Најважније из лекције
Метали: Најбројнији елементи; проводници топлоте и струје, имају метални сјај, чврстог су стања (сем течне \(\text{Hg}\)); атоми теже да отпусте валентне електроне (нпр. \(\text{Na}, \text{Fe}, \text{Cu}\)).
Неметали: Најзаступљенији у природи; различитих агрегатних стања и боја; атоми теже да приме електроне до стабилног октета (нпр. \(\text{O}, \text{C}, \text{Cl}\)).
Племенити гасови (18. група): Имају стабилну конфигурацију од \(2\) (\(\text{He}\)) или \(8\) валентних електрона (\(\text{Ne}, \text{Ar}, \text{Kr}, \text{Xe}, \text{Rn}\)); слабо су реактивни и налазе се у елементарном стању.
Металоиди: Налазе се на граници метала и неметала и показују својства обе групе (нпр. \(\text{Si}, \text{B}, \text{As}\)).
Неметали: Најзаступљенији у природи; различитих агрегатних стања и боја; атоми теже да приме електроне до стабилног октета (нпр. \(\text{O}, \text{C}, \text{Cl}\)).
Племенити гасови (18. група): Имају стабилну конфигурацију од \(2\) (\(\text{He}\)) или \(8\) валентних електрона (\(\text{Ne}, \text{Ar}, \text{Kr}, \text{Xe}, \text{Rn}\)); слабо су реактивни и налазе се у елементарном стању.
Металоиди: Налазе се на граници метала и неметала и показују својства обе групе (нпр. \(\text{Si}, \text{B}, \text{As}\)).
Хемијски елементи се на основу сличности и разлика у својим физичким и хемијским својствима деле на метале, неметале и металоиде, док се у оквиру неметала посебно издвајају племенити гасови.
| Врста елемената | Карактеристични представници |
|---|---|
| Метали | Натријум (\(\text{Na}\)), калијум (\(\text{K}\)), калцијум (\(\text{Ca}\)), магнезијум (\(\text{Mg}\)), алуминијум (\(\text{Al}\)), гвожђе (\(\text{Fe}\)), бакар (\(\text{Cu}\)), цинк (\(\text{Zn}\)), сребро (\(\text{Ag}\)), злато (\(\text{Au}\)), олово (\(\text{Pb}\)), жива (\(\text{Hg}\)) |
| Неметали | Водоник (\(\text{H}\)), угљеник (\(\text{C}\)), азот (\(\text{N}\)), кисеоник (\(\text{O}\)), фосфор (\(\text{P}\)), сумпор (\(\text{S}\)), флуор (\(\text{F}\)), хлор (\(\text{Cl}\)), бром (\(\text{Br}\)), јод (\(\text{I}\)), селен (\(\text{Se}\)) |
| Племенити гасови | Хелијум (\(\text{He}\)), неон (\(\text{Ne}\)), аргон (\(\text{Ar}\)), криптон (\(\text{Kr}\)), ксенон (\(\text{Xe}\)), радон (\(\text{Rn}\)) |
| Металоиди | Бор (\(\text{B}\)), силицијум (\(\text{Si}\)), германијум (\(\text{Ge}\)), арсен (\(\text{As}\)), антимон (\(\text{Sb}\)), телур (\(\text{Te}\)), астат (\(\text{At}\)) |
Метали чине најбројнију групу елемената и заузимају највећи део Периодног система елемената.
Физичка својства: одликују се металним сјајем, добром проводљивошћу топлоте и електричне струје, сивом су бојом (изузетак су злато које је жуто и бакар који је црвенкаст) и у чврстом су агрегатном стању на собној температури (изузетак је жива, која је течност).
Понашање валентних електрона: Атоми изразитих метала имају мали број валентних електрона и теже да их отпусте како би постигли стабилну електронску конфигурацију најближег племенитог гаса.
Атом натријума (\(_{11}\text{Na}\)) има један валентни електрон. Његовим отпуштањем постиже стабилан распоред од 8 електрона у спољашњем нивоу, једнак атому племенитог гаса неона (\(_{10}\text{Ne}\)).
Неметали су елементи чији атоми имају већи број валентних електрона и чине најзаступљенију групу елемената у природи (у саставу једињења).
Физичка својства: Јављају се у сва три агрегатна стања (гас: \(\text{O}_2, \text{N}_2, \text{Cl}_2\); течно: \(\text{Br}_2\); чврсто: \(\text{C}, \text{S}, \text{P}, \text{I}_2\)), различитих су боја и слаби су проводници топлоте и електрицитета.
Понашање валентних електрона: Атоми неметала теже да приме електроне на свој валентни ниво како би стекли стабилну конфигурацију племенитог гаса (октет).
Атом флуора (\(_{9}\text{F}\)) има седам валентних електрона. Њему недостаје један електрон да би имао осам валентних електрона попут атома неона (\(_{10}\text{Ne}\)), па има изражену тежњу да прими један електрон.
Племенити гасови су елементи 18. групе Периодног система елемената који имају попуњен валентни енергетски ниво, због чега су хемијски изузетно стабилни и слабо реактивни.
Електронска конфигурација: Атом хелијума има попуњен први ниво са \(2\) валентна електрона (дублет), док сви остали племенити гасови (\(\text{Ne}, \text{Ar}, \text{Kr}, \text{Xe}, \text{Rn}\)) имају по \(8\) валентних електрона (октет).
У природи се због своје инертности налазе искључиво у елементарном стању (као једноатомни гасови). Сви осим хелијума и радона налазе се у саставу ваздуха.
- Аргон (\(\text{Ar}\)): Најзаступљенији и најјефтинији племенити гас у ваздуху; користи се за пуњење сијалица (спречава сагоревање влакна) и као заштитна инертна атмосфера при заваривању.
- Хелијум (\(\text{He}\)): Има веома малу густину (много лакши од ваздуха), користи се за пуњење балона и летелица, као и у смешама за дисање код ронилаца.
- Неон (\(\text{Ne}\)): Користи се за израду светлећих реклама и цеви.
Металоиди (полуметали) су елементи који се у Периодном систему налазе на граници између метала и неметала и показују прелазна својства (и метала и неметала).
Главни представници су: бор (\(\text{B}\)), силицијум (\(\text{Si}\)), германијум (\(\text{Ge}\)), арсен (\(\text{As}\)), антимон (\(\text{Sb}\)), телур (\(\text{Te}\)) и астат (\(\text{At}\)).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Разврстај следеће хемијске елементе на метале, неметале и племените гасове: калцијум (\(\text{Ca}\)), азот (\(\text{N}\)), неон (\(\text{Ne}\)), гвожђе (\(\text{Fe}\)), хлор (\(\text{Cl}\)), аргон (\(\text{Ar}\)).
- Метали: калцијум (\(\text{Ca}\)), гвожђе (\(\text{Fe}\))
- Неметали: азот (\(\text{N}\)), хлор (\(\text{Cl}\))
- Племенити гасови: неон (\(\text{Ne}\)), аргон (\(\text{Ar}\))
Задатак 2 (средњи):
Атом елемента \(A\) има распоред електрона по нивоима \(K(2), L(8), M(1)\), а атом елемента \(B\) распоред \(K(2), L(7)\).
а) Одреди којој врсти елемената (метал или неметал) припада сваки од њих.
б) Објасни на који начин њихови атоми постижу стабилну електронску конфигурацију племенитог гаса.
а) Одреди којој врсти елемената (метал или неметал) припада сваки од њих.
б) Објасни на који начин њихови атоми постижу стабилну електронску конфигурацију племенитог гаса.
а) Елемент \(A\) има \(1\) валентни електрон (у питању је натријум, \(\text{Na}\)) и спада у метале. Елемент \(B\) има \(7\) валентних електрона (у питању је флуор, \(\text{F}\)) и спада у неметале.
б) Атом елемента \(A\) постиже стабилну конфигурацију тако што отпушта \(1\) валентни електрон из \(M\) нивоа, чиме му спољашњи постаје стабилан \(L\) ниво са \(8\) електрона (попут неона). Атом елемента \(B\) прима \(1\) електрон у свој \(L\) ниво како би попунио октет од \(8\) валентних електрона.
Задатак 3 (средњи): Који племенити гас се користи за пуњење балона и зашто, а који за заштитну атмосферу при заваривању?
- За пуњење балона користи се хелијум (\(\text{He}\)) зато што има знатно мању густину од ваздуха и није запаљив.
- За заваривање се користи аргон (\(\text{Ar}\)) зато што је хемијски слабо реактиван (инертан), спречава контакт кисеоника са усијаним металом и најјефтинији је племенити гас јер га има највише у ваздуху.
Задатак 4 (тежак):
Атом елемента \(E_1\) има атомски број \(Z = 2\). Атом елемента \(E_2\) налази се у истој групи као и елемент \(E_1\), а има мање од 15 електрона.
а) Одреди хемијске симболе и називе елемената \(E_1\) и \(E_2\).
б) Којој врсти елемената припадају и по чему се разликују у броју валентних електрона?
а) Одреди хемијске симболе и називе елемената \(E_1\) и \(E_2\).
б) Којој врсти елемената припадају и по чему се разликују у броју валентних електрона?
а) Елемент са \(Z = 2\) је хелијум (\(\text{He}\)). Како припада 18. групи (племенити гасови), следећи елемент у тој групи са мање од 15 електрона (\(Z = 10\)) је неон (\(\text{Ne}\)).
б) Оба елемента припадају племенитим гасовима. Разликују се по томе што хелијум има попуњен само први енергетски ниво са \(2\) валентна електрона (дублет), док неон у спољашњем нивоу има \(8\) валентних електрона (октет).
