Теория:
Рассмотрим закономерности изменения строения атома и свойств химических элементов в группах \(A\) (главных подгруппах).
Строение атома
С возрастанием порядкового номера химического элемента в группе \(A\) (сверху вниз):
- увеличивается заряд ядра атома;
- увеличивается число электронных слоёв в электронной оболочке;
- не изменяется число электронов на внешнем уровне (оно равно номеру группы);
- из-за увеличения числа электронных слоёв радиус атома увеличивается.
Свойства химических элементов
Определим, как с возрастанием заряда ядра изменяются свойства химических элементов.
В группе \(A\) уменьшаются:
- электроотрицательность;
- способность принимать электроны от атомов других элементов (окислительные свойства);
- неметаллические свойства.
В группе \(A\) возрастают:
- способность атомов отдавать электроны (восстановительные свойства);
- металлические свойства.
В группе \(A\) не изменяются:
- высшие степени окисления (для большинства элементов численно равны номеру группы);
- низшие степени окисления (для неметаллов равны вычитанию \(8\) из номера группы).
Элемент | ||||||||
Внешний слой | ||||||||
Высшая степень окисления | \(+1\) | \(+2\) | \(+3\) | \(+4\) | \(+5\) | \(+6\) | \(+7\) | — |
Низшая степень окисления | — | — | — | \(-4\) | \(-3\) | \(-2\) | \(-1\) | — |
Свойства соединений
- Высшие оксиды имеют одинаковый состав.
- Основные свойства высших оксидов и гидроксидов усиливаются.
- Кислотные свойства высших оксидов и гидроксидов ослабевают.
- Водородные соединения имеют одинаковый состав.
Свойства соединений металлов группы
Высший оксид | Характер оксида | Высший гидроксид | Характер гидроксида | Водородное соединение | Свойства водородного соединения |
амфотерный | амфотерный гидроксид | гидрид, твёрдое вещество | |||
основный | слабое основание | гидрид, твёрдое вещество | |||
основный | сильное основание | гидрид, твёрдое вещество | |||
основный | сильное основание | гидрид, твёрдое вещество |
Оксиды и гидроксиды металлов группы имеют одинаковый состав и . Их свойства изменяются от амфотерных до сильных основных. В соединениях с водородом степень окисления элементов \(+2\); образуются твёрдые гидриды.
Свойства соединений неметаллов группы
Высший оксид | Характер оксида | Высший гидроксид | Характер гидроксида | Водородное соединение | Свойства водородного соединения |
— | — | — | — | жидкость | |
кислотный | сильная кислота | газообразное вещество | |||
кислотный | сильная кислота | газообразное вещество | |||
кислотный | слабая кислота | газообразное вещество |
Оксиды и гидроксиды неметаллов группы проявляют кислотные свойства; эти свойства в группе ослабевают. В водородных соединениях степень окисления элементов отрицательная (\(-2\)); соединения имеют молекулярное строение, они летучие.