Атомы и молекулы. Оценка химического элемента по его положению в ПСХЭ
Тема кодификатора ОГЭ: Строение электронных оболочек атомов. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Закономерности изменения свойств элементов.
1. Строение Периодической системы (ПСХЭ)
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева — это таблица, в которой химические элементы расположены в порядке возрастания заряда ядра (порядкового номера). Она имеет четкую структуру, состоящую из периодов и групп.
Период — это горизонтальный ряд химических элементов. Номер периода совпадает с количеством энергетических (электронных) уровней атома.
- Малые периоды: 1, 2 и 3 (состоят из одного ряда элементов).
- Большие периоды: 4, 5, 6 и 7 (состоят из двух рядов).
Группа — это вертикальный столбец элементов, обладающих сходными химическими свойствами. Номер группы обычно совпадает с количеством электронов на внешнем уровне (для элементов главных подгрупп).
Каждая группа делится на две подгруппы: главную (А) и побочную (Б). В ОГЭ чаще всего встречаются элементы главных подгрупп первых четырёх периодов.
2. Закономерности изменения свойств элементов
В 6 задании ОГЭ часто требуется выбрать два общих признака для пары элементов. Как правило, эти элементы находятся либо в одном периоде, либо в одной группе. Поэтому важно знать, как меняются их характеристики.
3. Радиус атома и Электроотрицательность
Радиус атома и электроотрицательность — ключевые понятия, определяющие химическое поведение элемента.
| Свойство | В периоде (слева направо →) | В группе (сверху вниз ↓) |
|---|---|---|
| Заряд ядра атома | Увеличивается | Увеличивается |
| Число электронных слоёв (уровней) | Не изменяется | Увеличивается |
| Число электронов на внешнем уровне | Увеличивается | Не изменяется |
| Радиус атома | Уменьшается (электроны сильнее притягиваются к ядру) | Увеличивается (растёт число слоёв) |
| Электроотрицательность (ЭО) | Увеличивается | Уменьшается |
Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе электроны других атомов. Самый электроотрицательный элемент — фтор (F).
4. Металлические и неметаллические свойства
Металлические свойства связаны со способностью атома отдавать электроны, а неметаллические — принимать.
- Металлические свойства (и восстановительная способность) усиливаются: сверху вниз по группе и справа налево по периоду (к Францию, Fr).
- Неметаллические свойства (и окислительная способность) усиливаются: снизу вверх по группе и слева направо по периоду (к Фтору, F).
5. Разбор типовых заданий
Для успешного решения 6 задания ОГЭ нужно посмотреть, где находятся два указанных элемента в таблице Менделеева, и найти для них общие или различные признаки.
Пример 1: Элементы одного периода
Какие два утверждения верны для углерода и кислорода?
- Электроны в атоме расположены на трех электронных слоях.
- Соответствующее простое вещество существует в виде двухатомных молекул.
- Химический элемент относится к неметаллам.
- Значение электроотрицательности меньше, чем у фтора.
- Внешний энергетический уровень атома завершен.
Разбор:
Сначала находим элементы в ПСХЭ: Углерод (C) — 2 период, IVA группа; Кислород (O) — 2 период, VIA группа.
1. Неверно. Оба находятся во втором периоде, значит слоёв — два.
2. Неверно. Кислород — O₂, углерод образует алмаз, графит и т.д. (не O₂-подобные).
3. Верно. Оба элемента находятся в правом верхнем углу таблицы и являются неметаллами.
4. Верно. Фтор — самый электроотрицательный элемент, значит у любого другого (включая C и O) ЭО меньше.
5. Неверно. Завершенный уровень у благородных газов (неон).
Ответ: 3, 4.
Пример 2: Элементы одной группы
Какие два утверждения верны для магния и кальция?
- В атоме три электронных слоя.
- На внешнем энергетическом уровне находятся два электрона.
- Радиус атома больше, чем у натрия.
- Простое вещество является металлом.
- Высшая степень окисления равна +3.
Разбор:
Магний (Mg) — 3 период, IIA группа. Кальций (Ca) — 4 период, IIA группа. Они находятся в одной группе.
1. Неверно. У магния 3 слоя (3 период), у кальция — 4 слоя (4 период). Это не общее свойство.
2. Верно. Оба в IIA группе, значит у обоих по 2 электрона на внешнем уровне.
3. Неверно. У Mg радиус меньше, чем у Na (т.к. Na левее). У Ca радиус больше, но это не общее для обоих (относительно Na).
4. Верно. Mg и Ca — щелочноземельные металлы.
5. Неверно. Номер группы равен 2, значит высшая степень окисления +2.
Ответ: 2, 4.