§12. Элементы-неметаллы в Периодической системе Д. И. Менделеева и в природе.

Подробное решение §12 для учащихся 9 класса, Учебник по химии, авторы: Н.Е. Кузнецова, И.М. Титова, издательский центр «Вентана-Граф».

? По каким признакам можно разделить все химические элементы?

Классификация химических элементов возможна по следующим признакам:

  • По положению в периодической системе (по периодам и группам)
  • По типу элемента (металлы, неметаллы, металлоиды)
  • По электронной конфигурации
  • По заполнению энергетических уровней
  • По физическим свойствам

Как различаются по строению атомов элементы металлов и неметаллов?

Строение атомов металлов и неметаллов различается:

  • У металлов:
    • Мало электронов на внешнем уровне (1-3)
    • Большие радиусы атомов
    • Слабая связь внешних электронов с ядром
    • Легко отдают электроны
  • У неметаллов:
    • Много электронов на внешнем уровне (4-8)
    • Малые радиусы атомов
    • Сильная связь внешних электронов с ядром
    • Легко принимают электроны

Чем элементы-неметаллы отличаются от простых веществ-неметаллов?

Элементы-неметаллы и простые вещества-неметаллы различаются тем, что первые представляют собой химические элементы в таблице Менделеева, а вторые — конкретные физические вещества, состоящие из атомов этих элементов.

Где в периодической системе размещаются неметаллические элементы и где металлические, каких больше?

Расположение в периодической системе:

  • Неметаллические элементы находятся в правой верхней части таблицы
  • Металлические элементы занимают большую часть таблицы (левая и центральная часть)
  • Металлов значительно больше, чем неметаллов

Какие неметаллы наиболее распространены в природе?

Распространённость неметаллов в природе:

  • Кислород (самый распространённый элемент в земной коре)
  • Кремний
  • Водород
  • Азот
  • Углерод
  • Сера

Эти элементы составляют основу живой и неживой природы, входят в состав важнейших природных соединений и минералов.

? Почему водород в равной мере занимает свое место как в IA-группе элементов, так и в VIIA-группе? Аргументируйте свой ответ.

Двойственное положение водорода в периодической системе обусловлено его уникальным электронным строением.

Первая причина связана с положением водорода в IA-группе:

  • Водород имеет один электрон на внешнем уровне (1s11s1)
  • Может легко отдавать этот электрон, проявляя восстановительные свойства
  • Похож на щелочные металлы, которые также имеют один электрон на внешнем уровне
  • Образует положительные ионы H+H+ подобно металлам IA-группы

Вторая причина определяет принадлежность водорода к VIIA-группе:

  • До завершения внешнего уровня водороду не хватает одного электрона
  • Легко присоединяет электрон, образуя гидрид-ион H−H−
  • Проявляет окислительные свойства, подобно галогенам
  • Образует подобные галогенам соединения с металлами

Таким образом, водород занимает особое положение в периодической системе, проявляя двойственную химическую природу:

  • С одной стороны, как металл IA-группы — проявляет восстановительные свойства
  • С другой стороны, как элемент VIIA-группы — способен проявлять окислительные свойства

Это уникальное свойство водорода определяет его способность участвовать в различных типах химических реакций и образовывать разнообразные соединения.

? Сделайте выводы об изменении свойств атомов элементов 3-го периода  укажите причину этих изменений.

Выводы об изменении свойств атомов элементов 3-го периода:

  1. Радиус атомов уменьшается слева направо по периоду. Это происходит из-за увеличения числа электронов на внешнем уровне, которые сильнее притягиваются к ядру.
  2. Электроотрицательность возрастает слева направо. Причина — рост числа электронов на внешнем уровне и уменьшение радиуса атома.
  3. Металлические свойства уменьшаются, а неметаллические увеличиваются. Это связано с усилением притяжения между ядром и электронами внешнего уровня.
  4. Энергия ионизации увеличивается слева направо. Связано с возрастающей силой притяжения между ядром и электронами.
  5. Окислительные свойства простых веществ усиливаются, а восстановительные ослабевают. Причина — увеличение электроотрицательности.

Основная причина всех этих изменений — увеличение числа электронов на внешнем энергетическом уровне при постоянном числе энергетических уровней (3) и возрастании заряда ядра атомов элементов. Это приводит к более сильному притяжению электронов к ядру и, как следствие, к изменению всех перечисленных свойств.

Вопросы и задания

1. Какие элементы и по каким признакам относятся к неметаллическим?

Ответ:

В отличие от металлов, неметаллов гораздо меньше, всего их насчитывается 22 элемента. К ним относятся: бор, углерод, кремний, азот, фосфор, мышьяк, кислород, сера, селен, теллур, водород, фтор, хлор, иод, бром, астат и благородные газы. Характерной особенностью неметаллов является большее (по сравнению с металлами) число электронов на внешнем энергетическом уровне их атомов, это определяет их большую способность к присоединению дополнительных электронов.

2. Какое место занимают элементы-неметаллы в Периодической системе?

Ответ:

Элементы-неметаллы расположены в правом верхнем углу Периодической системы, границы которого определяются условной диагональю, соединяющей знак бериллия и знак астата. Элементы-неметаллы занимают большую часть малых периодов и размещаясь в конце нечётных рядов больших периодов.

3. Назовите элементы-неметаллы, наиболее распространённые в земной коре, в атмосфере, составьте таблицу или диаграмму их распространённости.

Ответ:

Наиболее распространённые элементы-неметаллы в земной коре (по массе): кислород (49,13%), кремний (27,6%) и алюминий (7,45%). Наиболее распространённые элементы-неметаллы в атмосфере Земли (по объёму): азот (78,09%) и кислород (21%).

4. Высший оксид химического элемента с порядковым номером 17 в Периодической системе Д. И. Менделеева проявляет свойства:

1) основные;

2) амфотерные;

3) кислотные;

4) несолеобразующего оксида.

Ответ:

Элемент с порядковым номером 17 – хлор Cl, его высший оксид – Cl2O7, он проявляет кислотные свойства.

5. Химическому элементу, строение электронной оболочки которого 2ē8ē6ē, соответствует летучее водородное соединение типа:

1) H4R

2) H3R

3) H2R

4) HR

Ответ:

3) H2R Химическому элементу, строение электронной оболочки которого 2ē8ē6ē, не хватает 2ē до завершения третьего энергетического уровня, поэтому его водородное соединение H2R.

6. Общими признаками строения атомов химических элементов VА-группы Периодической системы Д. И. Менделеева являются:

1) одинаковый радиус атома

2) одинаковое число протонов в ядре атома

3) одинаковое число электронов в атоме

4) одинаковое число электронов на внешнем электронном слое

Ответ: 4) одинаковое число электронов на внешнем электронном слое.

Содержание