электрона от нейтрального атома. В группах она увеличивается снизу вверх, в периодах — слева направо.

Сродство к электрону

Это энергия, выделяющаяся при присоединении одного электрона к нейтральному атому. Она изменяется аналогично изменению энергии ионизации.

Ориентир – франций

Для начала изучим свойства элементов, которые увеличиваются справа налево и сверху вниз при движении по таблице (т.е. при движении к францию – Fr).

Металлические/восстановительные свойства

Вообще, под металлическими свойствами подразумевают способность атомов отдавать электроны. Можно провести воображаемую линию, которая начинается у атома бора и заканчивается у атома астата. Так вот, все элементы, которые попадут в левую область таблицы будут являться , а элементы главных подгрупп, которые попадут в правую часть — . Поэтому металлические/восстановительные свойства в периодах увеличиваются справа налево, а в группах — сверху вниз.

Радиус атома

При движении по периоду увеличивается число электронов на соответствующем валентном уровне — электроны начинают сильнее притягиваться к положительному ядру, тем самым «сжимая» размер радиуса. Поэтому радиус атома уменьшается слева направо при движении по периоду.

При движении по группе сверху вниз увеличивается число электронных оболочек, атом становится «толще», поэтому сверху вниз по группе радиус атома увеличивается.

При сравнении элементов ориентируемся снова на франций: какой атом ближе к нему, у того радиус больше.

Как связаны снеговик и радиус атома?С увеличением номера периода количество электронных слоев растет, а значит, увеличивается и радиус атома. Но так как к фтору увеличивается электроотрицательность, то электроны все ближе и ближе «прижимаются» к ядру атома: атомный радиус уменьшается.Проще всего это представить в виде снеговика, у которого самая «маленькая» голова и самое «большое» туловище. Именно так увеличивается радиус ядра атома по группе.

Основные свойства высших оксидов/гидроксидов

Основные свойства характеризуют способность соединений реагировать с кислотами, они зависят от металлических свойств и меняются точно так же: в периодах увеличиваются справа налево, а в группах — сверху вниз.

Химия 9 класс (Габриелян) Проверочная работа № 16

Тема: Металлы IA-группы и IIА-группы

ПР-16. Вариант 1

Тестовые задания с выбором одного правильного ответа

№ 1. Атомы щелочных металлов отличаются друг от друга
1) высшей степенью окисления
2) числом электронов на внешнем слое
3) степенью окисления в оксидах
4) числом энергетических уровней

№ 2. Металлические свойства наиболее ярко выражены
1) у бериллия 2) у калия 3) у магния 4) у стронция

№ 3. В ряду Cs — К — Na — Li
1) увеличивается температура плавления и увеличивается плотность
2) увеличивается температура плавления и уменьшается плотность
3) уменьшается температура плавления и увеличивается плотность
4) уменьшается температура плавления и уменьшается плотность

№ 4. В схеме превращений Mg –> X –> Mg(OH)₂веществу X соответствует формула:
1) MgCl₂; 2) MgCO₃; 3) MgSiO₃; 4) Mg₃(PO₄)₂

№ 5. Формулы амфотерного и основного оксида соответственно представлены в ряду
1) MgO, Na₂O; 2) Li₂O, BeO; 3) BaO, К₂O; 4) BeO, CaO.

№ 6. Верны ли следующие суждения о щелочных металлах?
А. В природе в свободном виде щелочные металлы не встречаются.
Б. Щелочные металлы получают электролизом расплавов их соединений.
1) верно только А
2) верно только Б
3) оба суждения верны
4) оба суждения неверны

№ 7. Укажите металл, взаимодействующий и с кислотами, и со щелочами.
1) бериллий, 2) магний, 3) литий, 4) барий.

№ 8. В производстве зубных паст, бумаги, резины, побелки используют вещество, формула которого
1) Са(ОН)₂; 2) СаСO₃; 3) СаО; 4) СаСl₂.

№ 9. Соли натрия и калия можно распознать
1) по цвету кристаллов
2) по растворимости в воде
3) по окраске пламени
4) по запаху

№ 10. Постоянную жёсткость воды можно уменьшить
1) добавлением соды Na₂CO₃2) фильтрованием
3) кипячением
4) добавлением известковой воды Са(ОН)₂

Тестовые задания с выбором двух правильных ответов и на установление соответствия

№ 11. Барий вступает в реакцию с каждым из двух веществ:
1) кислородом и хлором
2) оксидом серы(VI) и оксидом меди(II)
3) серой и водой
4) гидроксидом натрия и аммиаком
5) нитратом калия и серной кислотой

№ 12. Установите соответствие между реагентами и продуктами реакции.
РЕАГЕНТЫ: A) Na и H₂O —>
Б) Na₂O и H₂O —>
B) NaOH и SO₂ —>
ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ: 1) NaOH
2) Na₂O и Н₂3) Na₂SO₃ и H₂O
4) Na₂SO₄ и H₂O
5) NaOH и Н₂

Задания с развёрнутым ответом

№ 13. Щелочноземельный металл массой 2 г сожгли в кислороде и получили 2,8 г соответствующего оксида. Определите этот металл. Ответ подтвердите расчетами.

№ 14. Через раствор вещества А. изменяющего окраску фенолфталеина и окрашивающего пламя в фиолетовый цвет, пропустили газообразное вещество В. К полученному раствору прилили раствор хлорида кальция. Образовался белый осадок вещества С, состав которого идентичен мрамору. Определите вещества А, В, С. Напишите уравнения протекающих реакций.

ПР-16. Вариант 4

Вы смотрели: Химия 9 Проверочная работа 16 «Металлы IA-группы и IIА-группы» (в 4-х вариантах) по теме 4 «Металлы и их соединения» учебника химии базового уровня 2023 года авторов: Габриелян, Остроумов, Сладков для 9 класса.

Фактчек

Химический элемент 一 особая группа элементов, обладающих определенными химическими свойствами. Данные свойства напрямую зависят от положения элемента в таблице Менделеева.
Металлические и восстановительные свойства отражают способность атомов отдавать электроны, они увеличиваются при движении справа налево сверху вниз (к францию). Аналогично изменяются основные свойства оксидов и гидроксидов, а также радиус атома.
Радиус атома увеличивается при увеличении числа электронных оболочек.
Неметаллические и окислительные свойства отражают способность принимать электроны, они увеличиваются при движении слева направо снизу вверх (к фтору), аналогично изменяются кислотные свойства оксидов и гидроксидов. Фтор обладает наибольшей электроотрицательностью, поэтому чем ближе элемент находится к нему, тем выше его электроотрицательность, энергия ионизации и сродства к электрону.
Некоторые свойства не зависят от близости элемента к францию или фтору, к таким свойствам относятся кислотные свойства водородных соединений, степень окисления и валентность.
Высшая валентность для большинства элементов равна номеру группы, однако есть три элемента-исключения: азот (N), кислород (О) и фтор (F).

Термины

Металлы — вещества, обладающие металлическими свойствами, такими как высокие электро- и теплопроводность, высокая пластичность, ковкость и характерный металлический блеск. Они способны взаимодействовать с неметаллами, водой и некоторыми кислотами, а также могут вступать в окислительно-восстановительные реакции.

Неметаллы — вещества, не обладающие металлическими свойствами. Они способны взаимодействовать с металлами и некоторыми неметаллами, водой, щелочами и некоторыми кислотами, а также могут вступать в окислительно-восстановительные реакции.

Электронная конфигурация — это формула, отражающая распределение электронов по электронным оболочкам атома (энергетическим уровням).

Тренировочные задания

1. Среди перечисленных химический элемент с максимальным радиусом атома — это

1) неон 2) алюминий 3) калий 4) кальций

2. Среди перечисленных химический элемент с минимальным радиусом атома — это

1) алюминий 2) бор 3) калий 4) неон

3. Наиболее ярко металлические свойства выражены у элемента

1) Rb 2) Li 3) Mg 4) Ca

4. Наиболее ярко неметаллические свойства выражены у элемента

1) F 2) S 3) O 4) N

5. Наибольшее число валентных электронов у элемента

1) фтор 2) водород 3) натрий 4) сера

6. Наименьшее число валентных электронов у элемента

1) кислород 2) кремний 3) водород 4) кальций

7. Металлические свойства элементов возрастают в ряду

1) Ba, Li, Cs, Mg 2) Al, Mg, Ca, K 3) Li, Cs, Mg, Ba 4) Na, Mg, Li, Al

8. Неметаллические свойства элементов ослабевают в ряду:

1) N, S, Br, Cl 2) O, S, Se, Te 3) Se, I, S, O 4) N, P, O, F

9. Химические элементы перечислены в порядке возрастания атомного радиуса в ряду

1) углерод, бериллий, магний 2) калий, магний, алюминий 3) хлор, натрий, фтор 4) азот, фосфор, фтор

10. Химические элементы перечислены в порядке убывания атомного радиуса в ряду

1) водород, бор, алюминий 2) углерод, кремний, калий 3) натрий, хлор, фтор 4) сера, кремний, магний

11. Кислотные свойства водородных соединений усиливаются в ряду

1) HI – PH₃ – HCl – H₂S 2) PH₃ – H₂S – HBr – HI 3) H₂S – PH₃ – HCl – SiH₄ 4) HI – HCl – H₂S – PH₃

12. Кислотные свойства водородных соединений ослабевают в ряду

1) HI – PH₃ – HCl – H₂S 2) PH₃ – H₂S – HBr – HI 3) H₂S – PH₃ – HCl – SiH₄ 4) HI – HBr – HCl – HF

13. Основные свойства соединений усиливаются в ряду

1) LiOH – KOH – RbOH 2) LiOH – KOH – Ca(OH)₂ 3) Ca(OH)₂ – KOH – Mg(OH)₂ 4) LiOH – Ca(OH)₂ – KOH

14. Основные свойства соединений ослабевают в ряду

1) LiOH – Ba(OH)₂ – RbOH 2) LiOH – Ba(OH)₂ – Ca(OH)₂ 3) Ca(OH)₂ – KOH – Mg(OH)₂ 4) LiOH – Ca(OH)₂ – KOH

15. Во втором периоде Периодической системы элементов Д.И. Менделеева с увеличением заряда ядра у химических элементов:

1) возрастает электроотрицательность 2) уменьшается заряд ядра 3) возрастает атомный радиус 4) возрастает степень окисления

16. Наиболее сильной кислотой, образованной элементом второго периода, является

1) угольная 2) азотная 3) фтороводородная 4) азотистая

17. Наиболее сильное основание образует химический элемент

1) магний 2) литий 3) алюминий 4) калий

18. Наиболее сильная бескислородная кислота соответствует элементу

1) селен 2) фтор 3) йод 4) сера

19. В ряду элементов Li → B → N → F

1) убывает атомный радиус 2) возрастают металлические свойства 3) уменьшается число протонов в атомном ядре 4) увеличивается число электронных слоёв

20. В ряду элементов Li → Na → K → Rb

1) убывает атомный радиус 2) ослабевают металлические свойства 3) уменьшается число протонов в атомном ядре 4) увеличивается число электронных слоёв

Закономерности изменения свойств элементов и их соединений в связи с положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева

Напомним, что группами называют вертикальные ряды в периодической системе и химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются сверху вниз:

усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические;
возрастает атомный радиус;
возрастает сила образованных элементом оснований и бескислородных кислот;
электроотрицательность падает.

Все элементы, кроме гелия, неона и аргона, образуют кислородные соединения, существует всего восемь форм кислородных соединений. В периодической системе их часто изображают общими формулами, расположенными под каждой группой в порядке возрастания степени окисления элементов: R₂O, RO, R₂O₃, RO₂, R₂O₅, RO₃, R₂O₇, RO₄, где символом R обозначают элемент данной группы. Формулы высших оксидов относятся ко всем элементам группы, кроме исключительных случаев, когда элементы не проявляют степени окисления, равной номеру группы (например, фтор).

Оксиды состава R₂O проявляют сильные основные свойства, причём их основность возрастает с увеличением порядкового номера, оксиды состава RO (за исключением BeO) проявляют основные свойства.

Оксиды состава RO₂, R₂O₅, RO₃, R₂O₇ проявляют кислотные свойства, причём их кислотность возрастает с увеличением порядкового номера.

Элементы главных подгрупп, начиная с IV группы, образуют газообразные водородные соединения. Существуют четыре формы таких соединений. Их располагают под элементами главных подгрупп и изображают общими формулами в последовательности RH₄, RH₃, RH₂, RH.

Соединения RH₄ имеют нейтральный характер; RH₃ — слабоосновный; RH₂ — слабокислый; RH — сильнокислый характер.

Напомним, что периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров.

В пределах периода с увеличением порядкового номера элемента:

электроотрицательность возрастает;
металлические свойства убывают, неметаллические возрастают;
атомный радиус падает.

Группы и периоды Периодической системы. Физический смысл порядкового номера химического элемента

Группами называют вертикальные ряды в периодической системе. В группах элементы объединены по признаку высшей степени окисления в оксидах. Каждая группа состоит из главной и побочной подгрупп. Главные подгруппы включают в себя элементы малых периодов и одинаковые с ним по свойствам элементы больших периодов. Побочные подгруппы состоят только из элементов больших периодов. Химические свойства элементов главных и побочных подгрупп значительно различаются.

Периодом называют горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания порядковых (атомных) номеров. В периодической системе имеются семь периодов: первый, второй и третий периоды называют малыми, в них содержится соответственно 2, 8 и 8 элементов; остальные периоды называют большими: в четвёртом и пятом периодах расположены по 18 элементов, в шестом — 32, а в седьмом (пока незавершенном) — 31 элемент. Каждый период, кроме первого, начинается щелочным металлом, а заканчивается благородным газом.

Физический смысл порядкового номера химического элемента: число протонов в атомном ядре и число электронов, вращающихся вокруг атомного ядра, равны порядковому номеру элемента.