15.03.2022
Закономірності зміни властивостей атомів періодичної системи. Закономірності зміни хімічних властивостей елементів та їх сполук за періодами та групами
1. Що вивчає інформатика?
інформація нематеріальна
обробляти.
запах
звук
мова людини
смак
фотографії
шифрування
передача інформації
збереження даних
сортування списку
пошук у базі даних
6. Що таке кодування?
засіб пошуку інформації
спотворення інформації
зміна виду інформації
Тест на тему: «Інформація та інформаційні процеси»
1. Що вивчає інформатика?
будь-які процеси та явища, пов'язані з інформацією
програмування для комп'ютерів
взаємозв'язок явищ у природі
комп'ютерні технології
математичні методи розв'язання задач
2. Позначте всі правильні висловлювання.
інформація нематеріальна
інформація - це відображення реального світу
інформація характеризує різноманітність
при отриманні інформації зменшується невизначеність знань
існує суворе визначення інформації
3. Позначте види інформації, які комп'ютер поки що не вміє
обробляти.
запах
звук
мова людини
смак
фотографії
4. Виберіть процеси, які можна назвати обробкою інформації.
шифрування
передача інформації
збереження даних
сортування списку
пошук у базі даних
5. Позначте всі правильні висловлювання.
інформація може існувати лише разом із носієм
зберігання інформації - це один із інформаційних процесів
для того, щоб отримати інформацію з повідомлення, людина використовує знання
обробка інформації - це зміна її змісту
при записі інформації змінюються властивості носія
6. Що таке кодування?
засіб пошуку інформації
запис інформації в іншій системі знаків
спотворення інформації
зміна виду інформації
зміна кількості інформації
вибір потрібних елементів
зміна порядку елементів
видалення непотрібних елементів
передачі інформації?
принципи?
_______________________________________________________________
вирішення деяких завдань?
_______________________________________________________________
собі?
_______________________________________________________________
системах?
_______________________________________________________________
7. Яка фраза може бути визначенням сортування?
вибір потрібних елементів
розміщення елементів списку в заданому порядку
розміщення рядків за абеткою
зміна порядку елементів
видалення непотрібних елементів
8. Як називається зміна властивостей носія, що використовується
передачі інформації?
_______________________________________________________________
9. Як називаються знання, які є фактами, законами,
принципи?
_______________________________________________________________
10. Як називаються знання, які є алгоритмами
вирішення деяких завдань?
_______________________________________________________________
11. Як називають уявлення людини про природу, суспільство і саму
собі?
_______________________________________________________________
12. Позначте всі правильні висловлювання.
отримана інформація залежить від знань отримувача
отримана інформація залежить лише від прийнятого повідомлення
здобуття інформації завжди збільшує знання
знання збільшуються лише тоді, коли отримана інформація частково відома
та сама інформація може бути представлена в різних формах
13. Як називають інформацію, зафіксовану (закодовану) у
деякою формою, зокрема, у комп'ютерних інформаційних
системах?
_______________________________________________________________
Відповідь:
1
2
3
4
5
6
7
а, б, г
а Б В Г
а, г
а, г, д
а, в, д
б, г
8
9
10
11
12
13
сигнал
декларативні
процедурні
знання
а, г, д
Одним з найважливіших законів природи є періодичний закон, відкритий в 1869 р. Менделєєвим, який він сформулював так: "Властивості простих речовин, а також форми та властивості сполук перебувають у періодичній залежності від атомних ваг елементів".
З розвитком квантової хімії періодичний закон отримав суворе теоретичне обґрунтування, а з ним і нове формулювання: "Властивості простих речовин, а також форми та властивості сполук елементів перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їхніх атомів".
До Менделєєва багато хто намагався систематизувати елементи, найближче підійшов Майєр (Німеччина). У 1864 р. у своїй книзі він навів таблицю, в якій елементи були розташовані в порядку зростання їх атомних мас, але в цю таблицю Майєр помістив всього 27 елементів, менше половини, відомих на той час. Заслуга Менделєєва, що у його таблиці знайшлося місце як усім відомим елементам, але залишили порожні місця ще не відкритих елементів (екабор – Sc, экаалюминий – Ga, экасилиций – Ge).
З погляду електронної будови атома:
Періодомназивають горизонтальну послідовність елементів, що починається з лужного металу і закінчується благородним газом тим самим максимальним значенням головного квантового числа, що дорівнює номеру періоду.
Число елементів у періоді визначається ємністю підрівнів.
Групоюелементів називають вертикальну сукупність елементів, що володіє однотипною електронною конфігурацією та певною хімічною подібністю. Номер групи (за винятком I, II, VIII побічних підгруп) дорівнює сумі валентних електронів.
Крім розподілу за періодами (визначуване основним квантовим числом) існує розподіл на сімейства, Яке визначається орбітальним квантовим числом. Якщо елемент заповнюється s-підрівень, то s-сімейство або s-елемент; p-підрівень – p-елемент; d-підрівень – d-елемент; f-підрівень – f-елемент.
У короткоперіодній формі періодичної системи 8 груп, кожна з яких поділяється на головну та побічну підгрупи. I та II головні підгрупи заповнюються s-елементами; III-VIII основні підгрупи – р-елементами. d-елементи перебувають у побічних підгрупах. f-елементи винесені до окремих груп.
Таким чином, кожен елемент у періодичній системі елементів займає строго певне місце, яке відзначається порядковим номером і пов'язане із будовою електронних оболонок атома.
1.2.1. Закономірності зміни властивостей елементів та їх сполук за періодами та групами
Експериментальними дослідженнями було встановлено залежність хімічних і фізичних властивостей елементів від своїх становища у періодичної системі.
Енергією іонізаціїназивається енергія, яку треба витратити для відриву та видалення електрона від атома, іона чи молекули . Вона виявляється у Дж чи еВ (1эВ=1,6 . 10 -19 Дж).
Енергія іонізації є мірою відновлювальної здатностіатома. Чим нижче значення енергії іонізації, тим вища відновна здатність атома. Атоми, втрачаючи електрон, перетворюються на позитивно заряджені іони.
Спорідненість до електронаназивається енергія, яка виділяється при приєднанні електрона до атома, молекули або радикалу.
Енергія спорідненості з електроном атомів закономірно змінюється відповідно до характеру електронних структур атомів елементів. У періодах зліва направо спорідненість до електрона та окисні властивості елементів зростають.У групах зверху вниз спорідненість до електрона, як правило, зменшується.
Галогени відрізняються найвищим спорідненістю до електрону, т.к. приєднуючи один електрон до нейтрального атома, вона набуває закінченої електронної конфігурації благородного газу.
Характеристика у тому, який із атомів легше віддає чи приєднує електрон, називається електронегативністюяка дорівнює напівсумі енергії іонізації та спорідненості до електрона.
Електронегативність зростає в напрямку зліва направо для елементів кожного періоду і зменшується в напрямку зверху вниз для елементів однієї групи ПС.
Атомні та іонні радіуси
Атоми та іони не мають чітко визначених меж внаслідок хвильової природи електронів. Тому визначають умовні радіуси атомів та іонів, пов'язаних один з одним хімічним зв'язком у кристалах.
Радіуси атомів металів у періодах із зростанням порядкового номера елементів зменшуються, т.к. при однаковій кількості електронних верств зростає заряд ядра, отже, і тяжіння їм електронів.
У межах кожної групи елементів, як правило, радіуси атомів збільшуються зверху донизу, т.к. зростає кількість енергетичних рівнів. Радіуси іонів також знаходяться в періодичній залежності від порядкового номера елемента.
приклад.Як змінюються розміри атомів усередині періоду при переході від одного періоду до іншого і в межах однієї групи? Які елементи мають мінімальне та максимальне значення розміру атома?
Усередині періоду (зліва направо) розміри атомів зменшуються, т.к. збільшується заряд ядра та електрони сильніше притягуються до ядра. У основних підгрупах обсяги атомів збільшуються, т.к. збільшується кількість електронних верств. У побічних підгрупах такі зміни менш помітні, за рахунок d-стиснення, а при переході з V в VI період відбувається навіть зменшення зменшення розмірів атомів за рахунок f-стиснення.
Згідно з цими правилами мінімальне значення розміру атома має гелій, а максимальне – цезій. Францій немає довгоживучих ізотопів (природний ізотоп радіоактивний, період напіврозпаду 21 хвилина).
Метали та неметали.Розподіл елементів та простих речовин на метали та неметали певною мірою умовно.
За фізичними властивостями метали характеризуються високою теплопровідністю та електричною провідністю, негативним температурним коефіцієнтом провідності, специфічним металевим блиском, ковкістю, пластичністю тощо.
За хімічними властивостями метали характеризуються основними властивостями оксидів та гідроксидів та відновними властивостями.
Подібні відмінності у властивостях простих речовин пов'язані з характером хімічного зв'язку за її утворення. Металевий зв'язок у металах утворюється при дефіциті валентних електронів, а ковалентний у неметаллах за їх достатньої кількості. Виходячи з цього, можна провести вертикальну межу між елементами IIIA та IV груп. Ліворуч – елементи з дефіцитом валентних електронів, праворуч – з надлишком. Це межа Цинтля.
приклад.Чим відрізняються типові метали від неметалів? Чому та як змінюються металеві властивості зі збільшенням порядкового номера елементів?
У періодичній системі елементів переважно знаходяться метали, неметалів небагато (всього 22). До металів відносяться всі s-елементи. Це з наявністю вони малого числа валентних електронів (1 чи 2), внаслідок цього дефіциту електронів утворюється металева зв'язок.
Всі d-і f-елементи теж є металами. При утворенні хімічних зв'язків як валентні електрони у атомів d-елементів виступають s-електрони зовнішнього енергетичного рівня і частина або всі d-електрони передостаннього рівня, причому d-електрони беруть участь в утворенні хімічних зв'язків лише після того, як будуть пов'язані всі зовнішні s- електрони. Крім того, легкість видалення s-електронів сприяє ефект екранування заряду ядра. Він полягає у зменшенні впливу на електрон позитивного заряду ядра через наявність між електроном, що розглядається, і ядром інших електронів (це d - або f -електрони).
У р-елементів відбувається конкуренція між збільшенням числа валентних електронів (неметалічні властивості) та екрануванням заряду ядра (підсилюються металеві властивості). У зв'язку з цим у р-елементів підгрупою зверху вниз збільшується стійкість нижчих ступенів окислення.
По періоду праворуч наліво збільшуються неметалеві властивості атомів, рахунок збільшення заряду ядра атома і проблеми віддачі електронів. По підгрупі зверху вниз збільшуються металеві властивості, оскільки слабшає зв'язок зовнішніх електронів з ядром.
Властивості сполук поділяються на кислотно-основні та окислювально-відновні. Періодична система елементів добре пояснює ці закономірності. Розглянемо це з прикладу гидроксидов.
Якщо елемент має ступінь окислення маленьку (+1 або +2), наприклад Na-O-H, то зв'язок Na-O менш міцна, ніж O-H і розрив зв'язку відбувається по менш міцного зв'язку.
Na-O-H Na + + OH - . З'єднання має основні властивості.
Якщо ступінь окислення елемента більша (від +5 до +7), то зв'язок елемент – кисень міцніший, ніж зв'язок О-Ні з'єднання має кислотні властивості. В азотній кислоті ступінь окиснення азоту більша (+5).
H + + NO 3 -
З'єднання ступеня окислення +3 і +4 виявляють амфотерні властивості, тобто. залежно від партнера з реакції можуть виявляти як кислотні, і основні властивості. Але є винятки Zn +2 Be +2 Sn +2 Pb +2 Ge +2 мають ступінь окислення +2 але є амфотерними сполуками.
За періодомправоруч ліворуч збільшується вищий ступінь окислення, що дорівнює номеру групи, тому збільшуються неметалічні та кислотні властивості.
За підгрупоюзверху вниз збільшуються металеві та основні властивості, т.к. збільшується розмір атома та зв'язок із сусіднім атомом послаблюється .
Таким чином, періодична система дозволяє проаналізувати становище простих речовин у зв'язку з особливостями їх властивостей (метали, неметали).
Періодичний закон Менделєєва дає можливість визначати і властивості простих речовин. хімічних сполук. Вперше передбачення властивостей було здійснено самим Менделєєвим. Він розрахував властивості і тих елементів, які ще були відкриті.
Закономірності зміни хімічних властивостей елементів та їх сполук за періодами та групами
Перелічимо закономірності зміни властивостей, що виявляються в межах періодів:
- Металеві властивості зменшуються;
- Неметалічні властивості посилюються;
- Ступінь окислення елементів в вищих оксидахзростає від $+1$ до $+7$ ($+8$ для $Os$ та $Ru$);
- Ступінь окислення елементів у летких водневих сполуках зростає від $-4$ до $-1$;
- Оксиди від основних через амфотерні змінюються кислотними оксидами;
- Гідроксиди від лугів через амфотерні змінюються кислотами.
Д. І. Менделєєв у $1869$ р. зробив висновок - сформулював Періодичний закон, який звучить так:
Властивості хімічних елементів та утворених ними речовин перебувають у періодичній залежності від відносних атомних мас елементів.
Систематизуючи хімічні елементи на основі їх відносних атомних мас, Менделєєв приділяв велику увагу також властивостям елементів і речовин, що утворюються, розподіляючи елементи зі подібними властивостями у вертикальні стовпці — групи.
Іноді, порушуючи виявлену їм закономірності, Менделєєв ставив важчі елементи з меншими значеннями відносних атомних мас. Наприклад, він записав у свою таблицю кобальт перед нікелем, телур перед йодом, а коли було відкрито інертні (шляхетні) гази, — аргон перед калієм. Такий порядок розташування Менделєєв вважав за необхідне тому, що інакше ці елементи потрапили б у групи несхожих з ними за властивостями елементів, зокрема лужний метал калій потрапив би до групи інертних газів, а інертний газ аргон — до групи лужних металів.
Д. І. Менделєєв було пояснити ці винятки з загального правила, не міг пояснити і причину причини періодичності властивостей елементів та утворених ними речовин. Однак він передбачав, що ця причина криється у складній будові атома, внутрішня будоваякого на той час не було вивчено.
Відповідно до сучасними уявленнямипро будову атома, основою класифікації хімічних елементів є заряди їх атомних ядер, і сучасне формулювання періодичного закону таке:
Властивості хімічних елементів та утворених ними речовин перебувають у періодичній залежності від зарядів їх атомних ядер.
Періодичність у зміні властивостей елементів пояснюється періодичною повторюваністю у будові зовнішніх енергетичних рівнів їх атомів. Саме кількість енергетичних рівнів, загальна кількість розміщених ними електронів і число електронів зовнішньому рівні відбивають прийняту Періодичної системі символіку, тобто. розкривають фізичний зміст номера періоду, номери групи та порядкового номера елемента.
Будова атома дозволяє пояснити і причини зміни металевих та неметалічних властивостей елементів у періодах та групах.
Періодичний закон та Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва узагальнюють відомості про хімічні елементи та утворені ними речовини і пояснюють періодичність у зміні їх властивостей та причину подібності властивостей елементів однієї і тієї ж групи. Ці найважливіші значення Періодичного закону і Періодичної системи доповнює ще одне, яке полягає у можливості прогнозувати, тобто. передбачати, описувати властивості та вказувати шляхи відкриття нових хімічних елементів.
Загальна характеристика металів головних підгруп I±III груп у зв'язку з їх становищем у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва та особливостями будови їх атомів
Хімічні елементи – метали
Більшість хімічних елементів відносять до металів — $92$ із $114$ відомих елементів.
Всі метали, крім ртуті, у звичайному стані — тверді речовини і мають низку загальних властивостей.
Метали- це ковкі, пластичні, тягучі речовини, що мають металевий блиск і здатні проводити тепло та електричний струм.
Атоми елементів-металів віддають електрони зовнішнього (а деякі переднього) електронного шару, перетворюючись на позитивні іони.
Ця властивість атомів металів, як ви знаєте, визначається тим, що вони мають порівняно великі радіуси та малу кількість електронів (переважно від $1$ до $3$ на зовнішньому шарі).
Виняток становлять лише $6$ металів: атоми германію, олова, свинцю на зовнішньому шарі мають $4$ електрона, атоми сурми та вісмуту – $5$, атоми полонію – $6$.
Для атомів металів характерні невеликі значення електронегативності (від $0.7$ до $1.9$) і лише відновлювальні властивості, тобто. здатність віддавати електрони.
Ви вже знаєте, що в Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва метали знаходяться нижче діагоналі бор — астат, а також вище за неї, в побічних підгрупах. У періодах і основних підгрупах діють відомі вам закономірності у зміні металевих, отже, відновлювальних властивостей атомів елементів.
Хімічні елементи, розташовані поблизу діагоналі бор - астат ($ Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb $), мають подвійні властивості: в одних своїх з'єднаннях поводяться як метали, в інших виявляють властивості неметалів.
У побічних підгрупах відновлювальні властивості металів із збільшенням порядкового номера найчастіше зменшуються.
Це можна пояснити тим, що на міцність зв'язку валентних електронів з ядром атомів цих металів більшою мірою впливає величина заряду ядра, а не радіус атома. Величина заряду ядра значно збільшується, тяжіння електронів до ядра посилюється. Радіус атома при цьому хоч і збільшується, але не так значно, як у металів головних підгруп.
Прості речовини, утворені хімічними елементами — металами, та складні металовмісні речовини відіграють найважливішу роль у мінеральному та органічному «житті» Землі. Досить, що атоми (іони) елементів металів є складовою сполук, визначальних обмін речовин, у організмі людини, тварин. Наприклад, у крові людини знайдено $76$ елементів, їх лише $14$ є металами. В організмі людини деякі елементи-метали(кальцій, калій, натрій, магній) присутні в велику кількість, тобто. є макроелементів.А такі метали, як хром, марганець, залізо, кобальт, мідь, цинк, молібден є у невеликих кількостях, тобто. це мікроелементи.
Особливості будови металів основних підгруп I-III груп.
Лужні метали- Це метали головної підгрупи I групи. Їхні атоми на зовнішньому енергетичному рівні мають по одному електрону. Лужні метали – сильні відновники. Їх відновлювальна здатність та хімічна активність зростають із збільшенням порядкового номера елемента (тобто зверху вниз у Періодичній таблиці). Всі вони мають електронну провідність. Міцність зв'язку між атомами лужних металів зменшується із збільшенням порядкового номера елемента. Також знижуються їх температури плавлення та кипіння. Лужні метали взаємодіють із багатьма простими речовинами - окислювачами. У реакціях з водою вони утворюють розчинні у воді основи (луги).
Лужноземельними елементами називаються елементи головної підгрупи ІІ групи. Атоми цих елементів містять на зовнішньому енергетичному рівні по два електрони. Вони є відновниками, мають рівень окислення $+2$. У цій головній підгрупі дотримуються загальні закономірності у зміні фізичних та хімічних властивостей, Пов'язані зі збільшенням розміру атомів по групі зверху вниз, також слабшає і хімічний зв'язок між атомами. Зі збільшенням розміру іона слабшають кислотні та посилюються основні властивості оксидів та гідроксидів.
Головну підгрупу III групи складають елементи бор, алюміній, галій, індій та талій. Всі елементи відносяться до $p$-елементів. На зовнішньому енергетичному рівні вони мають три $(s^2p^1)$ електрона, чим пояснюється подібність властивостей. Ступінь окиснення $+3$. Усередині групи із збільшенням заряду ядра металеві властивості збільшуються. Бор - елемент-неметал, а в алюмінію вже металеві властивості. Всі елементи утворюють оксиди та гідроксиди.
Характеристика перехідних елементів ± міді, цинку, хрому, заліза за їх становищем у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва та особливостям будови їх атомів
Більшість елементів-металів знаходиться в побічних групахПеріодична система.
У четвертому періоді у атомів калію і кальцію з'являється четвертий електронний шар, заповнюється $4s$-підрівень, оскільки він має меншу енергію, ніж $3d$-підрівень. $K, Ca — s$-елементи, що входять до основних підгруп. У атомів від $Sc$ до $Zn$ заповнюється електронами $3d$-підрівень.
Розглянемо, які сили діють на електрон, який додається до атома при зростанні заряду ядра. З одного боку, тяжіння атомним ядром, що змушує електрон займати найнижчий вільний енергетичний рівень. З іншого боку, відштовхування наявними електронами. Коли на енергетичному рівні виявляється $8$ електронів (зайняті $s-$ і $р-$орбіталі), їхня загальна відразлива дія так сильно, що наступний електрон потрапляє замість розташованої по енергії нижче $d-$орбіталі на більш високу $s-$ орбіталь наступного рівня. Електронна будова зовнішніх енергетичних рівнів у калію $...3d^(0)4s^1$, у кальцію - $...3d^(0)4s^2$.
Наступне збільшення ще одного електрона у скандія призводить до початку заповнення $ 3d $ -орбіталі замість ще більш високих по енергії $ 4 р $ -орбіталей. Це виявляється енергетично вигіднішим. Заповнення $3d$-орбіталі закінчується у цинку, що має електронну будову $1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(6)3d^(10)4s^2$. Слід зазначити, що з елементів міді і хрому спостерігається явище «провалу» електрона. У атома міді десятий $d$-електрон переміщається на третій $3d$-підрівень.
Електронна формула міді $...3d^(10)4s^1$. У атома хрому на четвертому енергетичному рівні ($s$-орбіталь) має бути $2$ електрона. Однак один із двох електронів переходить на третій енергетичний рівень, на незаповнену $d$-орбіталь, його електронна формула $...3d^(5)4s^1$.
Таким чином, на відміну від елементів головних підгруп, де відбувається поступове заповнення електронами атомних орбіталей зовнішнього рівня, елементи побічних підгруп заповнюються $d$-орбіталі передостаннього енергетичного рівня. Звідси й назва: $d$-елементи.
Усі прості речовини, утворені елементами підгруп Періодичної системи є металами. Завдяки більшому числу атомних орбіталей, ніж у елементів-металів головних підгруп, атоми $d$-елементів утворюють велику кількість хімічних зв'язків між собою і тому створюють міцнішу кристалічну решітку. Вона міцніша і механічно, і щодо нагрівання. Тому метали побічних підгруп - найміцніші та тугоплавкіші серед усіх металів.
Відомо, якщо атом має понад три валентні електрони, то елемент виявляє змінну валентність. Це положення стосується більшості $d$-елементів. Максимальна їх валентність, як і елементів головних підгруп, дорівнює номеру групи (хоча є й винятки). Елементи з рівним числом валентних електронів входять у групу під одним номером $(Fe, Co, Ni)$.
У $d$-елементів зміна властивостей їх оксидів і гідроксидів у межах періоду під час руху зліва направо, тобто. зі збільшенням їх валентності, походить від основних властивостей через амфотерні до кислотних. Наприклад, хром має валентність $+2, +3, +6$; а його оксиди: $ CrO $ - основний, $ Cr_ (2) O_3 $ - амфотерний, $ CrO_3 $ - кислотний.
Загальна характеристика неметалів головних підгруп IV±VII груп у зв'язку з їх становищем у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва та особливостями будови їх атомів
Хімічні елементи – неметали
Найпершою науковою класифікацією хімічних елементів було поділ їх на метали та неметали. Ця класифікація не втратила своєї значимості й у час.
Неметалице хімічні елементи, для атомів яких характерна здатність приймати електрони до завершення зовнішнього шару завдяки наявності, як правило, на зовнішньому електронному шарі чотирьох і більше електронів і малому радіусу атомів у порівнянні з атомами металів.
Це визначення залишає осторонь елементи VIII групи головної підгрупи — інертні, або благородні гази, атоми яких мають завершений зовнішній електронний шар. Електронна конфігурація атомів цих елементів така, що їх не можна віднести ні до металів, ні до неметалів. Вони є тими об'єктами, які поділяють елементи на метали та неметали, займаючи між ними прикордонне положення. Інертні, або благородні, гази («шляхетність» виражається в інертності) іноді відносять до неметал, але формально, за фізичними ознаками. Ці речовини зберігають газоподібний стан до дуже низьких температур. Так, гелій не переходить у рідкий стан при $ t ° = -268,9 ° С $.
Інертність у хімічному відношенні цих елементів відносна. Для ксенону і криптону відомі сполуки з фтором і киснем: $KrF_2, XeF_2, XeF_4$ та інших. Безсумнівно, освіти цих сполук інертні гази виступали ролі відновників.
З визначення неметалів слід, що з атомів характерні високі значення електронегативності. Вона змінюється в межах від $2$ до $4$. Неметали – це елементи головних підгруп, переважно $р$-елементи, виняток становить водень – s-елемент.
Усі елементи-неметали (крім водню) займають у Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва верхній правий кут, утворюючи трикутник, вершиною якого є фтор $F$, а основою діагональ $B - At$.
Однак слід особливо зупинитися на двоїстому положенні водню в Періодичній системі: в головних підгрупах I і VII груп. Це не випадково. З одного боку, атом водню, подібно до атомів лужних металів, має на зовнішньому (і єдиному для нього) електронному шарі один електрон (електронна конфігурація $1s^1$), який він здатний віддавати, проявляючи властивості відновника.
У більшості сполук водень, як і лужні метали, виявляє ступінь окислення $+1$. Але віддача електрона атомом водню відбувається складніше, ніж в атомів лужних металів. З іншого боку, атому водню, як і атомам галогенів, до завершення зовнішнього електронного шару не вистачає одного електрона, тому атом водню може приймати один електрон, виявляючи властивості окислювача і характерний для галогену ступінь окислення — $1$ у гідридах (з'єднаннях з металами, подібними до сполук металів з галогенами - галогеніди). Але приєднання одного електрона до атома водню відбувається складніше, ніж у галогенів.
Властивості атомів елементів – неметалів
У атомів неметалів переважають окисні властивості, тобто. здатність приєднувати електрони. Цю здатність характеризує значення електронегативності, яка закономірно змінюється у періодах та підгрупах.
Фтор - найсильніший окислювач, його атоми хімічних реакціяхнеспроможні віддавати електрони, тобто. виявляти відновлювальні властивості.
Конфігурація зовнішнього електричного шару.
Інші неметали можуть виявляти відновлювальні властивості, хоча й значно слабкіше порівняно з металами; у періодах та підгрупах їх відновна здатність змінюється у зворотному порядку порівняно з окисною.
Хімічних елементів-неметалів лише $16$! Зовсім небагато, якщо врахувати, що відомо $114$ елементів. Два елементи-неметалу складають $76% маси земної кори. Це кисень ($49% $) та кремній ($27% $). В атмосфері міститься $0.03% маси кисню в земній корі. Неметали становлять $98.5% маси рослин, $97.6% маси тіла людини. Неметали $C, H, O, N, S, Р$ - органогени, які утворюють найважливіші органічні речовиниживі клітини: білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти. До складу повітря, яким ми дихаємо, входять прості та складні речовини, також утворені елементами-неметалами (кисень $О_2$, азот $N_2$, вуглекислий газ $СО_2$, водяні пари $Н_2О$ та ін.).
Водень - головний елемент Всесвіту. Багато космічних об'єктів (газові хмари, зірки, у тому числі і Сонце) більш ніж наполовину складаються з водню. На Землі його, включаючи атмосферу, гідросферу та літосферу, лише $0.88%$. Але це за масою, а атомна масаводню дуже мала. Тому невеликий вміст його тільки здається, і з кожних $100$ атомів на Землі $17$ атоми водню.
Пояснювальна записка Тематичний тест «Закономірності зміни хімічних властивостей елементів та їх сполук за періодами та групами»призначений для підготовки учнів до Єдиного Державного екзамену з хімії. Цільова аудиторія – 11 клас. Формулювання тестових завдань відповідають демонстраційній версії контрольно-вимірювальних матеріалів з хімії 2018 року.
Завдання складені за аналогією до тестів, опублікованих у посібнику «ЄДІ. Хімія: типові екзаменаційні варіанти: 30 варіантів / за ред. А.А. Каверіною», що вийшло у видавництві «Національна освіта» (Москва, 2017)
Закономірності зміни хімічних властивостей елементів та їх сполук за періодами та групами
| 1) Cl | 2) K | 3) Si | 4) S | 5) O |
- Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одному періоді. Розташуйте вибрані елементи в порядку зменшення їхньої електронегативності.
Запишіть у полі відповіді номери вибраних елементів у потрібній послідовності.
Відповідь:
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одній групі. Розташуйте вибрані елементи у порядку зростання кислотних властивостей їх водневих сполук.
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одній групі. Розташуйте вибрані елементи в порядку зменшення їх металевих властивостей.
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одному періоді. Розташуйте вибрані елементи у порядку зростання кислотних властивостей їх вищих гідроксидів.
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одному періоді. Розташуйте вибрані елементи в порядку збільшення числа зовнішніх електронів у атомах цих елементів.
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одному періоді. Розташуйте вибрані елементи у порядку зростання радіусу їх атомів.
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одному періоді. Розташуйте вибрані елементи в порядку посилення окисних властивостейїх атомів.
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одній групі. Розташуйте обрані елементи в порядку посилення основних властивостей оксидів, що утворюються ними.
Із вказаних у ряді хімічних елементів виберіть три метали. Розташуйте вибрані елементи у порядку зменшення відновлювальних властивостей.
Із зазначених у ряді хімічних елементів виберіть три елементи, які у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва перебувають у одній групі.
Розташуйте ці елементи у порядку збільшення сили тяжіння валентних електронів.
Відповіді
Питання 1
Питання 2
Питання 3
1. Що вивчає інформатика?
комп'ютерні технології
інформація нематеріальна
обробляти.
запах
звук
мова людини
смак
фотографії
шифрування
передача інформації
збереження даних
сортування списку
пошук у базі даних
6. Що таке кодування?
засіб пошуку інформації
спотворення інформації
зміна виду інформації
Тест на тему: «Інформація та інформаційні процеси»
1. Що вивчає інформатика?
будь-які процеси та явища, пов'язані з інформацією
програмування для комп'ютерів
взаємозв'язок явищ у природі
комп'ютерні технології
математичні методи розв'язання задач
2. Позначте всі правильні висловлювання.
інформація нематеріальна
інформація - це відображення реального світу
інформація характеризує різноманітність
при отриманні інформації зменшується невизначеність знань
існує суворе визначення інформації
3. Позначте види інформації, які комп'ютер поки що не вміє
обробляти.
запах
звук
мова людини
смак
фотографії
4. Виберіть процеси, які можна назвати обробкою інформації.
шифрування
передача інформації
збереження даних
сортування списку
пошук у базі даних
5. Позначте всі правильні висловлювання.
інформація може існувати лише разом із носієм
зберігання інформації - це один із інформаційних процесів
для того, щоб отримати інформацію з повідомлення, людина використовує знання
обробка інформації - це зміна її змісту
при записі інформації змінюються властивості носія
6. Що таке кодування?
засіб пошуку інформації
запис інформації в іншій системі знаків
спотворення інформації
зміна виду інформації
зміна кількості інформації
вибір потрібних елементів
зміна порядку елементів
видалення непотрібних елементів
передачі інформації?
принципи?
_______________________________________________________________
вирішення деяких завдань?
_______________________________________________________________
собі?
_______________________________________________________________
системах?
_______________________________________________________________
7. Яка фраза може бути визначенням сортування?
вибір потрібних елементів
розміщення елементів списку в заданому порядку
розміщення рядків за абеткою
зміна порядку елементів
видалення непотрібних елементів
8. Як називається зміна властивостей носія, що використовується
передачі інформації?
_______________________________________________________________
9. Як називаються знання, які є фактами, законами,
принципи?
_______________________________________________________________
10. Як називаються знання, які є алгоритмами
вирішення деяких завдань?
_______________________________________________________________
11. Як називають уявлення людини про природу, суспільство і саму
собі?
_______________________________________________________________
12. Позначте всі правильні висловлювання.
отримана інформація залежить від знань отримувача
отримана інформація залежить лише від прийнятого повідомлення
здобуття інформації завжди збільшує знання
знання збільшуються лише тоді, коли отримана інформація частково відома
та сама інформація може бути представлена в різних формах
13. Як називають інформацію, зафіксовану (закодовану) поза деякою формою, зокрема, у комп'ютерних інформаційних
системах?
_______________________________________________________________
Відповідь:
1 2 3 4 5 6 7
а, б, га, б, в, га, га, г, д а, в, д б, гб
8 9 10 11 12 13 сигнал декларативні процедурні знання а, г, д дані
