Возьмите 20 карточек, на которых записаны символы первых двадцати химических элементов Периодической системы с указанием относительной атомной массы, характера простого вещества (металла или неметалла) и формулы высших оксида и гидроксида (основания, кислородсодержащей кислоты или амфотерного гидроксида). Расположите карточки в один горизонтальный ряд в порядке возрастания относительной атомной массы элементов и проанализируйте его. В отличие от монотонно возрастающей атомной массы, свойства элементов в полученном ряду изменяются периодически. Расположите карточки элементов со сходными свойствами друг под другом. Почему карточки «Калий» и «Аргон» нарушают порядок возрастания относительной атомной массы элементов (калий имеет меньшее значение относительной атомной массы, чем аргон)?
Сначала заполняем карточки. В таблице приведены округлённые относительные атомные массы; прочерк означает, что для элемента нельзя записать требуемую пару «высший оксид — соответствующий гидроксид». Вода — оксид водорода, но соответствующего ему гидроксида нет.
| Элемент, |
Простое вещество | Высший оксид | Соответствующий гидроксид |
|---|---|---|---|
| H, |
неметалл | — | |
| He, |
неметалл (благородный газ) | — | — |
| Li, |
металл | ||
| Be, |
металл | ||
| B, |
неметалл | ||
| C, |
неметалл | ||
| N, |
неметалл | ||
| O, |
неметалл | — | — |
| F, |
неметалл | — | — |
| Ne, |
неметалл (благородный газ) | — | — |
| Na, |
металл | ||
| Mg, |
металл | ||
| Al, |
металл | ||
| Si, |
неметалл | ||
| P, |
неметалл | ||
| S, |
неметалл | ||
| Cl, |
неметалл | ||
| Ar, |
неметалл (благородный газ) | — | — |
| K, |
металл | ||
| Ca, |
металл |
По более точным значениям масс
Сравниваем свойства простых веществ и соединений. После очень малоактивного газа неона снова появляется активный металл натрий, затем металл магний, амфотерный алюминий и неметаллы с кислотными высшими оксидами. Значит, свойства не изменяются всё время в одном направлении: похожие группы свойств повторяются.
Чтобы сходные элементы стояли друг под другом, размещаем короткие ряды так:
Аргон должен завершать ряд благородным газом, а калий начинать новый ряд щелочным металлом. Если поставить калий перед аргоном только по относительной атомной массе, закономерное повторение свойств разрушится. Поэтому при составлении таблицы сходство свойств потребовало поменять их местами. Следовательно, для расположения элементов важна не одна лишь величина относительной атомной массы, но и периодичность свойств.
При размещении по сходству свойств аргон завершает ряд с неоном, а калий начинает следующий ряд под натрием и литием. Их порядок отличается от порядка относительных атомных масс ради сохранения периодичности свойств.
