Чому в періодичній системі змінюються металеві властивості


 

Характерна властивість елементів-металів — здатність віддавати свої електрони, що знаходяться на зовнішньому електронному рівні. Таким чином, метали досягають стійкого стану (отримуючи повністю заповнений попередній електронний рівень). Елементи-неметали ж, навпаки, прагнуть не віддати свої електрони, а прийняти чужі, щоб заповнити свій зовнішній рівень до стійкого стану.

      Якщо ви подивитеся в Таблицю Менделєєва, то побачите, що металеві властивості елементів, що знаходяться в одному періоді, слабшають зліва направо. І причиною тому саме кількість зовнішніх (валентних) електронів у кожного елемента. Чим більше їх, тим слабше виражені металеві властивості. Всі Періоди (крім самого першого) починаються зі лужного металу і закінчуються інертним газом.

Лужний метал, який має всього один валентний електрон, легко розлучається з ним, перетворюючись на позитивно заряджений іон. Інертні ж гази і так мають повністю укомплектований зовнішній електронний шар, знаходяться в самому стійкому стані — навіщо їм приймати або віддавати електрони? Цим і пояснюється їх надзвичайна хімічна інертність.

Але ця зміна, так сказати, по горизонталі. А чи є зміна металевих властивостей по вертикалі? Так, є, і дуже добре виражене. Розгляньте самі «металеві» метали — лужні. Це літій, натрій, калій, рубідій, цезій, францій. Втім, останній можна не розглядати, тому що францій надзвичайно мало поширений. Як збільшується їх хімічна активність? Зверху вниз. Тепловий ефект реакцій збільшується точно таким же чином.

Наприклад, на уроках хімії часто показують, як натрій реагує з водою: шматочок металу буквально «бігає» по поверхні води, тане з кипінням. З калієм такий демонстраційний досвід проводити вже ризиковано: надто вже сильне кипіння. Рубідій ж краще для таких дослідів зовсім не використовувати. І не тільки тому що він набагато дорожче калію, а й через те, що реакція протікає надзвичайно бурхливо, з займанням. Що вже говорити про цезій. Чому, з якої причини? Тому що радіус атомів збільшується. А чим далі зовнішній електрон від ядра, тим легше атом «віддає» його (тобто тим сильніше металеві властивості).