Блоковете на таблицата

1. Блокове: s, p, d и f

Подслоевете се запълват по реда 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d… Блокът е подслоят, който получава последния електрон.

• s-блок: групи 1 и 2, водородът и хелият.
• p-блок: групи 13–18 (без хелия).
• d-блок: групи 3–12, от 4 период. Тук са желязото, медта, среброто и цинкът.
• f-блок: два реда под таблицата; в програмата не се изучават.

Хелият е s-елемент (1s²), макар да стои в 18 група: обвивката му е пълна. Желязото е d-елемент: последният електрон влиза в 3d, затова е в 4 период, 8 група.

Конфигурацията има четири изключения (хром, мед, молибден, сребро): медта е [Ar]3d¹⁰4s¹, а не 3d⁹4s². Изключението не сменя блока – медта си остава d-елемент. Желязото е [Ar]3d⁶4s², цинкът е [Ar]3d¹⁰4s².

Блокът не казва дали елементът е метал: алуминият, калаят и оловото са метали от p-блока, а водородът и хелият са s-елементи, които не са метали. Номерът на групата в дългата таблица не е броят на външните електрони: алуминият е в 13 група, но има 3s²3p¹ – три външни електрона (13 = 10 + 3).

2. В природата

В земната кора (литосферата) най-много има кислород (46,1 %) и силиций (28,2 %) – заедно почти три четвърти от масата. Следват алуминий, желязо, калций, натрий, магнезий и калий. В морската вода преобладават кислородът и водородът (в състава на водата), после хлорът и натрият. Във въздуха има азот (78,084 %), кислород (20,946 %) и аргон (0,934 %) по обем. Числата са средни: реалните стойности се менят от място на място.

3. Оксиди и хидроксиди: основни, амфотерни, киселинни

В 3 период висшите оксиди са Na₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, P₂O₅, SO₃ и Cl₂O₇. Отляво надясно характерът им преминава от основен през амфотерен (Al₂O₃) към киселинен. По групата надолу основните свойства растат: Be(OH)₂ е амфотерен, Mg(OH)₂ е слаба основа, а Ca(OH)₂ и Ba(OH)₂ са силни основи.

Амфотерно е веществото, което реагира и с киселина, и с основа: Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Pb(OH)₂, ZnO, PbO. Не всички оксиди на металите са основни, а неметалите не са все киселинни: CO и NO са неутрални и не образуват соли.

Железният оксид FeO е основен. Дижелезният триоксид Fe₂O₃ реагира с киселини и само с концентрирана основа – слабо амфотерен, с преобладаващо основен характер.

4. Реакции

• Алкалните метали реагират с вода: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂. По-надолу в групата реакцията е по-бурна; магнезият със студена вода почти не реагира, с пара реагира.
• Алуминият и цинкът отделят водород и с киселина, и с основа: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂; 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂.
• Желязото със солна киселина дава FeCl₂ (степен на окисление +2), а с хлор – FeCl₃ (+3).
• Медта и среброто са след водорода в реда на активността: не отделят водород от солна киселина. Реагират с азотна киселина, а медта – и с гореща концентрирана сярна киселина, но газът не е водород.
• Натриевата основа дава с меден (II) сулфат синя утайка Cu(OH)₂, с железен (III) хлорид – червенокафява Fe(OH)₃, а с цинкови и алуминиеви соли – бели утайки, които се разтварят в излишък основа.

Ако една комбинация няма запис, симулацията казва „Няма данни за тази комбинация“ – тя никога не измисля продукт.

5. d-елементите: степени на окисление и цвят

Желязото има +2 и +3 (FeO, Fe₂O₃), медта – +1 и +2 (Cu₂O, CuO); натрият и цинкът имат само по една степен. Затова „железен оксид“ без число е само FeO. Сборът от степените на окисление е нула: в Fe₂O₃ кислородът е −2, значи желязото е +3.

Йоните с незапълнен d-подслой поглъщат част от видимата светлина и са цветни: Cu²⁺ е син. Zn²⁺ и Ag⁺ имат запълнен d-подслой и са безцветни. Цветът е на йона във водата, не на „метала“: безводният меден сулфат е бял. Разтворът на железен (III) хлорид е жълт, а на железен (III) нитрат – почти безцветен: цветът зависи и от съседите на йона.

6. Формули и наименования

Формулата от йони се получава с най-малкото общо кратно на зарядите: Al³⁺ и SO₄²⁻ дават Al₂(SO₄)₃; многоатомният йон е в скоби, когато индексът е по-голям от 1. Наименованията са стехиометрични („дижелезен триоксид“, „меден дихидроксид“), по Сток („железен (III) оксид“, „оловен (II) оксид“) или кратки, когато елементът има една степен на окисление („алуминиев оксид“, „натриева основа“).

Извън програмата

Хромът и манганът (оранжевият дихромат, виолетовият перманганат) са само за любопитство и не влизат в задачите. Лантаноидите и актиноидите са показани, но не се изучават.

Безопасност

Алкален метал с вода, алуминотермията, концентрираните киселини и горенето на натрий са опасни: такива опити се правят само от учител, в лаборатория, по правилата за безопасност, и никога вкъщи. Симулацията ги показва само на екрана и не дава количества. Очила и ръкавици; киселината се налива във водата, не обратното; нищо не се опитва на вкус. Тежките метали, като оловото, вредят на здравето и на околната среда.