ЕГЭ • Задание 2

Задание 2 ЕГЭ по химии: Периодические свойства и как их не перепутать

Задание №2 проверяет ваше умение работать с таблицей Менделеева не просто как с красивой цветной табличкой, а как с мощнейшим инструментом предсказания. Знание периодического закона позволяет с закрытыми глазами сказать, кто у кого отберет электроны, и чей оксид образует более сильную кислоту.

Казалось бы, всё просто: выучи, куда указывают стрелочки. Но ежегодно множество абитуриентов теряют баллы на этом задании. Почему? Потому что они зубрят свойства по отдельности, не понимая, что все они — лишь следствие одного главного параметра.

В этой статье мы разберем всю суть Задания 2, свяжем все свойства воедино и научимся безошибочно располагать элементы в нужных порядках, избегая ловушек ЕГЭ.

1. Атомный радиус: Размер имеет значение

Начнем с самого фундаментального свойства — размера атома. Именно от того, насколько атом "пухлый" или "сжатый", зависят все его остальные химические привычки.

Размер атома зависит от двух борющихся друг с другом факторов:

Количество электронных слоев (уровней). Чем их больше (чем больше номер периода), тем "толще" атом. Электроны наслаиваются друг на друга, как слои луковицы.
Заряд ядра. Чем больше протонов в ядре (чем больше порядковый номер), тем сильнее этот "магнит" притягивает к себе электронные слои, сжимая атом.

Как изменяется атомный радиус?

По группе сверху внизУВЕЛИЧИВАЕТСЯ ↑

(Добавляются новые "этажи" - слои)

По периоду слева направоУМЕНЬШАЕТСЯ ↓

(Ядро становится сильнее и "сжимает" слои)

Лайфхак для ЕГЭ

Самый большой атом в школьном курсе — Франций (Fr) (слева внизу).
Самый маленький (из значимых) — Фтор (F) (справа вверху, если не считать инертные газы).
Всё, что находится ближе к Францию — большое. Всё, что ближе к Фтору — маленькое.

Частый вопрос учеников: "А как меняются радиусы ионов по сравнению с атомами?"
Логика проста: если атом отдает электроны (превращается в положительный катион, например \(\mathrm{Na}^+\)), он теряет внешний слой и становится меньше. Если атом принимает электроны (превращается в отрицательный анион, например \(\mathrm{Cl}^-\)), они сильнее отталкиваются друг от друга, и радиус становится больше.

2. Электроотрицательность (ЭО): Король Фтор

Что это такое?

Электроотрицательность — это способность атома перетягивать на себя общие электронные пары в химической связи. Проще говоря, это химическая "жадность".

Запомните: чем меньше атом, тем ближе его валентные электроны находятся к положительно заряженному ядру, и тем сильнее он их держит (и чужие тоже тянет на себя).

Абсолютный чемпион по "жадности" во всей Вселенной — это Фтор (F). Он маленький и имеет огромный заряд ядра для своего размера. Он отбирает электроны у всех, даже у кислорода!

Электроотрицательность УСИЛИВАЕТСЯ к ФТОРУ (вправо и вверх)

Осторожно: Ловушка с инертными газами

На ЕГЭ в заданиях на электроотрицательность инертные газы (He, Ne, Ar...) мы выкидываем из таблицы! Их внешний уровень полностью завершен, они не образуют обычных связей и обладают "нулевой" электроотрицательностью в рамках школьной программы. Фтор — самый крайний правый верхний элемент с ЭО.

3. Металлические и неметаллические свойства

Эти свойства являются прямым следствием атомного радиуса и электроотрицательности.

Металлические свойства (и восстановительные) — это способность отдавать электроны. Кто отдает легче всего? Огромные, "распухшие" атомы, у которых ядро далеко и слабо держит внешние слои. Поэтому самые сильные металлы и восстановители находятся там же, где самый большой радиус — слева внизу (ближе к Францию).
Неметаллические свойства (и окислительные) — это способность принимать электроны. Их проявляют маленькие "жадные" атомы. Самые сильные неметаллы и окислители находятся справа вверху (ближе к Фтору).

Таким образом, всё движется по диагоналям. От Франция к Фтору усиливаются неметаллические свойства и окислительная способность. От Фтора к Францию усиливаются металлические свойства и восстановительная способность.

4. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов

Это классика Задания 2. От вас могут потребовать расположить элементы в порядке возрастания кислотных свойств их высших оксидов.

Здесь работает железобетонное правило: каков элемент, таково и соединение.

Чем ярче выражены неметаллические свойства элемента, тем сильнее кислотные свойства его высшего оксида и летучего водородного соединения. Усиливаются вправо и вверх.
Чем ярче выражены металлические свойства элемента, тем сильнее основные свойства его оксида и гидроксида. Усиливаются влево и вниз.

Важно помнить

Кислотные свойства высших оксидов (\(\mathrm{EO_{x}}\)) и гидроксидов (\(\mathrm{H_{n}EO_{m}}\)) усиливаются в периоде слева направо. Например: \(\mathrm{H_{3}PO_{4}} < \mathrm{H_{2}SO_{4}} < \mathrm{HClO_{4}}\). Хлорная кислота (\(\mathrm{HClO_{4}}\)) — самая сильная из этого ряда, так как Хлор правее всех.

5. Разбор реального Задания 2

Давайте применим наши знания на практике.

Практическая задача из банка ФИПИ

Разбор решения

Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе Д.И. Менделеева находятся в одном периоде.

Расположите выбранные элементы в порядке усиления кислотных свойств их высших оксидов.

Ряд элементов: 1) Al 2) Na 3) C 4) Si 5) Mg

Решение (Шаг за шагом):

Шаг 1. Найдём элементы, находящиеся в одном периоде. Смотрим в таблицу Менделеева: Углерод (С) находится во 2 периоде. А вот Натрий (Na), Магний (Mg), Алюминий (Al) и Кремний (Si) находятся в 3 периоде. Нам нужно выбрать три, но их тут четыре. Стоп, читаем еще раз. Из предложенных: Na(1), Mg(2), Al(3), Si(4). В ряду даны: 1) Al, 2) Na, 4) Si, 5) Mg. Углерод (C) — лишний.

Итак, наши элементы: Na, Mg, Al, Si. (Их номера в списке: 2, 5, 1, 4).

Шаг 2. Вспоминаем правило для кислотных свойств высших оксидов. Кислотные свойства усиливаются с усилением неметаллических свойств, то есть слева направо по периоду (к фтору).

Шаг 3. Располагаем элементы слева направо, как они идут в периоде:

Слева находится Натрий (Na) — типичный металл, его оксид \(\mathrm{Na_2O}\) (основной).
Далее идет Магний (Mg) — его оксид \(\mathrm{MgO}\) (основной, но слабее натриевого).
Затем Алюминий (Al) — его оксид \(\mathrm{Al_2O_3}\) (амфотерный).
Справа Кремний (Si) — неметалл, его оксид \(\mathrm{SiO_2}\) (кислотный).

Порядок усиления кислотных свойств: Na → Mg → Al → Si.

Теперь записываем номера из условия: Na (2) → Mg (5) → Al (1) → Si (4). Из них любые три подряд, если бы просили. Но в задании обычно просят 3 элемента, а тут 4 в периоде. В реальном ЕГЭ будет ровно 3 нужных элемента. Допустим, мы берем Na, Mg, Si. Тогда порядок 2, 5, 4.

Важный вывод: Амфотерные оксиды обладают более сильными кислотными свойствами, чем основные, но более слабыми, чем истинно кислотные.

Интерактивный тест для закрепления

Мини-тренажер: Свойства элементов

Давайте проверим вашу внимательность!

1. Какой из перечисленных элементов обладает наибольшей электроотрицательностью?

Правильно! Фтор — самый электроотрицательный элемент. У Неона (инертного газа) внешний уровень завершен, его ЭО мы считаем нулевой в рамках ЕГЭ.

2. В каком ряду элементы расположены в порядке УСИЛЕНИЯ металлических свойств?

Верно! Металлические свойства усиливаются при движении влево и вниз (к Францию). В ряду P (Фосфор) → Si (Кремний) → Al (Алюминий) мы движемся по 3 периоду справа налево, следовательно, металлические свойства растут.

3. У какого элемента атомный радиус БОЛЬШЕ?

Отлично! Радиус растет вниз по группе (из-за прибавления новых слоев). У Мышьяка (As) 4 энергетических уровня, в то время как у Серы и Хлора их 3, а у Углерода — 2. Поэтому Мышьяк самый большой из предложенных.

0 / 3

Отличная работа! Теперь Задание 2 у вас в кармане.