ХІМІЯ - Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

8. Металічні елементи та їхні сполуки. Метали

8.1. Загальні відомості про металічні елементи та метали

Металічних елементів більше, ніж неметалічних: зі 118 відомих на початок 2012 р. елементів понад 90 — металічні. Усі металічні елементи утворюють прості речовини — метали.

8.1.1. Електронна будова атомів металічних елементів

Атоми металічних елементів мають у зовнішньому енергетичному рівні невелику кількість електронів (один, два або три). До завершення зовнішнього енергетичного рівня їм не вистачає відповідно сім, шість або п’ять електронів. Атоми металічних елементів не можуть приєднати такої кількості електронів. їм легше віддати один, два або три електрони, щоб утворився октет. А тому атоми металічних елементів є типовими відновниками:

де n — кількість електронів, які віддає атом металічного елемента.

Розгляньмо електронну будову атома Калію: 19К 1s22s22p63s22p64s1. На останньому, четвертому, енергетичному рівні в атомі Калію міститься один електрон (4s1), а на передостанньому — октет електронів (3s23p6). Тому атом Калію легко віддає один електрон. Частинка, що утворилась, отримує елементарний електричний заряд +1. Заряд ядра атома Калію залишився незмінним (+19), а електронів стало на один менше, тобто 18. Отже, електронейтральний атом Калію перетворився на позитивно заряджену частинку — катіон:

Розгляньмо будову атома Магнію: 12Mg 1s22s22p63s2.

На останньому, третьому, енергетичному рівні атома є два електрони (3s2), а на передостанньому — октет електронів (2s22p6). Атом Магнію легко віддає два електрони. Частинка, що утворюється (йон), отримує заряд +2. Заряд ядра атома Магнію залишився незмінним (+12), а електронів стало на два менше (10). Сумарний заряд дорівнює +2. Таким чином електронейтральний атом Магнію перетворюється на позитивно заряджений йон — катіон Магнію:

Зрозуміло, що кожний катіон містить менше електронів, ніж протонів. У катіонів, порівняно з електронейтральними атомами, зменшується кількість енергетичних рівнів: їх стає на один менше. Таким чином, радіуси катіонів менші, ніж радіуси відповідних атомів:

Здатність атомів металічних елементів втрачати електрони зростає зі збільшенням радіусів атомів: у періоді — справа наліво, а в групі — згори донизу (для елементів головних підгруп). Так, найтиповіші металічні елементи розміщуються внизу IА групи. Це, зокрема, Цезій, Рубідій.

Атоми металічних елементів виявляють зазвичай лише позитивні ступені окиснення. Для s- і р-елементів вони сталі, а в d-елементів — можуть бути різними (оскільки в них валентними є не лише s-, а й d-електрони). Це відбивається і на зміні металічних властивостей: у побічних групах зі збільшенням порядкового номера елемента металічні властивості d-елементів послаблюються.

Прості катіони, які утворюють металічні елементи головних підгруп IIII груп, входять до складу відповідних оксидів, основ, солей.

Значення зарядів таких йонів для елементів головних підгруп IIII груп збігається з номером груп.

Так, металічні елементи групи ІА утворюють прості катіони Ме+ +, Na+, Li4), групи ІІА — Ме2+ (Са2+, Ва2+, Mg2+), групи ІIIА — Ме3+ l3+).

Однак ця закономірність не стосується елементів побічних підгруп. Так, d-елемент І групи Купрум утворює два прості катіони — Сu+ і Сu2+, а Ферум (VIIIB)—Fe2+ і Fe3+.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити