3.3.5 Деление элементов на металлы и неметаллы и периодические изменения свойств некоторых их сложных соединений

Так как в периодах и группах периодической системы Д.И. Менделеева существуют закономерности в изменении металлических и неметаллических свойств элементов, то можно достаточно определённо указать положение металлов и неметаллов в периодической системе. Если провести диагональ (таблица ) от элемента бора (порядковый номер ) до элемента астата (порядковый номер ), то слева от этой диагонали все элементы являются металлами, а справа от неё элементы побочных подгрупп – металлы, а элементы главных подгрупп – неметаллы. Элементы расположенные вблизи диагонали (например, ) обладают двойственными свойствами: в некоторых своих соединениях ведут себя как металлы; в некоторых – проявляют свойства неметаллов ( и )

Tаблица 3.7 – Положение элементов металлов и неметаллов в периодической системе

Г руппы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Периоды
1
2
3			Al
4
5
6
7

Все элементы (кроме и ), элементы (все элементы побочных подгрупп) и элементы (лантаноиды и актиноиды) являются металлами.

Среди элементов есть металлы и неметаллы.

Деление элементов на металлы и неметаллы объясняется различием в строении атомов. Атомы большинства металлов на внешнем энергетическом уровне имеют от до электронов. Исключение: атомы германия , олова , свинца на внешнем электроном слое имеют четыре электрона, атомы сурьмы , висмута – пять, атомы полония – шесть. Атомы металлов имеют меньший заряд и больший радиус по сравнению с атомами неметаллов данного периода. Поэтому прочность связи внешних электронов с ядром у них значительно меньше, чем у неметаллов, и они легко отдают валентные электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы.

Простые вещества, которые образуют элементы – металлы, при обычных условиях являются твердыми кристаллическими веществами (кроме ртути, которая является жидкостью). Сопоставляя свойства простых веществ, а также водородные и кислородные соединения элементов, можно сделать следующие выводы:

1) свойства простых веществ изменяются от металлических к неметаллическим;

2) элементы (за исключением гелия, неона, и аргона) образуют водородные и кислородные соединения, физические свойства которых изменяются от твердых к газообразным ( и , и – твердые гидриды; и , и – газообразные водородные соединения; и , и – твердые оксиды; , , – газообразные оксиды).

3) свойства оксидов и гидроксидов изменяются от основных к кислотным через амфотерные как внутри периода, так и внутри группы (таблица ). В периоде слева направо основный характер оксидов и гидроксидов постепенно ослабляется, сменяясь амфотерным. К концу периода усиливаются кислотные свойства. Каждый период начинается элементом, оксид и гидроксид которого обладают ярко выраженными основными свойствами, и заканчивается элементом, оксиды и гидроксиды которого при максимальной степени окисления центрального атома – сильные кислоты.

В каждой главной подгруппе (кроме ) сверху вниз усиливается основный характер оксидов и гидроксидов, кислотные же свойства ослабевают.

В главных подгруппах групп содержатся также элементы, оксиды которых обладают амфотерными свойствами.

Таблица 3.8 Изменение свойств оксидов в периодической системе Д.И. Менделеева

I	II	III	IV		V	VI	VII	VIII
H								He
Li	Be	B	C	N		O	F	Ne
Na	Mg	Al	Si	P		S	Cl	Ar
K	Ca	Ga	Ge	As		Se	Br	Kr
Rb	Sr	In	Sn	Sb		Te	I	Xe
Cs	Ba	Tl	Pb	Bi		Po	At	Rn
Fr	Ra