Хімічні елементи періодичної системи. Періодична система Менделєєва
У природі існує дуже багато послідовностей, що повторюються:
- пори року;
- час доби;
- дні тижня…
У середині 19 століття Д. І. Менделєєв зауважив, що Хімічні властивостіелементів також мають певну послідовність (кажуть, що ця ідея прийшла йому уві сні). Підсумком чудових сновидінь вченого стала Періодична таблиця хімічних елементів, у якій Д.І. Менделєєв побудував хімічні елементи за зростанням атомної маси. У сучасній таблиці хімічні елементи побудовані за зростанням атомного номера елемента (кількість протонів в ядрі атома).
Атомний номер зображений над символом хімічного елемента, під символом – його атомна маса (сума протонів та нейтронів). Зверніть увагу, що атомна маса деяких елементів є нецілим числом! Пам'ятайте про ізотопи!Атомна маса - це середньозважене від усіх ізотопів елемента, що зустрічаються в природі у природних умовах.
Під таблицею розташовані лантаноїди та актиноїди.
Метали, неметали, металоїди
Розташовані в Періодичній таблиці ліворуч від ступінчастої діагональної лінії, яка починається з Бору (В) і закінчується полонієм (Po) (виняток становлять германій (Ge) та сурма (Sb). Неважко помітити, що метали займають більшу частинуПеріодична таблиця. Основні властивості металів: тверді (крім ртуті); блищать; хороші електро- та теплопровідники; пластичні; кування; легко віддають електрони.
Елементи, розташовані праворуч від ступінчастої діагоналі B-Po, називаються неметалами. Властивості неметалів прямо протилежні властивостям металів: погані провідники тепла та електрики; крихкі; нековкі; непластичні; зазвичай приймають електрони.
Металоїди
Між металами та неметалами знаходяться напівметали(Металоїди). Їх характерні властивості як металів, і неметалів. Основне застосування в промисловості напівметали знайшли у виробництві напівпровідників, без яких немислима жодна сучасна мікросхема чи мікропроцесор.
Періоди та групи
Як уже говорилося вище, періодична таблиця складається із семи періодів. У кожному періоді атомні номери елементів збільшуються зліва направо.
Властивості елементів у періодах змінюються послідовно: так натрій (Na) і магній (Mg), що знаходяться на початку третього періоду, віддають електрони (Na віддає один електрон: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg віддає два електрони: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). А ось хлор (Cl), розташований в кінці періоду, приймає один елемент: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .
У групах ж, навпаки, всі елементи мають однакові властивості. Наприклад, групи IA(1) всі елементи, починаючи з літію (Li) і до францієм (Fr), віддають один електрон. А всі елементи групи VIIA(17) приймають один елемент.
Деякі групи є настільки важливими, що отримали особливі назви. Ці групи розглянуті нижче.
Група IA(1). Атоми елементів цієї групи мають у зовнішньому електронному шарі лише по одному електрону, тому легко віддають один електрон.
Найбільш важливі лужні метали - натрій (Na) та калій (K), оскільки грають важливу рольу процесі життєдіяльності людини і входять до складу солей.
Електронні конфігурації:
- Li- 1s 2 2s 1;
- Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
- K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
Група IIA(2). Атоми елементів цієї групи мають у зовнішньому електронному шарі по два електрони, які також віддають під час хімічних реакцій. Найбільш важливий елемент – кальцій (Ca) – основа кісток та зубів.
Електронні конфігурації:
- Be- 1s 2 2s 2;
- Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
- Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2
Група VIIA(17). Атоми елементів цієї групи зазвичай одержують за одним електроном, т.к. на зовнішньому електронному шарі знаходиться по п'ять елементів і до "повного комплекту" не вистачає одного електрона.
Найбільш відомі елементи цієї групи: хлор (Cl) - входить до складу солі та хлорного вапна; Йод (I) - елемент, що грає важливу роль у діяльності щитовидної залози людини.
Електронна конфігурація:
- F- 1s 2 2s 2 2p 5;
- Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
- Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5
Група VIII (18).Атоми елементів цієї групи мають повністю укомплектований зовнішній електронний шар. Тому їм "не треба" приймати електрони. І віддавати їх вони "не хочуть". Звідси - елементи цієї групи дуже "неохоче" вступають у хімічні реакції. Довгий час вважалося, що вони взагалі не вступають у реакції (звідси і назва "інертна", тобто "бездіяльна"). Але хімік Нейл Барлетт відкрив, що деякі з цих газів за певних умов все ж таки можуть вступати в реакції з іншими елементами.
Електронні конфігурації:
- Ne- 1s 2 2s 2 2p 6;
- Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6;
- Kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6
Валентні елементи у групах
Неважко помітити, що в кожній групі елементи схожі один на одного своїми валентними електронами (електрони s та p-орбіталей, розташованих на зовнішньому енергетичному рівні).
У лужних металів - по 1 валентному електрону:
- Li- 1s 2 2s 1;
- Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
- K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
У лужноземельних металів - по 2 валентні електрони:
- Be- 1s 2 2s 2;
- Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
- Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2
У галогенів - по 7 валентних електронів:
- F- 1s 2 2s 2 2p 5;
- Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
- Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5
У інертних газів - по 8 валентних електронів:
- Ne- 1s 2 2s 2 2p 6;
- Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6;
- Kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6
Додаткову інформацію див. у статті Валентність та Таблиці електронних конфігурацій атомів хімічних елементів за періодами.
Звернемо тепер свою увагу на елементи, розташовані в групах із символами У. Вони розташовані в центрі періодичної таблиці та називаються перехідними металами.
Відмінною особливістю цих елементів є присутність в атомах електронів, що заповнюють d-орбіталі:
- Sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1;
- Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2
Окремо від основної таблиці розташовані лантаноїдиі актиноїди- це, так звані, внутрішні перехідні метали. В атомах цих елементів електрони заповнюють f-орбіталі:
- Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
- Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2
Властивості хімічних елементів дозволяють об'єднувати їх у відповідні групи. На цьому принципі було створено періодичну систему, яка змінила уявлення про існуючі речовини і дозволила припустити існування нових, раніше невідомих елементів.
Вконтакте
Періодична система Менделєєва
Періодична таблиця хімічних елементів було складено Д. І. Менделєєвим у другій половині ХІХ століття. Що таке це, і навіщо вона потрібна? Вона поєднує всі хімічні елементи по зростанню атомної ваги, причому всі вони розставлені так, що їх властивості змінюються періодичним чином.
Періодична система Менделєєва звела в єдину систему всі існуючі елементи, які раніше вважалися просто окремими речовинами.
На підставі її вивчення було передбачено, а згодом - синтезовано нові хімічні речовини. Значення цього відкриття для науки неможливо переоцінити, Воно значно випередило свій час і дало поштовх до розвитку хімії на багато десятиліть.
Існує три найбільш поширені варіанти таблиці, які умовно іменуються «коротка», «довга» і «наддовга» ». Основною вважається довга таблиця, вона затверджено офіційно.Відмінністю між ними є компонування елементів та довжина періодів.
Що таке період
Система містить 7 періодів. Вони представлені графічно як горизонтальних рядків. При цьому період може мати один або два рядки, звані рядами. Кожен наступний елемент відрізняється від попереднього зростання заряду ядра (кількості електронів) на одиницю.
Якщо не ускладнювати, період – це горизонтальний рядок періодичної таблиці. Кожен із них починається металом і закінчується інертним газом. Власне, це створює періодичність - властивості елементів змінюються всередині одного періоду, знову повторюючись у наступному. Перший, другий та третій періоди - неповні, вони називаються малими та містять відповідно 2, 8 та 8 елементів. Інші – повні, вони мають по 18 елементів.
Що таке група
Група – це вертикальний стовпець, що містить елементи з однаковим електронною будовоюабо, говорячи простіше, з однаковою вищою. Офіційно затверджена довга таблиця містить 18 груп, які починаються з лужних металів та закінчуються інертними газами.
Кожна група має назву, що полегшує пошук або класифікацію елементів. Посилюються металеві властивості незалежно від елемента у напрямку зверху-вниз. Це з збільшенням кількості атомних орбіт — що їх більше, тим слабші електронні зв'язку, що робить яскравіше вираженою кристалічну решітку.
Метали у періодичній таблиці
Метали у таблиціМенделєєва мають переважну кількість, список їх досить великий. Вони характеризуються загальними ознаками, за властивостями вони неоднорідні і поділяються на групи. Деякі з них мають мало спільного з металами у фізичному сенсі, а інші можуть існувати лише частки секунди і в природі абсолютно не зустрічаються (принаймні на планеті), оскільки створені, точніше, обчислені та підтверджені в лабораторних умовах штучно. Кожна група має власні ознаки, назва і досить помітно відрізняється від інших. Особливо ця відмінність виражена у першої групи.
Положення металів
Яке становище металів у періодичній системі? Елементи розташовані щодо збільшення атомної маси або кількості електронів та протонів. Їх властивості змінюються періодично, тому акуратного розміщення за принципом один до одного в таблиці немає. Як визначити метали, і чи можливо це зробити за таблицею Менделєєва? Щоб спростити питання, придуманий спеціальний прийом: умовно по місцях з'єднання елементів проводиться діагональна лінія від Бора до Полонія (або до Астата). Ті, що виявляються ліворуч – метали, праворуч – неметали. Це було б дуже просто і здорово, але є винятки – Німеччина та Сурма.
Така «методика» - свого роду шпаргалка, вона придумана лише спрощення процесу запам'ятовування. Для більш точного уявлення слід запам'ятати, що список неметалів складає всього 22 елементи,тому відповідаючи питанням, скільки всього металів всього міститься у таблиці Менделєєва
На малюнку можна наочно побачити, які елементи є неметалами і як вони розміщуються в таблиці за групами та періодами.
Загальні фізичні властивості
Існують загальні фізичні властивості металів. До них відносяться:
- Пластичність.
- Характерний блиск.
- Електропровідність.
- Висока теплопровідність.
- Усі, крім ртуті, у твердому стані.
Слід розуміти, що властивості металів дуже різняться щодо їхньої хімічної чи фізичної суті. Деякі їх мало схожі на метали у повсякденному розумінні цього терміна. Наприклад, ртуть займає особливе становище. Вона за звичайних умов перебуває в рідкому стані, немає кристалічної решітки, наявності якої зобов'язані своїми властивостями інші метали. Властивості останніх у разі умовні, із нею ртуть ріднять переважно хімічні властивості.
Цікаво!Елементи першої групи, лужні метали, у чистому вигляді не зустрічаються, перебуваючи у складі різних сполук.
Найм'якший метал, що існує в природі – цезій – відноситься до цієї групи. Він, як і інші подібні лужні речовини, мало спільного має з більш типовими металами. Деякі джерела стверджують, що насправді найм'якший метал калій, що складно оскаржити або підтвердити, оскільки ні той, ні інший елемент не існує сам по собі — будучи виділеним у результаті хімічної реакції вони швидко окислюються або вступають у реакцію.
Друга група металів - лужноземельні - набагато ближча до основних груп. Назва «лужноземельні» походить із давніх часів, коли оксиди називалися «землями», оскільки вони мають пухку розсипчасту структуру. Більш-менш звичними (в повсякденному сенсі) властивостями мають метали починаючи з 3 групи. Зі збільшенням номера групи кількість металів зменшується., заміщаючись неметалевими елементами Остання групаскладається з інертних (або шляхетних) газів.
Визначення металів та неметалів у таблиці Менделєєва. Прості та складні речовини.
Прості речовини (метали та неметали)
Висновок
Співвідношення металів і неметалів у таблиці Менделєєва явно переважує на користь перших. Таке положення свідчить про те, що група металів об'єднана надто широко і потребує більш детальної класифікації, що визнається науковою спільнотою.
> Періодична таблиця
Характеристика та будова періодичної таблиці хімічних елементів Менделєєва: становище елементів, система розподілу, порядковий атомний номер елемента.
Періодична таблиця– розташування хімічних елементів, ґрунтуючись на їх електронних конфігураціях та повторюваних хімічних характеристиках.
Завдання навчання
- Розібратися в тому, як у періодичної таблицірозташовуються хімічні елементи.
Основні пункти
- Періодична таблиця – основна основа характеристики хімічного поведінки елементів.
- Таблиця містить лише ті хімічні елементи, що мають унікальний атомний номер (кількість протонів в ядрі).
- Першість публікації першої таблиці надається Дмитру Менделєєву.
Терміни
- Елемент – будь-який із найпростіших хімічних речовин, які не можна розкласти у хімічній реакції чи хімічним засобом.
- Періодична таблиця - діаграма хімічних елементів, розташованих відповідно до їх атомних чисел.
- Атомний номер – число, яке дорівнює кількості протонів, що характеризує хімічні властивості (Z).
Періодична таблиця – перелік хімічних елементів, розташованих на основі їх атомних чисел, електронних конфігурацій та дублюючих хімічних характеристик. Елементи представлені відповідно до атомних чисел у порядку збільшення. Як виглядає будова періодичної таблиці? Стандартна форма таблиці вміщує сітку 18 х 7. Її можна деконструювати в 4 прямокутні блоки: s – ліворуч, p – праворуч, d – посередині і f – нижче останнього. Рядки таблиці - періоди. Стовпці s-, d-і p-іменують групами, деякі з яких мають власними назвами(Наприклад, галогени або благородні гази).
Періодична таблиця вміщує тенденції, що повторюються, тому її можна використовувати для встановлення співвідношень між характеристиками елементів. Це дозволяє прогнозувати ще невиявлені елементи. У результаті з її допомогою можна аналізувати хімічну поведінку.
Стандартна форма періодичної таблиці, в якій кольори відображають різні категорії елементів
Особливості періодичної таблиці
Давайте розберемо властивості та характеристики періодичної таблиці хімічних елементів. Усі різновиди періодичної таблиці містять виключно хімічні елементи. Кожен має унікальне атомне число – кількість протонів в ядрі. Багато елементів мають різну кількість нейтронів – ізотопи. Наприклад, у вуглеці є три природні ізотопи. Всі його атоми мають шість протонів, більшість з яких мають шість нейтронів і приблизно 1% - 7 нейтронів. У таблиці ізотопи будь-коли ділять, оскільки групуються під одним елементом. Якщо елементи позбавлені стабільних ізотопів, то мають масу, що належить найбільш стабільним (вказані в дужках).
Вченим вдалося виявити чи синтезувати всі елементи атомних чисел від 1 (водень) до 118 (оганесон). Але й поза останнього елемента продовжують створення нових. Все ще точаться суперечки про те, чи потрібно додавати нові таблиці.
Незважаючи на те, що відомі і раніше таблиці, першою публікацією став варіант Дмитра Менделєєва в 1869 році. Він створив її у тому, щоб показати періодичні тенденції характеристик деяких елементів. Він також зумів передбачити властивості ще не знайдених, які записали таблицю вже після нього. З появою нових елементів її розширювали та доповнювали.
Періодична таблиця Менделєєва (1869) відображає періоди по вертикалі, а групи - по горизонталі
Відомий через те, що висвітлив періодичну таблицю елементів
Таблиця Менделєєва є одним з найбільших відкриттівлюдства, що дозволило впорядкувати знання про навколишній світ і відкрити нові хімічні елементи. Вона є необхідною для школярів, а також для всіх, хто цікавиться хімією. Крім того, дана схема є незамінною і в інших галузях науки.
Ця схема містить все відомі людиніелементи, причому вони групуються залежно від атомної маси та порядкового номера. Ці показники впливають властивості елементів. Всього в короткому варіанті таблиці є 8 груп, елементи, що входять в одну групу, мають дуже подібні властивості. Перша група містить водень, літій, калій, мідь, латинську вимову російською якою купрум. А також аргентум — срібло, цезій, золото — аурум і францій. У другій групі розташовані берилій, магній, кальцій, цинк, за ними йдуть стронцій, кадмій, барій, закінчується група ртуттю та радієм.
До складу третьої групи увійшли бір, алюміній, скандій, галій, потім йдуть ітрій, індій, лантан, завершується група талієм та актинієм. Четверта група починається з вуглецю, кремнію, титану, продовжується германієм, цирконієм, оловом і завершується гафнієм, свинцем та резерфордієм. У п'ятій групі є такі елементи, як азот, фосфор, ванадій, нижче розташовані миш'як, ніобій, сурма, потім йдуть тантал вісмут і завершує групу дубній. Шоста починається з кисню, за яким лежать сірка, хром, селен, потім ідуть молібден, телур, далі вольфрам, полоній та сиборгій.
У сьомій групі перший елемент - фтор, потім слідує хлор, марганець, бром, технецій, за ним знаходиться йод, потім реній, астат і борій. Остання група є найчисленнішою. До неї входять такі гази, як гелій, неон, аргон, криптон, ксенон та радон. Також до цієї групи ставляться метали залізо, кобальт, нікель, родій, паладій, рутеній, осмій, іридій, платина. Далі йдуть ханний та мейтнерій. Окремо розташовані елементи, що утворюють ряд актиноїдів та ряд лантаноїдів. Вони мають подібні властивості з лантаном і актинієм.
Дана схема включає всі види елементів, які діляться на 2 великі групи – метали та неметали, що мають різні властивості. Як визначити приналежність елемента до тієї чи іншої групи допоможе умовна лінія, яку необхідно провести від бору до астату. Слід пам'ятати, що таку лінію можна провести лише в повної версіїтаблиці. Всі елементи, які знаходяться вище цієї лінії, і розташовуються в головних підгрупах, вважаються неметалами. А які нижчі, у головних підгрупах – металами. Також металами є речовини, що у побічних підгрупах. Існують спеціальні картинки та фото, на яких можна детально ознайомитись із положенням цих елементів. Варто зазначити, що ті елементи, які знаходяться на цій лінії, виявляють однаково властивості і металів, і неметалів.
Окремий список складають і амфотерні елементи, які мають подвійні властивості і можуть утворювати в результаті реакцій 2 виду сполук. При цьому у них виявляються однаково як основні, так і кислотні властивості . Переважання тих чи інших властивостей залежить від умов реакції та речовин, з якими амфотерний елемент реагує.
Варто зазначити, що дана схема у традиційному виконанні гарної якості є кольоровою. При цьому різними кольорамидля зручності орієнтування позначаються головні та побічні підгрупи. А також елементи групуються в залежності від схожості їх властивостей.
Проте нині поруч із кольорової схемою дуже поширеною є періодична таблиця Менделєєва чорно біла. Такий її вигляд використовується для чорно-білого друку. Незважаючи на складність, працювати з нею так само зручно, якщо врахувати деякі нюанси. Так, відрізнити головну підгрупу від побічної у разі можна за відмінностями у відтінках, які добре помітні. До того ж, у кольоровому варіанті елементи з наявністю електронів на різних шарах позначаються. різними кольорами.
Варто зазначити, що в одноколірному виконанні орієнтуватися за схемою не дуже складно. Для цього буде достатньо інформації, вказаної в кожній окремій клітині елемента.
Єге сьогодні є основним видом випробування після закінчення школи, а отже, підготовці до нього необхідно приділяти особливу увагу. Тому при виборі підсумкового іспиту з хімії, необхідно звернути увагу на матеріали, які можуть допомогти у його здаванні. Як правило, школярам на іспиті дозволено користуватися деякими таблицями, зокрема, таблицею Менделєєва хорошій якості. Тому, щоб вона принесла на випробуваннях лише користь, слід заздалегідь приділити увагу її будову та вивченню властивостей елементів, а також їх послідовності. Необхідно навчитися, так само користуватись і чорно-білою версією таблиці, щоб на іспиті не зіткнутися з деякими труднощами.
Крім основної таблиці, що характеризує властивості елементів та його залежність від атомної маси, існують й інші схеми, які можуть допомогти при вивченні хімії. Наприклад, існують таблиці розчинності та електронегативності речовин. По першій можна визначити, наскільки розчинна та чи інша сполука у воді при звичайній температурі. У цьому горизонталі розташовуються аніони – негативно заряджені іони, а, по вертикалі – катіони, тобто позитивно заряджені іони. Щоб дізнатися ступінь розчинностітого чи іншого з'єднання, необхідно за таблицею знайти його складові. І на місці їхнього перетину буде потрібне позначення.
Якщо це буква "р", то речовина повністю розчинна у воді в нормальних умовах. За наявності літери "м" - речовина малорозчинна, а за наявності літери "н" - вона майже не розчиняється. Якщо стоїть знак «+», з'єднання не утворює осад і без залишку реагує з розчинником. Якщо є знак «-», це означає, що такої речовини не існує. Іноді так само в таблиці можна побачити знак "?", Тоді це означає, що ступінь розчинності цієї сполуки достеменно не відома. Електронегативність елементівможе змінюватись від 1 до 8, для визначення цього параметра так само існує спеціальна таблиця.
Ще одна корисна таблиця – низка активності металів. У ньому розташовуються всі метали зі збільшенням ступеня електрохімічного потенціалу. Починається ряд напруги металів з літію, що закінчується золотом. Вважається, що чим лівіше займає місце в даному ряду метал, тим він більш активний хімічних реакціях. Таким чином, найактивнішим металомвважається метал лужного типу літій. У списку елементів ближче до кінця також є водень. Вважається, що метали, які після нього, є практично неактивними. Серед них такі елементи, як мідь, ртуть, срібло, платина та золото.
Таблиця Менделєєва картинки у високій якості
Дана схема є одним із найбільших досягнень у галузі хімії. При цьому існує чимало видів цієї таблиці- Короткий варіант, довгий, а також наддовгий. Найпоширенішою є коротка таблиця, також часто зустрічається і довга версія схеми. Варто зазначити, що коротка версія схеми нині не рекомендується ІЮПАК для використання.
Усього було розроблено більше сотні видів таблиці, що відрізняються уявленням, формою та графічним поданням. Вони використовують у різних галузях науки, або зовсім не застосовуються. Нині нові зміни схеми продовжують розроблятися дослідниками. Як основний варіант використовується або коротка, або довга схема у відмінній якості.
Графічним зображенням періодичного закону є періодична система (таблиця). Горизонтальні ряди системи називають періодами, а вертикальні стовпці – групами.
Всього в системі (таблиці) 7 періодів, причому номер періоду дорівнює числу електронних шарів в атомі елемента, номер зовнішнього (валентного) енергетичного рівня, значенням головного квантового числа для вищого енергетичного рівня. Кожен період (крім першого) починається s-елементом – активним лужним металом та закінчується інертним газом, перед яким стоїть p-елемент – активний неметал (галоген). Якщо просуватися по періоду зліва направо, то зі зростанням заряду ядер атомів хімічних елементів малих періодів зростатиме кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні, внаслідок чого властивості елементів змінюються – від типово металевих (т.к. на початку періоду стоїть активний лужний метал), через амфотерні (елемент виявляє властивості і металів і неметалів) до неметалевих (активний неметалл – галоген наприкінці періоду), тобто. металеві властивості поступово слабшають та посилюються неметалеві.
У великих періодах із зростанням заряду ядер заповнення електронів відбувається складніше, що пояснює складнішу зміну властивостей елементів порівняно з елементами малих періодів. Так, у парних рядах великих періодів із зростанням заряду ядра число електронів на зовнішньому енергетичному рівні залишається постійним і рівним 2 або 1. Тому, поки йде заповнення електронами наступного за зовнішнім (другим зовні) рівня, властивості елементів у парних рядах змінюються повільно. При переході до непарних рядів, зі зростанням величини заряду ядра збільшується число електронів на зовнішньому енергетичному рівні (від 1 до 8), властивості елементів змінюються так само, як у малих періодах.
ВИЗНАЧЕННЯ
Вертикальні стовпці в Періодичній системі - групи елементів зі подібною електронною будовою і хімічними аналогами, що є. Групи позначають римськими цифрами від І до VIII. Виділяють головні (А) та побічні (B) підгрупи, перші з яких містять s- та p-елементи, другі – d – елементи.
Номер А підгрупи показує кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні (кількість валентних електронів). Для елементів В-підгруп немає прямого зв'язку між номером групи та числом електронів на зовнішньому енергетичному рівні. У А-підгрупах металеві властивості елементів посилюються, а неметалеві зменшуються зі зростанням заряду ядра атома елемента.
Між становищем елементів у Періодичній системі та будовою їх атомів існує взаємозв'язок:
- атоми всіх елементів одного періоду мають рівну кількість енергетичних рівнів, частково або повністю заповнених електронами;
— атоми всіх елементів А підгруп мають рівну кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні.
План характеристики хімічного елемента виходячи з його становища в Періодичної системі
Зазвичай характеристику хімічного елемента виходячи з його становища в Періодичної системі дають за таким планом:
- Вказують символ хімічного елемента, а також його назву;
- вказують порядковий номер, номер періоду та групи (тип підгрупи), в яких знаходиться елемент;
- Вказують заряд ядра, масове число, число електронів, протонів і нейтронів в атомі;
- Записують електронну конфігурацію і вказують валентні електрони;
- Замальовують електронно-графічні формули для валентних електронів в основному і збудженому (якщо воно можливо) станах;
- Вказують сімейство елемента, а також його тип (метал або неметал);
- Порівнюють властивості простої речовини з властивостями простих речовин, утворених сусідніми підгрупою елементами;
- Порівнюють властивостей простої речовини з властивостями простих речовин, утворених сусідніми за періодом елементами;
- Вказують формули вищих оксидів і гідроксидів з коротким описомїх властивостей;
— вказують значення мінімального та максимального ступенів окиснення хімічного елемента.
Характеристика хімічного елемента з прикладу магнію (Mg)
Розглянемо характеристику хімічного елемента на прикладі магнію (Mg) згідно з планом, описаним вище:
1. Mg – магній.
2. Порядковий номер – 12. Елемент знаходиться у 3 періоді, у ІІ групі, А (головній) підгрупі.
3. Z=12 (заряд ядра), M=24 (масове число), e=12 (число електронів), p=12 (число протонів), n=24-12=12 (число нейтронів).
4. 12 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 – електронна конфігурація, валентні електрони 3s 2 .
5. Основний стан
Збуджений стан
6. s-елемент, метал.
7. Вищий оксид – MgO – виявляє основні властивості:
MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 O
MgO + N 2 O 5 = Mg(NO 3) 2
Як гідроксид магнію відповідає основа Mg(OH) 2 , яка виявляє всі типові властивості основ:
Mg(OH) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2H 2 O
8. Ступінь окислення "+2".
9. Металеві властивості у магнію виражені сильніше, ніж у берилію, але слабші, ніж у кальцію.
10. Металеві властивості у магнію виражені слабше, ніж у натрію, але сильніші, ніж у алюмінію (сусідні елементи 3-го періоду).
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
Завдання | Охарактеризуйте хімічний елемент сірку виходячи з її становища в Періодичної системі Д.І. Менделєєва |
Рішення | 1. S – сірка. 2. Порядковий номер – 16. Елемент знаходиться у 3 періоді, у VI групі, А (головній) підгрупі. 3. Z=16 (заряд ядра), M=32 (масове число), e=16 (число електронів), p=16 (число протонів), n=32-16=16 (число нейтронів). 4. 16 S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 – електронна конфігурація, валентні електрони 3s 2 3p 4 . 5. Основний стан
Збуджений стан
6. p-елемент, неметал. 7. Вищий оксид – SO 3 – виявляє кислотні властивості: SO 3 + Na 2 O = Na 2 SO 4 8. Гідроксид, що відповідає вищому оксиду – H 2 SO 4 , виявляє кислотні властивості: H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O 9. Мінімальний ступінь окислення «-2», максимальний – «+6» 10. Неметалічні властивості сірки виражені слабше, ніж у кисню, але сильніше, ніж у селену. 11. Неметалічні властивості сірки виражені сильніше, ніж у фосфору, але слабше, ніж у хлору (сусідні елементи в 3-му періоді). |
ПРИКЛАД 2
Завдання | Охарактеризуйте хімічний елемент натрій виходячи з її становища в Періодичної системі Д.І. Менделєєва |
Рішення | 1. Na – натрій. 2. Порядковий номер – 11. Елемент знаходиться у 3 періоді, у I групі, А (головній) підгрупі. 3. Z=11 (заряд ядра), M=23 (масове число), e=11 (число електронів), p=11 (число протонів), n=23-11=12 (число нейтронів). 4. 11 Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 – електронна конфігурація, валентні електрони 3s 1 . 5. Основний стан 6. s-елемент, метал. 7. Вищий оксид – Na 2 O – виявляє основні властивості: Na 2 O + SO 3 = Na 2 SO 4 Як гідроксид натрію відповідає основа NaOH, яка виявляє всі типові властивості основ: 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O 8. Ступінь окислення "+1". 9. Металеві властивості у натрію виражені сильніше, ніж у літію, але слабші, ніж у калію. 10. Металеві властивості у натрію виражені сильніше, ніж у магнію (сусідний елемент 3-го періоду). |