Семейства химических элементов

Щелочные металлы - это элементы 1-ой группы периодической таблицы химических элементов: литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щёлочами.

В Периодической системе они следуют сразу за инертными газами, поэтому особенность строения атомов щелочных металлов заключается в том, что они содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне: их электронная конфигурация ns¹. Очевидно, что валентные электроны щелочных металлов могут быть легко удалены, потому что атому энергетически выгодно отдать электрон и приобрести конфигурацию инертного газа. Поэтому для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства. Это подтверждают низкие значения их потенциалов ионизации (потенциал ионизации атома цезия - один из самых низких) и электроотрицательности (ЭО).

Щёлочноземельные металлы - химические элементы 2-ой группы главной подгруппы, кроме бериллия и магния: кальций, стронций, барий и радий. Относятся ко 2-ой группе элементов по новой классификации ИЮПАК. Названы так потому, что их оксиды - «земли» (по терминологии алхимиков) - сообщают воде щелочную реакцию. Соли щёлочноземельных металлов, кроме радия, широко распространены в природе в виде минералов.

Все щёлочноземельные металлы - серые, твёрдые при комнатной температуре вещества. В отличие от щелочных металлов, они существенно более твёрдые и ножом преимущественно не режутся (исключение - стронций). Плотность щелочноземельных металлов с порядковым номером растёт, хотя явно рост наблюдается только начиная с кальция, который самый лёгкий из них (ρ = 1,55 г/см³), самый тяжёлый - радий, плотность которого примерно равна плотности железа.

Щелочноземельные металлы имеют электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня ns² и являются s-элементами, наряду с щелочными металлами. Имея два валентных электрона, щелочноземельные металлы легко их отдают и во всех соединениях имеют степень окисления +2 (очень редко +1).

Оксиды и гидроксиды щелочноземельных металлов имеют тенденцию к усилению основных свойств с ростом порядкового номера: Be(OH)₂ - амфотерный, нерастворимый в воде гидроксид, но растворим в кислотах (а также проявляет кислотные свойства в присутствии сильных щелочей), Mg(OH)₂ - слабое основание, нерастворимое в воде, Ca(OH)₂ - сильное, но малорастворимое в воде основание, Sr(OH)₂ - лучше растворимо в воде, чем гидроксид кальция, сильное основание (щёлочь) при высоких температурах, близких к точке кипения воды (100 °C), Ba(OH)₂ - сильное основание (щёлочь), по силе не уступающее KOH или NaOH и Ra(OH)₂ - одна из сильнейших щелочей, очень коррозионное вещество.

Переходные металлы (переходные элементы) - элементы побочных подгрупп периодической системы химических элементов, в атомах которых появляются электроны на d- и f-орбиталях. В общем виде электронное строение переходных элементов можно представить следующим образом: . На ns-орбитали содержится один или два электрона, остальные валентные электроны находятся на - орбитали. Поскольку число валентных электронов заметно меньше числа орбиталей, то простые вещества, образованные переходными элементами, являются металлами.

Все переходные элементы имеют следующие общие свойства:

-Небольшие значения электроотрицательности.

-Переменные степени окисления. Почти для всех d-элементов, в атомах которых на внешнем ns-подуровне находятся 2 валентных электрона, известна степень окисления +2.

-Начиная с d-элементов 3-й группы переодической системы химических элементов, элементы в низшей степени окисления образуют соединения, которые проявляют основные свойства, в высшей - кислотные, в промежуточной - амфотерные.

-Для всех переходных элементов характерно образование комплексных соединений.

Металлы - группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокая тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск.

Полуметаллы (металлоиды, амфотерные металлы) - химические элементы, расположенные в периодической системе на границе между металлами и неметаллами. Для них характерно образование ковалентной кристаллической решётки и наличие металлической проводимости.