Химия. 11 класс

Периодичность в изменении свойств простых и сложных веществ

При делении химических элементов на металлы и неметаллы используют критерии, связанные со свойствами образуемых ими простых и сложных веществ (табл. 8).

Таблица 8. Отличительные признаки металлов и неметаллов

Строение и свойства	Металлы	Неметаллы
Строение и свойства атомов	При взаимодействии с неметаллами отдают им свои электроны	При взаимодействии с металлами притягивают к себе их электроны
	На внешнем электронном слое содержится, как правило, 1–3 электрона	На внешнем электронном слое содержится 4–8 электронов, кроме атомов В, He и H
	Имеют низкие значения электроотрицательности	Имеют высокие значения электроотрицательности
Физические свойства простых веществ	Высокая электро- и теплопроводность простых веществ. Электропроводность снижается с ростом температуры	Теплоизоляционные свойства простых веществ высокие. Низкая электропроводность
	Пластичность простых веществ	Хрупкость простых веществ
Общие свойства соединений	В водных растворах солей преимущественно существуют в виде катионов	В водных растворах солей существуют в составе анионов
	Образуют преимущественно основные и амфотерные оксиды	Образуют кислотные оксиды
	Образуют сильные и слабые основания	Образуют сильные и слабые кислоты

Проявление металлических свойств простыми веществами связано со способностью атомов, имеющих низкие значения электроотрицательности, терять электроны. В периодах с уменьшением размеров атомов электроотрицательность растёт, ослабевают металлические и восстановительные свойства простых веществ. Периоды начинаются щелочными металлами, а заканчиваются неметаллами — благородными газами. В группах с увеличением радиуса атома электроотрицательность уменьшается, усиливаются металлические и восстановительные свойства простых веществ, соответственно, неметаллические и окислительные — ослабевают.

Ослабление металлических свойств по периоду выражается ещё и в том, что у оксидов и гидроксидов элементов основные свойства постепенно ослабевают и переходят в амфотерные, а далее нарастают кислотные свойства (табл. 9). Атомы с наиболее высокими значениями электроотрицательности образуют кислоты.

Таблица 9. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов элементов третьего периода

Параметры сравнения	Группа
	I	II	III	IV	V	VI	VII
Высшая степень окисления	+1	+2	+3	+4	+5	+6	+7
Высший оксид и его свойства	Na2O	MgO	Al2O3	SiO2	P2O5	SO3	Cl2O7
	Основные оксиды		Амфотерный оксид	Кислотные оксиды
Гидроксид и его свойства	NaOH	Mg(OH)2	Al(OH)3	H2SiO3	H3PO4	H2SO4	HClO4
	Основания		Амфотерный гидроксид	Очень слабая кислота	Слабая кислота	Сильная кислота	Очень сильная кислота
Водородные соединения (гидриды)	NaH	MgH2	AlH3	SiH4	PH3	H2S	HCl
	Нелетучие водородные соединения металлов			Летучие водородные соединения неметаллов

При одинаковом значении степеней окисления атомов основные свойства гидроксидов (и оксидов) возрастают с увеличением размера атомов и уменьшением их электроотрицательности, так как ослабевает взаимодействие катионов металлов с гидроксид-ионами. Поэтому сила оснований возрастает по группам периодической системы.

В группах с увеличением радиусов атомов элементов кислотные свойства оксидов и гидроксидов постепенно ослабевают (табл. 10).

Следует отметить, что водородные соединения металлов — твёрдые вещества, а неметаллов — как правило, газообразные вещества.

Таблица 10. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов некоторых элементов IIA-группы

Период	Группа IIA
	Элемент	Высший оксид и его свойства	Гидроксид и его свойства
2	Be	ВеО — амфотерный оксид	Be(OH)2 — амфотерный гидроксид
3	Mg	MgO — основный оксид	Mg(OH)2 — основание
4	Ca	CaO — основный оксид	Ca(OH)2 — сильное основание
5	Sr	SrO — основный оксид	Sr(OH)2 — сильное основание