Как изменяются свойства химических элементов А-групп (главных подгрупп) с увеличением относительных атомных масс?

У химических элементов А-групп, то есть главных подгрупп периодической системы, свойства изменяются закономерно при увеличении относительных атомных масс. Обычно это рассматривают сверху вниз внутри одной группы, потому что именно в этом направлении возрастает относительная атомная масса элемента.

В главных подгруппах с увеличением относительной атомной массы увеличивается число электронных слоев в атоме. Например, у лития электронов меньше и слоев меньше, чем у натрия, калия, рубидия и цезия. Из-за появления новых электронных слоев внешний электронный слой находится всё дальше от ядра. Поэтому связь внешних электронов с ядром ослабевает.

Из этого следуют основные изменения свойств.

Во-первых, увеличивается радиус атома. Чем ниже элемент находится в группе, тем больше у него электронных оболочек, поэтому атом становится крупнее. Например, атом калия больше атома натрия, а атом натрия больше атома лития.

Во-вторых, усиливаются металлические свойства. Металлические свойства связаны со способностью атома отдавать электроны. Так как внешний электрон удерживается ядром слабее, элементу легче его отдать. Поэтому в главных подгруппах сверху вниз металличность возрастает. Например, в IА-группе литий, натрий, калий, рубидий и цезий — металлы, причем их химическая активность как металлов возрастает сверху вниз. Цезий значительно активнее лития.

В-третьих, неметаллические свойства ослабевают. Неметаллы обычно стремятся принимать электроны или притягивать их в химической связи. Но с увеличением радиуса атома ядро слабее притягивает внешние электроны, поэтому способность принимать электроны уменьшается. Например, в VIIА-группе фтор — самый активный неметалл, а у йода неметаллические свойства выражены слабее.

В-четвертых, изменяется химическая активность. У металлов главных подгрупп активность при движении сверху вниз обычно возрастает. Например, щелочные металлы становятся всё более активными: литий менее активен, чем натрий, натрий менее активен, чем калий. У неметаллов, наоборот, активность обычно уменьшается сверху вниз. Например, галогены становятся менее активными в ряду: фтор, хлор, бром, йод.

В-пятых, изменяется характер оксидов и гидроксидов. У элементов главных подгрупп сверху вниз усиливаются основные свойства их оксидов и гидроксидов, а кислотные свойства ослабевают. Например, у элементов IIIА-группы бор образует кислотный оксид, алюминий образует амфотерный оксид, а у более тяжелых элементов этой группы металлический характер выражен сильнее.

Также с увеличением относительной атомной массы уменьшается электроотрицательность элементов. Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе общие электронные пары в химической связи. Чем больше радиус атома и чем дальше внешние электроны от ядра, тем слабее атом притягивает электроны. Поэтому, например, фтор имеет очень высокую электроотрицательность, а у йода она ниже.

Энергия ионизации также уменьшается. Энергия ионизации — это энергия, необходимая для отрыва электрона от атома. Так как внешний электрон у тяжелых элементов группы находится дальше от ядра и слабее удерживается, оторвать его легче.

Итак, при увеличении относительных атомных масс в главных подгруппах:

атомный радиус увеличивается;

число электронных слоев увеличивается;

металлические свойства усиливаются;

неметаллические свойства ослабевают;

электроотрицательность уменьшается;

энергия ионизации уменьшается;

основные свойства оксидов и гидроксидов усиливаются;

кислотные свойства оксидов и гидроксидов ослабевают;

активность металлов возрастает, а активность неметаллов уменьшается.

Главная причина этих изменений — увеличение числа электронных слоев и ослабление притяжения внешних электронов к ядру атома.