А
Химия·9 класскод 1.1·9 мин

Строение атома и Периодическая система: как читать клетку элемента

По номеру элемента восстанавливаем состав ядра, распределение электронов по слоям и предсказываем изменение свойств в периоде и группе.

Тренировать тему

Задания 1–3 ОГЭ проверяют одно умение: по положению элемента в таблице Д. И. Менделеева мгновенно восстановить заряд ядра, число нейтронов и распределение электронов по слоям. Без этого не решаются задания на тип связи, степень окисления и сравнение свойств — то есть примерно треть первой части.

Что даёт порядковый номер

Порядковый номер Z = заряд ядра = число протонов = число электронов в нейтральном атоме. Массовое число A = число протонов + число нейтронов, значит N = A − Z, где A — округлённая до целого относительная атомная масса. Номер периода = число электронных слоёв. Номер группы для элементов главных подгрупп (А) = число электронов на внешнем слое.

Число нейтронов

N = A − Z. Пример: калий, Ar(K) = 39,1 → A = 39, Z = 19, значит N = 39 − 19 = 20 нейтронов, 19 протонов, 19 электронов.

Клетка элемента в ПСХЭ
Клетка элемента (на примере серы)
Порядковый номер Z = 16заряд ядра +16, 16 протонов, 16 электронов
Символ Sобозначение элемента
Ar = 32массовое число A = 32, отсюда N = 32 − 16 = 16 нейтронов
3-й период (строка)три электронных слоя
VI группа, главная подгруппа6 электронов на внешнем слое
Каждое число в клетке отвечает за конкретную характеристику атома — их надо считывать автоматически.
Ёмкость слоёв у первых 20 элементов

Максимум электронов: 1-й слой — 2, 2-й — 8, 3-й — 8 (для первых 20 элементов), затем начинает заполняться 4-й. Поэтому у калия конфигурация 2, 8, 8, 1, а у кальция 2, 8, 8, 2 — третий слой у них ещё не достроен до 18. Завершённый внешний слой (2 у гелия, 8 у остальных) — признак благородного газа.

Алгоритм: от номера элемента к выводу о свойствах
Находим Z
порядковый номер = число протонов и электронов
Считаем нейтроны
N = A − Z, где A — округлённая Ar
Раскладываем электроны по слоям
число слоёв = номер периода, ёмкость 2 / 8 / 8
Смотрим внешний слой
1–3 e− — металл, 4–7 e− — неметалл, 8 e− — инертный
Четыре шага, которые надо выполнять в уме за 20 секунд.

Электронные конфигурации, которые надо знать наизусть

ЭлементZРаспределение по слоямВнешний слой
Натрий Na112, 8, 11 e− — активный металл
Алюминий Al132, 8, 33 e− — амфотерный металл
Сера S162, 8, 66 e− — неметалл
Аргон Ar182, 8, 88 e− — слой завершён
Калий K192, 8, 8, 11 e− на 4-м слое
Число электронов на внешнем слое во 2-м периоде
01.83.55.37LiBeBCNOF
Внутри периода число валентных электронов растёт на единицу с каждым шагом вправо — это и есть причина усиления неметаллических свойств.
Периодические закономерности

В периоде слева направо: заряд ядра растёт, радиус атома уменьшается, электроотрицательность растёт, металлические свойства ослабевают, неметаллические усиливаются. В главной подгруппе сверху вниз: число слоёв растёт, радиус увеличивается, электроотрицательность падает, металлические свойства усиливаются. Высшая степень окисления равна номеру группы, низшая для неметаллов = номер группы − 8.

Задание 2 ОГЭ. Разбор

Условие: расположите элементы Si, P, S в порядке усиления неметаллических свойств. Решение: Z(Si) = 14, Z(P) = 15, Z(S) = 16 — все три элемента в 3-м периоде и идут слева направо. Число слоёв одинаково (3), заряд ядра растёт, радиус атома уменьшается, внешние электроны притягиваются сильнее, способность принимать электроны растёт. Значит неметаллические свойства усиливаются в ряду Si → P → S. Ответ: Si, P, S.

Ловушка ФИПИ: путают радиус и заряд

Самая частая ошибка — вывод «заряд ядра больше, значит радиус больше». Наоборот: при одинаковом числе слоёв больший заряд сильнее стягивает электронную оболочку, радиус уменьшается. Вторая ошибка — считать номер группы числом всех электронов, а не внешних; для побочных подгрупп это правило вообще не работает. Третья — брать A без округления (39,1 вместо 39) и получать дробное число нейтронов: ответ засчитывается как неверный.

Проверьте себя перед ответом
  • Записал Z и A, число нейтронов посчитал как N = A − Z с округлённой Ar
  • Число слоёв совпадает с номером периода
  • Число электронов на внешнем слое совпадает с номером группы А
  • Сумма электронов по слоям равна Z
  • Сравнивая свойства, явно указал направление: по периоду или по группе