πЕГЭ · ИИ-репетитор12 предметов · задания ФИПИ
Главная → Химия → Курс теории → №2

№2. Периодический закон: как меняются свойства элементов по периоду и группе

Задание №2 — это задание на сравнение: нужно расставить элементы по усилению металлических или неметаллических свойств. Достаточно помнить два направления изменений и одно ограничение: сравнивать свойства можно только у элементов одного периода или одной подгруппы.

Периодический закон в современной формулировке звучит так: свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома, то есть от порядкового номера. Наглядная форма закона — таблица Менделеева. Период — горизонтальный ряд, который начинается щелочным металлом; номер периода равен числу электронных слоёв в атоме. Группа — вертикальный столбец: главную подгруппу (A) образуют s- и p-элементы, побочную (B) — d-элементы.

по периоду слева направо: заряд ядра ↑, число слоёв постоянно, радиус ↓, электроотрицательность ↑, неметаллические свойства ↑ · по главной подгруппе сверху вниз: число слоёв ↑, радиус ↑, электроотрицательность ↓, металлические свойства ↑

ХарактеристикаПо периоду слева направоПо главной подгруппе сверху вниз
Заряд ядра и число электроновувеличиваютсяувеличиваются
Число электронных слоёвне меняетсяувеличивается
Радиус атомауменьшаетсяувеличивается
Электроотрицательностьувеличиваетсяуменьшается
Металлические свойстваослабеваютусиливаются
Неметаллические свойстваусиливаютсяослабевают
Высшая степень окислениярастёт от +1 до +7 и равна номеру группыне меняется и равна номеру группы
Характер высших оксидов и гидроксидовот основных через амфотерные к кислотнымосновные свойства усиливаются

Почему так происходит? Металлические свойства — это способность атома отдавать электроны, неметаллические — способность принимать их. Чем больше заряд ядра и чем меньше радиус, тем сильнее ядро притягивает валентные электроны: отдавать их становится труднее, а принимать легче. Поэтому в периоде слева направо металлические свойства слабеют. В группе сверху вниз добавляется новый электронный слой, валентные электроны удаляются от ядра и отрываются легче, поэтому металлические свойства усиливаются. Сравни: литий реагирует с водой спокойно, а калий — бурно, со вспышкой.

Na (I группа) → Mg (II) → Al (III) → Si (IV) → P (V) → S (VI) → Cl (VII): металлические свойства ослабевают, неметаллические усиливаются

Отдельная тема задания — высшие оксиды и гидроксиды. Формула высшего оксида определяется номером группы: элемент I группы даёт Э2O, II группы — ЭO, III — Э2O3, IV — ЭO2, V — Э2O5, VI — ЭO3, VII — Э2O7. Формула высшего гидроксида тоже связана с группой, а его характер меняется по периоду: у натрия основание, у магния основание послабее, у алюминия амфотерный гидроксид, дальше идут кислоты, причём их сила растёт.

Na2O → MgO → Al2O3 → SiO2 → P2O5 → SO3 → Cl2O7

NaOH (сильное основание) → Mg(OH)2 (основание) → Al(OH)3 (амфотерный) → H2SiO3 (слабая кислота) → H3PO4 → H2SO4 → HClO4 (сильная кислота)

Как устроено само задание. Дан ряд из пяти элементов, и нужно выбрать три, стоящие в одном периоде, а затем расставить их по усилению того или иного признака. Ограничение здесь принципиальное: свойства элементов разных периодов напрямую не сравнивают, поэтому сначала отбираем тройку по строке таблицы, а уже потом упорядочиваем её. Если сравнивать нужно по группе, наоборот, отбирают элементы одного столбца.

Типичные ошибки. 1) Сравнивают элементы разных периодов: в ответ попадают элементы, которые по строке таблицы рядом не стоят, и задание теряет смысл. 2) Путают направление: в периоде металлические свойства усиливаются справа налево, а не слева направо. 3) Считают, что радиус атома растёт вместе с зарядом ядра: по периоду радиус как раз уменьшается. 4) Путают высшую степень окисления с номером периода: высшая степень окисления у элементов главных подгрупп равна номеру группы. 5) Забывают, что у d-элементов побочных подгрупп закономерности другие, а в задании почти всегда речь о главных подгруппах. 6) Записывают элементы в произвольном порядке: в задании на последовательность проверяется и порядок цифр.

Проверь себя

  1. Почему в периоде слева направо радиус атома уменьшается, хотя число электронов растёт?
  2. Как по номеру группы определить формулу высшего оксида элемента III группы и характер этого оксида?
  3. Почему у калия металлические свойства выражены сильнее, чем у лития, хотя оба стоят в I группе?
  4. Как изменяется сила высших гидроксидов в ряду NaOH → Mg(OH)2 → Al(OH)3 → H2SO4 → HClO4 и почему?
  5. В ряду K, Ca, Br, Li, Ba выбери три элемента одного периода и объясни, почему оставшиеся два в ответ попасть не могут.

Показательные решения

Разбор из банка: усиление металлических свойств в периоде
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов. 1. Na. 2. K. 3. Si. 4. Mg. 5. C. Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду. Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева находятся в одном периоде. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их металлических свойств. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Решение по шагам
  1. Нужно расположить три элемента в порядке усиления металлических свойств, выбрав их из ряда пяти предложенных.
  2. Сначала определяем период каждого элемента: сравнивать свойства можно только у элементов одной строки таблицы Менделеева.
  3. В ряду есть элементы третьего периода — кремний, магний и натрий; остальные элементы стоят в других строках и в ответ не войдут.
  4. В периоде металлические свойства усиливаются справа налево, то есть при движении от большей группы к меньшей: кремний (IV группа), магний (II группа), натрий (I группа).
  5. Проверяем по свойствам: натрий — щелочной металл, магний — щёлочноземельный металл, а кремний неметалл, значит порядок действительно отражает усиление металлических свойств.
  6. Ответ: 341 — Si, Mg, Na.

Ответ: 341

Официальное решение из банка ФИПИ

Металлические свойства усиливаются по периоду справа налево: Si, Mg и Na. Ответ: 341.

Разбор из банка: усиление неметаллических свойств
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов. 1. Be. 2. Mg. 3. Si. 4. Cl. 5. F. Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду. Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева находятся в одном периоде. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их неметаллических свойств. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Решение по шагам
  1. Требуется расставить три элемента в порядке усиления неметаллических свойств.
  2. Отбираем элементы одного периода: магний, кремний и хлор стоят в третьем периоде, а элементы второго периода в тройку не входят.
  3. Неметаллические свойства в периоде усиливаются слева направо, то есть от I группы к VII: магний (II группа) — самый слабый по этому признаку, затем кремний (IV группа), затем хлор (VII группа).
  4. Проверка по высшим оксидам: MgO — основный оксид, SiO2 — слабый кислотный, Cl2O7 — сильный кислотный; значит, неметаллические свойства растут именно в этом порядке.
  5. Ответ: 234 — Mg, Si, Cl.

Ответ: 234

Официальное решение из банка ФИПИ

В одном периоде находятся Mg, Si, Cl. Неметаллические свойства усиливаются по периоду слева направо: Mg, Si и Cl. Ответ: 234.

Разбор из банка: сначала тройка одного периода, потом порядок
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов. 1. K. 2. Br. 3. Li. 4. Ca. 5. Ba. Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду. Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева находятся в одном периоде. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их металлических свойств. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Решение по шагам
  1. В ряду пять элементов, но сравнивать можно только элементы одного периода, поэтому определяем периоды для лития, калия, кальция, брома и бария.
  2. Литий и барий стоят в других периодах, значит в тройку входят калий, кальций и бром — все элементы четвёртого периода.
  3. Спрашивают усиление металлических свойств, поэтому расставляем тройку справа налево по таблице: бром (VII группа), кальций (II группа), калий (I группа).
  4. Проверяем по химии: бром — неметалл, кальций и калий — металлы, причём калий активнее кальция и реагирует с водой уже при обычных условиях.
  5. Ответ: 241 — Br, Ca, K.

Ответ: 241

Официальное решение из банка ФИПИ

В одном периоде находятся K, Ca, Br. Металлические свойства усиливаются по периоду справа налево: Br, Ca, K. Ответ: 241.

Открыть раздел в тренажёре

← Все разделы курса по химии · Решать задания №2