Најважније из лекције
Кључне чињенице:
- Периодичност: Својства елемената зависе од електронске конфигурације њихових атома.
- Блокови ПСЕ:
- s-блок: 1. и 2. група (\(ns^1, ns^2\)) – изразити метали.
- p-блок: 13–18. група (\(ns^2np^{1-6}\)) – метали, металоиди и неметали.
- d-блок: 3–12. група – прелазни метали.
- f-блок: лантаноиди и актиноиди – „ретке земље“.
- Трендови својстава:
- Дуж периоде (\(\rightarrow\)): расте неметални карактер, опада метални карактер.
- Дуж групе (\(\downarrow\)): расте метални карактер, опада неметални карактер.
- Називи група: 1. – алкални метали; 2. – земноалкални метали; 3–12. – прелазни метали; 16. – халкогени елементи; 17. – халогени елементи; 18. – племенити гасови.
Својства хемијских елемената су периодична функција њихових атомских бројева, односно електронских конфигурација њихових атома.
Положај елемента у Периодном систему елемената (ПСЕ) директно одређује конфигурацију његовог валентног нивоа, и обрнуто.
| Блок | Групе | Општа конфигурација валентног нивоа |
|---|---|---|
| s-блок | 1. и 2. група | \( ns^1 \) (1. група), \( ns^2 \) (2. група) |
| p-блок | 13. до 18. група | \( ns^2np^1 \) (13. гр.) до \( ns^2np^6 \) (18. гр.) |
| d-блок | 3. до 12. група (прелазни метали) | \( ns^2(n-1)d^1 \) до \( ns^2(n-1)d^{10} \) (изузеци са стабилнијим поднивоима: \( ns^1(n-1)d^5 \) и \( ns^1(n-1)d^{10} \)) |
| f-блок | Лантаноиди и актиноиди | Попуњава се \( (n-2)f \) подниво („ретке земље“) |
Атомски број натријума је \( Z = 11 \). Његова конфигурација је \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1 \). Пошто има један електрон у \( 3s \) орбитали, натријум припада s-блоку, 1. групи и 3. периоди ПСЕ.
У периоди (слева надесно): са порастом атомског броја опада метални, а расте неметални карактер елемената.
У групи (одозго надоле): са порастом атомског броја расте метални, а опада неметални карактер елемената.
s-блок: Чине га изразити метали (са изузетком водоника и хелијума).
d-блок: Чине га искључиво прелазни метали.
p-блок: Садржи метале, металоиде и неметале (у 17. групи налазе се изразити неметали, а у 18. племенити гасови).
f-блок: Чине га метали (већина има радиоактивне изотопе), познати и као „ретке земље“ због мале заступљености у природи.
Који елемент има израженији неметални карактер: сумпор (\(_{16}\text{S}\)) или хлор (\(_{17}\text{Cl}\))?
Хлор и сумпор се налазе у истој (3.) периоди. Пошто неметални карактер расте слева надесно дуж периоде, хлор (\(_{17}\text{Cl}\)) има израженији неметални карактер од сумпора (\(_{16}\text{S}\)).
Елементи појединих група због веома сличних хемијских и физичких својстава носе специфичне називе:
| Група у ПСЕ | Назив групе | Карактеристике и представници |
|---|---|---|
| 1. група | Алкални метали | Веома реактивни метали (\(\text{Li}, \text{Na}, \text{K}, \text{Rb}, \text{Cs}, \text{Fr}\)) |
| 2. група | Земноалкални метали | Реактивни метали (\(\text{Be}, \text{Mg}, \text{Ca}, \text{Sr}, \text{Ba}, \text{Ra}\)) |
| 3–12. група | Прелазни метали | Елементи d-блока (\(\text{Fe}, \text{Cu}, \text{Zn}, \text{Au}, \dots\)) |
| 16. група | Халкогени елементи | „Градиproperty руда“ (\(\text{O}, \text{S}, \text{Se}, \text{Te}, \text{Po}\)) |
| 17. група | Халогени елементи | Изразити неметали који граде соли (\(\text{F}, \text{Cl}, \text{Br}, \text{I}, \text{At}\)) |
| 18. група | Племенити гасови | Инертни елементи стабилне конфигурације (\(\text{He}, \text{Ne}, \text{Ar}, \text{Kr}, \text{Xe}, \text{Rn}\)) |
| f-блок | Лантаноиди и актиноиди | Унутрашње-прелазни метали, „ретке земље“ |
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Којој групи елемената припадају флуор (\(\text{F}\)), хлор (\(\text{Cl}\)) и бром (\(\text{Br}\)), и да ли спадају у метале или неметале?
Ови елементи припадају 17. групи ПСЕ и називају се халогени елементи. Они представљају изразите неметале.
Задатак 2 (средњи): Поређај следеће елементе 2. групе према растућем металном карактеру: калцијум (\(_{20}\text{Ca}\)), берилијум (\(_{4}\text{Be}\)), баријум (\(_{56}\text{Ba}\)) и магнезијум (\(_{12}\text{Mg}\)).
Сви ови елементи припадају истој групи (земноалкални метали). У групи метални карактер расте одозго надоле са порастом атомског броја.
Редослед одозго надоле у ПСЕ је: \(\text{Be} \rightarrow \text{Mg} \rightarrow \text{Ca} \rightarrow \text{Ba}\).
Тачан редослед према растућем металном карактеру: \[ \text{Be} < \text{Mg} < \text{Ca} < \text{Ba} \]
Редослед одозго надоле у ПСЕ је: \(\text{Be} \rightarrow \text{Mg} \rightarrow \text{Ca} \rightarrow \text{Ba}\).
Тачан редослед према растућем металном карактеру: \[ \text{Be} < \text{Mg} < \text{Ca} < \text{Ba} \]
Задатак 3 (средњи): Елемент има валентну електронску конфигурацију \( 4s^2 4p^4 \). Одреди:
- периоду и групу којој елемент припада,
- блок ПСЕ,
- назив групе којој припада.
- Највиши главни квантни број је \( n = 4 \), па елемент припада 4. периоди. Број валентних електрона је \( 2 + 4 = 6 \) у p-блоку, што одговара 16. групи (\( 10 + 6 = 16 \)).
- Последњи електрони попуњавају p-подниво, па елемент припада p-блоку.
- Елементи 16. групе називају се халкогени елементи.
Задатак 4 (тежак): Атомски бројеви два елемента су \( Z_1 = 19 \) и \( Z_2 = 35 \).
- Напиши њихове скраћене електронске конфигурације.
- Одреди који од њих има изразито метална, а који изразито неметална својства.
- Наведи називе група којима припадају.
-
За \( Z_1 = 19 \) (калијум, \(\text{K}\)): \( [\text{Ar}]\, 4s^1 \)
За \( Z_2 = 35 \) (бром, \(\text{Br}\)): \( [\text{Ar}]\, 3d^{10} 4s^2 4p^5 \) -
Елемент \( Z_1 = 19 \) има један валентни електрон (\( 4s^1 \)) и налази се на левој страни 4. периоде (1. група), па показује изразито метална својства.
Елемент \( Z_2 = 35 \) има 7 валентних електрона (\( 4s^2 4p^5 \)) и налази се на десној страни 4. периоде (17. група), па показује изразито неметална својства. -
Елемент \( Z_1 = 19 \) припада алкалним металима (1. група).
Елемент \( Z_2 = 35 \) припада халогеним елементима (17. група).
