Рис. 2. Литий вдвое легче воды, осмий тяжелее ее в 22,5 раза.
наружном слое пять электронов, все-таки относят к металлам).
Проследив, как изменяются свойства у элементов III периода, мы увидим, что с увеличением числа электронов в наружном слое атомов элементы постепенно переходят от активного металла натрия к активному неметаллу хлору. IV период тоже начинается активным металлом калием. В конце этого периода перед инертным газом криптоном также стоит активный неметалл бром. Следовательно, и в этом периоде должен происходить такой же переход.
Почему же этот переход такой медленный? Дело в том, что у элементов IV периода от скандия до цинка «достраивается» не наружный электронный слой, а предыдущий (рис. 3). И лишь после цинка (начиная с галлия) число электронов в наружном слое увеличивается, так что у германия здесь четыре электрона. Он — «пограничный» элемент, за которым следуют неметаллы.
Поскольку у элементов от скандия до никеля в наружном слое не больше двух электронов, то они — металлы. Каждый большой период включает в себя подобный ряд, состоящий только из металлов. У этих рядов четные номера
(4, 6, 8,10), а из большинства расположенных в них металлов состоят побочные подгруппы периодической системы. Металлы, стоящие в середине больших периодов и последовательно «достраивающие» не наружный, а более глубоко лежащие электронные слои, называют переходными металлами.
Переходные металлы, как правило, проявляют переменную валентность, и потому их соединения гораздо многочисленнее и разнообразнее, чем соединения металлов главных подгрупп периодической системы.
Так, ванадий способен, вступая в химические реакции, отдавать один за другим все пять своих валентных электронов, изменяя свою валентность от +2 до +5. Интересно, что при этом получаются соединения красивой окраски, характерной для каждой из этих валентностей.
Максимальная валентность переходных металлов равна номеру группы. Правда, у большинства элементов VIII группы валентность ниже максимальной (см. ст. «Великий закон»). Проявляя максимальную валентность, металлы побочных подгрупп в своих соединениях становятся похожими на соседей из главных подгрупп. Так, семивалентный марганец входит в состав марганцевой кислоты НМnO4, похожей по строению молекулы на хлорную кислоту НСlO4.
Если металл проявляет переменную валентность, то окислам высшей валентности отвечают кислоты, низшей — основания. Окислы, в которых валентность металла промежуточна, амфотерны, т. е. способны в зависимости от условий проявлять как кислотные, так и основные свойства.
КОГДА МЕТАЛЛЫ ПОХОЖИ ДРУГ НА ДРУГА
Мы привыкли к тому, что у элементов одной и той же главной подгруппы и у соединений
440