Как изменяются в ряду элементов Cl → S → P → Si радиусы атомов, неметаллические свойства простых веществ, кислотные свойства высших гидроксидов, электроотрицательность? Ответ мотивируйте.

В ряду элементов Cl → S → P → Si (хлор → сера → фосфор → кремний) атомные радиусы увеличиваются, а неметаллические свойства простых веществ, кислотные свойства высших гидроксидов и электроотрицательность уменьшаются.

Объяснение:

Все четыре элемента находятся в третьем периоде Периодической системы Д. И. Менделеева. В данном ряду мы движемся по периоду справа налево, от хлора к кремнию.

1. Радиусы атомов увеличиваются

Cl < S < P < Si

У всех этих элементов электроны располагаются на трёх энергетических уровнях. Однако при движении от хлора к кремнию заряд ядра уменьшается:

• Cl — +17;

• S — +16;

• P — +15;

• Si — +14.

Из-за уменьшения заряда ядра притяжение электронов к ядру ослабевает, поэтому радиусы атомов увеличиваются.

2. Неметаллические свойства простых веществ ослабевают

Cl > S > P > Si

Неметаллические свойства связаны со способностью атомов притягивать и принимать электроны.

При движении справа налево по периоду радиусы атомов увеличиваются, а притяжение внешних электронов к ядру ослабевает. Поэтому способность атомов принимать электроны уменьшается.

Хлор обладает наиболее выраженными неметаллическими свойствами среди перечисленных элементов, а кремний — наименее выраженными.

3. Кислотные свойства высших гидроксидов ослабевают

HClO₄ > H₂SO₄ > H₃PO₄ > H₂SiO₃

Высшие гидроксиды данных элементов:

• Cl — HClO₄ (хлорная кислота);

• S — H₂SO₄ (серная кислота);

• P — H₃PO₄ (ортофосфорная кислота);

• Si — H₂SiO₃ (кремниевая кислота, условная школьная формула).

При движении от хлора к кремнию неметаллические свойства элементов ослабевают, вследствие чего уменьшается и кислотный характер их высших гидроксидов.

Хлорная кислота HClO₄ и серная кислота H₂SO₄ являются сильными кислотами, ортофосфорная кислота H₃PO₄ — кислотой средней силы, а кремниевая кислота H₂SiO₃ — очень слабой.

Таким образом, кислотные свойства высших гидроксидов в данном ряду уменьшаются.

4. Электроотрицательность уменьшается

Cl > S > P > Si

Электроотрицательность — это способность атома химического элемента притягивать к себе общие электронные пары в химической связи.

При движении справа налево по третьему периоду заряд ядра уменьшается, а радиус атома увеличивается. Поэтому способность атома притягивать электроны химической связи снижается.

Значения электроотрицательности по шкале Полинга:

• Cl — 3,16;

• S — 2,58;

• P — 2,19;

• Si — 1,90.

Следовательно, электроотрицательность уменьшается от хлора к кремнию.

Итоговый вывод

Причина всех этих изменений: при движении по третьему периоду справа налево уменьшается заряд ядра атома при неизменном числе занятых энергетических уровней. В результате увеличиваются атомные радиусы, ослабевает притяжение электронов к ядру, уменьшаются электроотрицательность и неметаллические свойства элементов, а также кислотные свойства их высших гидроксидов.