Металлы А-групп ПСХЭ

Все химические элементы в Периодической таблице делятся на металлы, неметаллы и полуметаллы. Металлы занимают большую часть и расположены слева от ступенчатой линии, неметаллы справа, а между ними располагаются полуметаллы - B, Si, Ge, As, Sb, Te, At.

На данном уроке рассмотрим металлы, в частности элементы IА – IIIА групп.

Все металлы блестящие, кроме ртути твердые, но пластичные и ковкие. Хорошо проводят тепло и электричество. В химических реакциях легко расстаются с электронами, передают их другим атомам. Чем легче происходит такая передача, тем металл активнее реагирует с другими веществами. Это свойство называется называется металличностью. Металличность – это способность атомов отдавать электроны. Противоположно неметалличности – способности атомов принимать электроны. В периодах слева - направо металличность элементов уменьшается, а неметалличность увеличивается.  В группах при перемещении сверху – вниз первое увеличивается, второе уменьшается.

Из вышесказанного следует, что все металлы по сравнению с неметаллами обладают низкой электроотрицательностью, т.е. способностью атомов оттягивать к себе электроны других атомов.  В химических реакциях металлы окисляются, являются восстановителями.

Общая характеристика металлов IA группы

Рассмотрим характеристику металлов IA группы (главной подгруппы I группы): литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs), франций (Fr). 

Их называют щелочными, поскольку при контакте с водой они образуют щелочи (гидроксиды), например, NaOH – едкий натр. 

Сверху вниз в группе, с увеличением металличности металлов, реакции с водой начинают протекать бурно.
Так, если литий реагирует довольно спокойно, то калий взаимодействует со взрывом.

Общая характеристика щелочных металлов IA группы:

* Низкая электроотрицательность.

* Электронная конфигурация ns¹, т.е. на внешнем энергетическом уровне только один электрон.

* Легкая ионизация атомов, с последующим образованием катионов (положительно заряженные ионы М+).

* Степень окисления +1.

Рассмотрим строение атомов щелочных металлов IA группы:

1. Литий (Li):

Заряд ядра: +3

Электронная конфигурация в основном состоянии (ЭК в ОС): 1s²   2s¹


2.Натрий (Na):

Заряд ядра: +11

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s¹


3.Калий (K):

Заряд ядра: +19

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶   4s¹


4.Рубидий (Rb):

Заряд ядра: +37

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶   5s¹


5.Цезий (Cs):

Заряд ядра: +55

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶4d¹⁰   5s²5p⁶   6s¹


6. Франций (Fr):

Заряд ядра: +87

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴   5s²5p⁶5d¹⁰   6s²6p⁶   7s¹

Общая характеристика металлов IIA группы

Данная группа содержит: бериллий (Be), магний (Mg) и щелочноземельные металлы: кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba), радий (Ra).

Металлы активные, поэтому в природе в свободном состоянии не встречаются.

Самый распространенный среди них кальций, самый редкий – радиоактивный радий. 

Многие соединения щелочноземельных металлов изоморфные, то есть сходны по форме и свойствам кристаллов.

Общая характеристика щелочноземельных металлов IIA группы:

* Низкая электроотрицательность.

* Электронная конфигурация ns² – конфигурация благородного газа гелия.

* Высокие значения ионизации атомов, убывающие по ряду Ве—Мg—Са—Sr— Ва.  

* Степень окисления +2.

Рассмотрим строение атомов металлов IIA группы:

1. Бериллий (Be):

Заряд ядра: +4

ЭК в ОС: 1s²   2s²


2.Магний (Mg):

Заряд ядра: +12

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²


3.Кальций (Ca):

Заряд ядра: +20

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶   4s²


4.Стронций (Sr):

Заряд ядра: +38

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶   5s²


5.Барий (Ba):

Заряд ядра: +56

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶4d¹⁰   5s²5p⁶   6s²


6. Радий (Ra):

Заряд ядра: +88

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴   5s²5p⁶5d¹⁰   6s²6p⁶   7s²

Общая характеристика металлов IIIA группы

К данной группе относятся: бор (B), алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In), таллий (Tl). Из них бор – неметалл. Алюминий, галлий и индий – амфотерные элементы – могут быть как донорами, проявляя кислотные свойства, так и акцепторами, проявляя основные свойства. Ну а таллий – типичный металл.

Общая характеристика элементов IIIA группы:

* Низкая электроотрицательность.

* Электронная конфигурация ns²np¹. Три неспаренных электрона атомов данной группы, находящиеся в sp²-гибридизации, активно участвуют в образовании трех ковалентных связей. У атомов остается одна свободная орбиталь. Поэтому элементы IIIA группы образуют четвертую ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму, находясь в состоянии sp³-гибридизации.

* Высокие значения ионизации атомов, убывающие по ряду Ве—Мg—Са—Sr— Ва.

* Степень окисления +3, для таллия наиболее устойчива степень +1.

Рассмотрим электронные конфигурации металлов IIIA группы в основном состоянии:

1.Бор (B):

Заряд ядра: +5

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p¹

2.Алюминий (Al):

Заряд ядра: +13

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p¹


3.Галлий (Ga):

Заряд ядра: +31

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p¹


4. Индий (In):

Заряд ядра: +49

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶4d¹⁰   5s²5p¹


5.Таллий (Tl):

Заряд ядра: +81

ЭК в ОС: 1s²   2s²2p⁶   3s²3p⁶3d¹⁰   4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴   5s²5p⁶5d¹⁰   6s²6p¹