26.Пеіодичність властивостей простих і складних речовин. Метали й неметали в періодичній системі.

Кожний елемент у періодичній системі повинен мати певне і єдине місце. Проте, якщо орієнтуватися лише на хімічні властивості елементів, то вимога інваріантності (незмінності) положення в періодичній системі у ряді випадків не зберігається. Наприклад положення Гідрогену або перебування в одній клітині лантаноїдів та актиноїдів. Таким чином, у прийнятій тепер формі періодичної системи є відхилення від принципу хімічної аналогії. Якщо дотримуватися принципу, згідно з яким положення елемента повинно однозначно визначатися типом і заповненням валентних орбіталей, то Гідроген і Гелій повинні очолювати групи s-елементів. Розміщення їх серед p-елементів з урахуванням властивостей простих речовин невиправдане. Оскільки маємо справу з періодичною системою елементів, а не простих речовин, то орієнтуватися на такі властивості, як агрегатний стан, атомність молекули недоцільно.

Якщо властивості хімічних елементів перебувають у періодичній залежності від протонного числа (заряду ядра) їх атомів, то у такій самій залежності повинні перебувати й властивості простих речовин.

Метали й неметали в періодичній системі:

Усім елементам властива двоїстість природи – поєднання металічних і неметалічних, а тому й відновних та окисних властивостей. Як наслідок того, поділ елементів і простих речовин на метали і неметали неоднозначний. З одного боку, метали і неметали розрізняють за їхніми фізичними властивостями, які виявляються у відповідних простих речовин. З другого боку, між металами та неметалами відмінність виявляється й в хімічних властивостях: для перших характерні основні властивості оксидів і гідроксидів та відновна активність, для других – кислотний характер оксидів і гідроксидів та окисна дія. Якщо орієнтуватися на фізичні властивості, то до типових металів треба віднести, наприклад, мідь, срібло й золото, які мають найвищі провідність та пластичність. Проте за хімічними властивостями ці речовини не належать до типових металів, оскільки стоять у ряді напруг після водню. Водночас для лужних металів, які за хімічними властивостями найактивніші, деякі фізичні характеристики, зокрема електропровідність, виражені не так яскраво. Тому, поділяючи елементи на метали й неметали, треба мати на увазі, за якими ознаками цей поділ здійснюється – за хімічними чи фізичними. Металічні елементи відокремлені від неметалічних діагональною лінією, що проходить від Бору до Астату (лінія Цинтля). Ця межа наочно виявляється у довгоперіодичному варіанті таблиці. Вздовж цієї лінії розміщені амфотерні елементи (напівметали, або металоїди), що виявляється як у фізичних, так і у хімічних властивостях. До них відносяться Бор, Силіцій, Германій, Арсен, Стибій, Телур, Астат.

27. Будова Періодичної системи. Зміна властивостей елементів по підгрупах і періодах.

Періодична система хімічних елементів є графічним зображенням Періодичного закону Д. І. Менделєєва. Формулювання Періодичного закону, яке було вперше введене Д. І. Менделєєвим: Фізичні й хімічні властивості елементів, що виявляються у властивостях простих і складних тіл, перебувають у періодичній залежності від їх атомної маси. Сучасне формулювання  Періодичного закону: Властивості хімічних елементів, а також форми й властивості сполук елементів перебувають у періодичній залежності від заряду ядер їхніх атомів.  Періоди — це горизонтальні ряди в таблиці Менделєєва. Періодів усього сім. Періоди поділяються на малі, що складаються з одного ряду (1—3 періоди), і великі, що складаються з двох рядів (4—7 періоди). У періодах добре помітна періодичність зміни властивостей елементів, простих речовин, утворених цими елементами, та їх сполук. У періодах із зростанням порядкового номера елементів їх металічні властивості слабшають, а неметалічні посилюються. Група — це вертикальний стовпчик у таблиці Менделєєва, у якому розміщені подібні за властивостями хімічні елементи. У коротко періодичному варіанті Періодичної системи кожна група поділяється на  підгрупи — головну (або А) і побічну (або Б). До складу головної підгрупи входять елементи великих і малих періодів, а до складу побічних підгруп — тільки великих періодів і лише метали. У групах у головних підгрупах виявляється подібність елементів (наприклад однакова вища валентність) та їхніх сполук (наприклад загальні формули вищих оксидів і водневих сполук). У групах із зростанням порядкового номера металічні властивості елементів посилюються, а неметалічні послаблюються. Перший (у ньому 2 елементи), другий і третій періоди (містять по 8 елементів) називають малими, а четвертий, п’ятий (по 18 елементів), шостий (32 елементи) і сьомий (у ньому поки що 29 елементів) — великими. В елементів першого періоду (Гідрогену Н і Гелію Не) електрони заповнюють єдиний (перший) енергетичний рівень. В елементів другого періоду (від Літію Li до Неону Ne) електрони заповнюють два енергетичні рівні (перший і другий). В елементів третього періоду (від Натрію Na до Аргону Аr) електрони заповнюють три енергетичні рівні, четвертого (від Калію К до Криптону Кr) — чотири і т. д. Таким чином кількість електронних шарів атома дорівнює номеру періоду. І навпаки, номер періоду, в якому розміщений елемент, вказує на кількість енергетичних рівнів у його атомі. Від розміщення елементів у періодичній системі залежить характер і властивості простих речовин.

У межах окремих періодів зі збільшенням заряду ядер:

• зменшується атомний радіус, тому що зростає сила притягання електронів до ядра;

• послаблюються металічні властивості елементів і посилюються неметалічні;

• енергія іонізації для елементів одного періоду зростає зліва направо;

• збільшується максимальний позитивний ступінь окиснення елемента (за винятком Оксигену і Флуору, в яких немає ступенів окисненя +6 і +7 відповідно);

• послаблюються основні властивості оксидів і гідроксидів елементів, одночасно підвищуються їхні кислотні властивості.

У головних підгрупах зі збільшенням заряду ядер:

• електронегативність зменшується;

• зростає атомний радіус і кількість електронних шарів;

• посилюються металічні властивості елементів і послаблюються неметалічні;

• енергія іонізації спадає внаслідок збільшення відстані між електронами зовнішнього енергетичного шару і ядра;

• посилюються основні властивості оксидів та гідроксидів.

28.Фізико-хімічний аналіз. Діаграми склад-температура.

Див. завдання 48

29.Основні кількісні характеристики хімічного зв`язку.

Хімічним зв'язок - сила, яка діє між двома атомами чи іонами і стягує їх у молекули або кристали. У всіх хімічних сполуках між атомами елементів, які входять до їхнього складу, виникають хімічні зв'язки. Якісно утворення хімічних зв'язків підтверджує наявність теплового ефекту утворення хімічної речовини, а також поява нових властивостей одержаної сполуки. Ці властивості залежать від якісного складу речовини (тобто від того, з атомів яких елементів вона складається), а також від послідовності їх сполучення і характеру хімічних зв'язків між ними. Довжина зв'язку - це відстань між ядрами атомів, які утворюють хімічний зв'язок. Ця величина залежить від розмірів сполучених частинок (збільшується в міру їх збільшення), а також від способу сполучення (зменшується зі збільшенням кратності зв'язку). Енергія зв'язку - це мінімальна енергія, яку необхідно затратити для розривання хімічних зв'язків у 1 моль речовини, щоб отримати ізольовані атоми. Кратність зв'язку – визначається числом електронних пар, які зв'язують два атоми. Якщо зв'язок здійснюється однією електронною парою, то його називають простим, або ординарним, якщо більш ніж однією електронною парою – кратним. Полярність зв'язку – зумовлена зміщенням електронної густини до атома з більшою електронегативністю, що спричинює поділ центрів тяжіння негативного заряду електронів і позитивного заряду ядра.