Периодикамузей закономерностей11 класс

Зал 03 · Большой атлас закономерностей

Вся таблица —
система направлений

↗ атом сильнее удерживает электроны↙ атом легче отдаёт электроны
01

Главная карта

Шесть стрелок, которые объясняют половину школьной химии

↙

Атомный радиус

влево и вниз

Новые слои увеличивают размер атома.

↙

Металличность

влево и вниз

Электрон легче отдать, чем присоединить.

↙

Восстановительная способность металлов

влево и вниз

Отдача электронов становится легче.

↗

Электроотрицательность

вправо и вверх

Максимум у F; благородные газы обычно не сравнивают.

↗

Энергия ионизации

вправо и вверх

Удалить электрон из малого атома труднее.

↗

Неметалличность

вправо и вверх

Возрастает склонность принимать электроны.

02

Все 118 элементов

Свойства на настоящих данных

95 известных значений из 118
В периодеувеличивается →
В группеуменьшается ↓

Малый атом с большим эффективным зарядом сильнее притягивает общую электронную пару. Максимум — у фтора.

№ 9F
Фтор2 период · 17 группаЭлектроотрицательность3.98 Полинг
Электроотрицательность: данные для элементов с известными значениями, разделённые по периодам12 период3 период4 период5 период6 период7 периодВодород: 2.2 ПолингЛитий: 0.98 ПолингБериллий: 1.57 ПолингБор: 2.04 ПолингУглерод: 2.55 ПолингАзот: 3.04 ПолингКислород: 3.44 ПолингФтор: 3.98 ПолингНатрий: 0.93 ПолингМагний: 1.31 ПолингАлюминий: 1.61 ПолингКремний: 1.9 ПолингФосфор: 2.19 ПолингСера: 2.58 ПолингХлор: 3.16 ПолингКалий: 0.82 ПолингКальций: 1 ПолингСкандий: 1.36 ПолингТитан: 1.54 ПолингВанадий: 1.63 ПолингХром: 1.66 ПолингМарганец: 1.55 ПолингЖелезо: 1.83 ПолингКобальт: 1.88 ПолингНикель: 1.91 ПолингМедь: 1.9 ПолингЦинк: 1.65 ПолингГаллий: 1.81 ПолингГерманий: 2.01 ПолингМышьяк: 2.18 ПолингСелен: 2.55 ПолингБром: 2.96 ПолингКриптон: 3 ПолингРубидий: 0.82 ПолингСтронций: 0.95 ПолингИттрий: 1.22 ПолингЦирконий: 1.33 ПолингНиобий: 1.6 ПолингМолибден: 2.16 ПолингТехнеций: 1.9 ПолингРутений: 2.2 ПолингРодий: 2.28 ПолингПалладий: 2.2 ПолингСеребро: 1.93 ПолингКадмий: 1.69 ПолингИндий: 1.78 ПолингОлово: 1.96 ПолингСурьма: 2.05 ПолингТеллур: 2.1 ПолингИод: 2.66 ПолингКсенон: 2.6 ПолингЦезий: 0.79 ПолингБарий: 0.89 ПолингЛантан: 1.1 ПолингЦерий: 1.12 ПолингПразеодим: 1.13 ПолингНеодим: 1.14 ПолингСамарий: 1.17 ПолингГадолиний: 1.2 ПолингДиспрозий: 1.22 ПолингГольмий: 1.23 ПолингЭрбий: 1.24 ПолингТулий: 1.25 ПолингЛютеций: 1.27 ПолингГафний: 1.3 ПолингТантал: 1.5 ПолингВольфрам: 2.36 ПолингРений: 1.9 ПолингОсмий: 2.2 ПолингИридий: 2.2 ПолингПлатина: 2.28 ПолингЗолото: 2.54 ПолингРтуть: 2 ПолингТаллий: 1.62 ПолингСвинец: 2.33 ПолингВисмут: 2.02 ПолингПолоний: 2 ПолингАстат: 2.2 ПолингФранций: 0.7 ПолингРадий: 0.9 ПолингАктиний: 1.1 ПолингТорий: 1.3 ПолингПротактиний: 1.5 ПолингУран: 1.38 ПолингНептуний: 1.36 ПолингПлутоний: 1.28 ПолингАмериций: 1.3 ПолингКюрий: 1.3 ПолингБерклий: 1.3 ПолингКалифорний: 1.3 ПолингЭйнштейний: 1.3 ПолингФермий: 1.3 ПолингМенделевий: 1.3 ПолингНобелий: 1.3 ПолингЛоуренсий: 1.3 Полинг120406080100118Атомный номер →F · 3.98
Цветные полосы — периодыПериод — это горизонтальная строка таблицы. После каждой полосы начинается новая строка и график может резко «перезапуститься».

Тепловая карта

Электроотрицательность

Строки — периоды, столбцы — группы. Насыщенность цвета показывает относительное значение. Нажмите элемент — он появится на графике выше.

группа →
период ↓
f-блок
меньшебольшеЧем насыщеннее цвет, тем больше численное значение
03

Металличность

От «легко отдам электрон» до «лучше приму»

металлические свойства усиливаются
CsNaMgAlSiPSClF
неметаллические свойства усиливаются
Металл

Большой радиус + низкая энергия ионизации → валентные электроны легко покидают атом.

Граница

B, Si, Ge, As, Sb, Te проявляют промежуточные свойства и образуют «ступеньку» полуметаллов.

Неметалл

Малый радиус + высокая электроотрицательность → выгоднее принять электрон или образовать ковалентную связь.

04

От атома к веществу

Как меняется характер высших оксидов в третьем периоде

основность уменьшаетсякислотность увеличивается
NaNa₂Oсильнó основной
MgMgOосновной
AlAl₂O₃амфотерный
SiSiO₂кислотный
PP₂O₅кислотный
SSO₃кислотный
ClCl₂O₇сильнó кислотный
Na₂O + H₂O → 2NaOHосновныйAl₂O₃ + кислота / щёлочьамфотерныйSO₃ + H₂O → H₂SO₄кислотный
05

Сверху вниз по группе

Четыре семейства крупным планом

Щелочные металлы

LiNaKRbCs
радиус и активность растутэнергия ионизации растёт

Внешняя конфигурация ns¹. В реакциях обычно образуют M⁺ и всё энергичнее взаимодействуют с водой сверху вниз.

Галогены

FClBrIAt
радиус и tкип растутокислительная сила растёт

Внешняя конфигурация ns²np⁵. Не хватает одного электрона до октета; типичная степень окисления −1.

Благородные газы

HeNeArKrXeRn
поляризуемость растётэнергия ионизации растёт

Внешний уровень завершён. Химическая инертность высока, но тяжёлые Kr и Xe способны образовывать соединения.

Халькогены

OSSeTePo
металличность растётэлектроотрицательность растёт

Конфигурация ns²np⁴. Для лёгких элементов характерна −2, а для S, Se и Te также +4 и +6.

06

Ещё восемь закономерностей

Связи, которые полезны в задачах и реакциях

01

Валентные электроны

У элементов главных подгрупп их число связано с номером группы: 1–2 напрямую, 13–18 — номер группы минус 10.

02

Высшая степень окисления

Для многих p-элементов соответствует номеру группы минус 10. Исключения: F, O и благородные газы.

03

Низшая степень окисления

Для неметаллов 14–17 групп часто равна номеру группы минус 18: C −4, N −3, O −2, F −1.

04

Восстановительная сила металлов

В группе обычно растёт вниз. В периоде ослабевает слева направо вместе с металлическим характером.

05

Окислительная сила неметаллов

В периоде растёт вправо, в группе — вверх. Фтор — сильнейший элементный окислитель.

06

Ионный радиус

Катион меньше исходного атома, анион больше. В изоэлектронном ряду радиус уменьшается с ростом заряда ядра.

07

Тип химической связи

Большая разность электроотрицательностей усиливает ионный характер; малая ведёт к ковалентной связи.

08

Переходные металлы

d-электроны дают переменные степени окисления, окрашенные ионы, комплексообразование и каталитическую активность.

Не зубрить, а объяснять

Почему реальные графики «зубчатые»

Be → B
Mg → Al

Первый p-электрон расположен выше по энергии и удаляется легче, чем s-электрон.

N → O
P → S

Спаривание электронов на p-орбитали повышает отталкивание и немного снижает энергию ионизации.

Cr и Cu

Полузаполненный d⁵ и заполненный d¹⁰ подуровни устойчивы, поэтому конфигурации отличаются от простого порядка.

Ga ≈ Al

d-электроны экранируют ядро хуже; ожидаемый рост радиуса вниз по группе почти исчезает.

Главная формула понимания

Положение → конфигурация → радиус и притяжение → типичные реакции

Если вы можете пройти эту цепочку, большинство свойств элемента уже не приходится запоминать отдельно.

Проверить себя

Численные данные графиков: PubChem, National Library of Medicine. Тренды описывают общий ход; исключения разобраны отдельно.