Классы простых веществ
Принцип разделения простых веществ - по электронной оболочке. В зависимости от электронной конфигурации, атомы проявляют разные свойства в соединениях, ниже приведена классификация простых химических веществ согласно IUPAC.
| Название | Элементы | Нахождение в таблице Менделеева |
|---|---|---|
| Щелочные металлы (alkali metals) | Li, Na, K, Rb, Cs, Fr | Первая группа |
| Щёлочноземельные металлы (alkaline earth metals) | Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra | Вторая группа |
| Подгруппа азота (pnictogens) | N, P, As, Sb, Bi | 15я группа |
| Халькогены (chalcogens) | O, S, Se, Te, Po | 16я группа |
| Галогены (halogens) | F, Cl, Br, I, At | 17я группа |
| Благородные газы (noble gases) | He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn | 18я группа |
| Лантаноиды (lanthanoids) | La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu | III группа шестого периода |
| Редкоземельные металлы (rare earth metals) | Sc, Y и лантаноиды | |
| Актиноиды (actinoids) | Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr | III группа седьмого периода |
| Таблица 1. Химические элементы простых веществ. Разделение простых веществ по IUPAC | ||
Щелочные металлы
Все щелочные металлы имеют один электрон на внешнем энергетическом уровне, поэтому, как правило, щелочные металлы в соединениях представлены катионами со степенью окисления "+1". Щелочные металлы имеют серебристо-белый цвет, кроме цезия, цезий имеет серебристо-жёлтый цвет. Все щелочные металлы мягкие, их можно резать скальпелем. При горении, атомы ионизируются и окрашивают пламя в различные цвета.
Щелочные металлы чаще всего получают электролизом природных минералов, представленных галогенидами (фторид, хлорид, бромид, иодид), например из сильвина (KCl).
Щёлочноземельные металлы
Щёлочноземельные металлы имеют серый цвет, при комнатной температуре твёрдые. На внешнем энергетическом уровне имеют два электрона, поэтому легко их отдают и в соединениях имеют степень окисления "+2", реже - "+1". Щёлочноземельные металлы имеют высокую активность, поэтому в природе встречаются только в соединениях.
Щёлочноземельные металлы, как правило, получают электролизом минералов, например, брусита (Mg(OH)2).
Подгруппа азота
Электронная конфигурация элементов подгруппы азота на внешнем энергетическом уровне имеет пять электронов, ns2np3. В соединениях элементы из подгруппы азота имеют степень окисления от "-3" до "+5".
Водородные соединения элементов соответствуют формуле RН3: NН3 – аммиак, РН3 – фосфин, AsН3 – арсин, SbН3 – стибин, BiН3 – висмутин. Все соединения – газы, химическая стойкость каждого последующего ослабевает, что связано с ростом порядкового номера элементов, ослабевания неметаллических свойств и усиления металлических.
Халькогены
Термин "халькоген" происходит от греческих слов "chalkos" - медь и "genos" - рожденный, поскольку чаще всего в природе халькогены встречаются в соединениях с медью. Одно из характерных свойств атомов халькогенов - их способность связываться друг с другом в кольца или цепи в связи с различной прочностью одинарных и двойных связей.
Галогены
Галогены являются сильными окислителями, поэтому в природе встречаются в виде соединений, с увеличением порядкового номера химическая активность галогенов уменьшается. На внешней оболочке находятся семь электронов, для завершения оболочки атом присоединяет один электрон. В некоторых соединениях имеют положительные степени окисления.
Благородные газы
Благородные газы имеют полную электронную оболочку, поэтому в нормальных условиях в реакции не вступают. Благородные газы бесцветны и не имеют запаха.
Лантаноиды
Все Лантаноиды за исключением La и Lu, обладают при температурах выше комнатной сильным парамагнетизмом, причиной которого является наличие у этих элементов нескомпенсированных в 4f-подоболочках спиновых и орбитальных магнитных моментов.
Актиноиды
К актиноидам относятся радиоактивные элементы.
