Dövr və onun fiziki mənası. D.İ.Mendeleyevin dövri qanunu. Elementlərin əlaqəsi. Kimyəvi dövriliyin fiziki mənası
Atom kütlələrinin artan qiymətləri ilə düzülmüş elementlərin xassələrini tədqiq edərək, böyük rus alimi D.I. Mendeleyev 1869-cu ildə dövrilik qanununu çıxardı:
elementlərin xassələri, deməli, onların əmələ gətirdiyi sadə və mürəkkəb cisimlərin xassələri dövri olaraq elementlərin atom çəkilərinin qiymətindən asılıdır.
Mendeleyevin dövri qanununun müasir formalaşdırılması:
Kimyəvi elementlərin xassələri, həmçinin elementlərin birləşmələrinin formaları və xassələri dövri olaraq onların nüvələrinin yükündən asılıdır.
Nüvədəki protonların sayı nüvənin müsbət yükünün böyüklüyünü və müvafiq olaraq dövri sistemdəki elementin sıra nömrəsini Z müəyyən edir. Proton və neytronların ümumi sayı deyilir kütlə sayı A, nüvənin kütləsinin dəyərinə təxminən bərabərdir. Buna görə də neytronların sayı (N) nüvədə düsturla tapıla bilər:
N = A - Z.
Elektron konfiqurasiya- kimyəvi element atomlarının müxtəlif elektron qabıqlarında elektronların düzülüşü düsturu
Və ya molekullar.
17. Kvant ədədləri və atomlarda enerji səviyyələrinin və orbitalların doldurulma qaydası. Kleçkovski qaydaları
Atomun qabığında elektronların enerji səviyyələri və alt səviyyələri üzrə paylanması qaydası onun elektron konfiqurasiyası adlanır. Atomdakı hər bir elektronun vəziyyəti dörd kvant nömrəsi ilə müəyyən edilir:
1. Əsas kvant sayı n böyük dərəcədə atomdakı elektronun enerjisini xarakterizə edir. n = 1, 2, 3… .. Elektron atom nüvəsinə ən yaxın olduğu halda, n = 1-də ən kiçik enerjiyə malikdir.
2. Orbital (girov, azimutal) kvant sayı l elektron buludunun formasını və az dərəcədə onun enerjisini müəyyən edir. Əsas kvant ədədinin n hər bir dəyəri üçün orbital kvant nömrəsi sıfır və bir sıra tam qiymətlər qəbul edə bilər: l = 0 ... (n-1)
Müxtəlif l qiymətləri ilə xarakterizə olunan elektron vəziyyətləri adətən atomdakı elektronun enerji alt səviyyələri adlanır. Hər bir alt səviyyə müəyyən bir hərflə təyin olunur, elektron buludunun (orbital) müəyyən bir formasına uyğundur.
3. Maqnit kvant sayı m l kosmosda elektron buludunun mümkün istiqamətlərini müəyyən edir. Belə istiqamətlərin sayı maqnit kvant nömrəsinin ala biləcəyi dəyərlərin sayı ilə müəyyən edilir:
m l = -l, ... 0, ... + l
Müəyyən bir l üçün belə dəyərlərin sayı: 2l + 1
Müvafiq olaraq: s-elektronları üçün: 2 · 0 + 1 = 1 (sferik orbital yalnız bir şəkildə istiqamətləndirilə bilər);
4. Spin kvant sayı m s o elektronun mövcudluğunu əks etdirir öz anı hərəkat.
Spin kvant ədədinin yalnız iki qiyməti ola bilər: m s = +1/2 və ya –1/2
Çox elektronlu atomlarda elektronların paylanmasıüç prinsipə uyğun olaraq baş verir:
Pauli prinsipi
Bir atomda dörd kvant ədədinin eyni dəstinə malik elektronlar ola bilməz.
2. Hund qaydası(tramvay qaydası)
Atomun ən sabit vəziyyətində elektronlar elektron alt səviyyə daxilində yerləşir ki, onların ümumi spini maksimum olsun. Bu, dayanmış boş tramvayda qoşa oturacaqların doldurulması proseduruna bənzəyir - birincisi, bir-biri ilə tanış olmayan insanlar ikiqat oturacaqlarda (və elektronlar orbitaldadır) bir-bir otururlar və yalnız qoşa oturacaqlar boş olduqda. oturacaqlar iki bitdi.
Minimum enerji prinsipi (V.M.Kleçkovskinin Qaydaları, 1954)
1) Atom nüvəsinin yükünün artması ilə elektron orbitalların ardıcıl doldurulması əsas və orbital kvint ədədlərinin cəminin (n + l) daha aşağı dəyəri olan orbitallardan bu məbləğin böyük dəyəri olan orbitallara qədər baş verir. .
2) Cəminin eyni qiymətləri üçün (n + l) orbitalların doldurulması əsas kvant ədədinin dəyərinin artması istiqamətində ardıcıl olaraq baş verir.
18. Kimyəvi bağların modelləşdirilməsi üsulları: valent rabitə metodu və molekulyar orbital üsul.
Valentlik bağı üsulu
Ən sadəsi 1916-cı ildə amerikalı fizik və kimyaçı Lyuis tərəfindən təklif edilən valentlik bağları (BC) üsuludur.
Valentlik əlaqə metodu iki atomun nüvələrinin bir və ya bir neçə ümumi elektron cütlüyünə cəlb edilməsi nəticəsində kimyəvi rabitəni nəzərdə tutur. İki atom arasında lokallaşdırılmış belə iki elektron və iki mərkəzli rabitə kovalent adlanır.
Prinsipcə, kovalent bağ əmələ gəlməsinin iki mexanizmi mümkündür:
1. İki atomun spinlərinin əks istiqamətli olması şərti ilə elektronların qoşalaşması;
2. Atomlardan birinin (donorun) hazır elektron cütünün digər atomun (akseptorun) enerji baxımından əlverişli sərbəst orbitalının iştirakı ilə ümumiləşdiyi donor-akseptor qarşılıqlı əlaqəsi.
Kimyanın ilk dərslərindən D.İ.Mendeleyev cədvəlindən istifadə etmisiniz. O, açıq şəkildə nümayiş etdirir ki, bizi əhatə edən dünyanın maddələrini təşkil edən bütün kimyəvi elementlər bir-biri ilə bağlıdır və ümumi qanunlara tabedirlər, yəni onlar vahid bir bütövü - kimyəvi elementlər sistemini təmsil edirlər. Ona görə də müasir elmdə D.İ.Mendeleyev cədvəli kimyəvi elementlərin dövri cədvəli adlanır.
Niyə "dövri", siz də başa düşürsünüz, çünki ümumi nümunələr atomların, kimyəvi elementlərin əmələ gətirdiyi sadə və mürəkkəb maddələrin xassələrində baş verən dəyişikliklər bu sistemdə müəyyən fasilələrlə - dövrlərdə təkrarlanır. Cədvəl 1-də göstərilən bu nümunələrdən bəziləri artıq sizə məlumdur.
Beləliklə, dünyada mövcud olan bütün kimyəvi elementlər vahid, obyektiv təbiətdə fəaliyyət göstərən Dövri Qanuna tabe olur, qrafik təsviri Dövri sistem elementləri. Bu qanun və sistem böyük rus kimyaçısı D.İ.Mendeleyevin adını daşıyır.
D.İ.Mendeleyev Dövri Qanunun kəşfinə kimyəvi elementlərin xassələrini və nisbi atom kütlələrini müqayisə etməklə gəlmişdir. Bunun üçün D.İ.Mendeleyev kartda hər bir kimyəvi element üçün aşağıdakıları qeyd etdi: elementin simvolu, nisbi atom kütləsinin qiyməti (D.İ.Mendeleyevin dövründə bu qiymət atom çəkisi adlanırdı), düsturları və təbiətini. daha yüksək oksid və hidroksid. O, o vaxta qədər məlum olan 63 kimyəvi elementi nisbi atom kütlələrinin artan ardıcıllığı ilə bir zəncirdə düzdü (şək. 1) və bu elementlər toplusunu təhlil edərək onlarda müəyyən qanunauyğunluqlar tapmağa çalışdı. Gərgin yaradıcılıq işi nəticəsində o, bu zəncirdə intervalların - elementlərin və onların əmələ gətirdiyi maddələrin xassələrinin oxşar şəkildə dəyişdiyi dövrlərin olduğunu kəşf etdi (şək. 2).
düyü. bir.
Nisbi atom kütlələrini artırmaq üçün düzülmüş elementlərin kartları
düyü. 2.
Elementlərin və onların əmələ gətirdiyi maddələrin xassələrinin dövri dəyişməsi ardıcıllığı ilə düzülmüş elementlərin kartları
2 nömrəli laboratoriya təcrübəsi
D. İ. Mendeleyevin dövri cədvəlinin qurulmasının modelləşdirilməsi
| D.I.Mendeleyevin dövri cədvəlinin qurulmasını simulyasiya edin. Bunu etmək üçün 1-dən 20-yə qədər seriya nömrələri olan elementlər üçün 6 x 10 sm ölçülü 20 kart hazırlayın. Hər bir kartda element haqqında aşağıdakı məlumatları göstərin: kimyəvi simvolu, adı, nisbi atom kütləsi, daha yüksək oksidin düsturu, hidroksid (mötərizədə onların təbiəti göstərilir - əsas, turşu və ya amfoter), uçucu hidrogen birləşməsinin düsturu (qeyri-metallar üçün). Kartları qarışdırın və sonra onları elementlərin nisbi atom kütlələrinin artan sırası ilə sıralayın. 1-dən 18-ə qədər oxşar elementləri bir-birinin altına qoyun: litium üzərində hidrogen və natrium altında kalium, müvafiq olaraq maqnezium altında kalsium, neon altında helium. Müəyyən etdiyiniz nümunəni qanun şəklində tərtib edin. Arqon və kaliumun nisbi atom kütlələri və elementlərin ümumi xassələri baxımından yerləşməsi arasındakı uyğunsuzluğa diqqət yetirin. Bu fenomenin səbəbini izah edin. |
Müasir terminlərdən istifadə edərək dövrlər ərzində xassələrdə özünü göstərən müntəzəm dəyişiklikləri bir daha sadalayaq:
- metal xassələri zəifləyir;
- qeyri-metal xassələri gücləndirilir;
- ali oksidlərdə elementlərin oksidləşmə vəziyyəti +1-dən +8-ə qədər artır;
- uçucu hidrogen birləşmələrində elementlərin oksidləşmə vəziyyəti -4-dən -1-ə qədər artır;
- əsasdan amfoterə qədər oksidlər turşu ilə əvəz olunur;
- amfoter hidroksidlər vasitəsilə qələvilərdən hidroksidlər oksigen tərkibli turşularla əvəz olunur.
Bu müşahidələr əsasında D.I.Mendeleyev 1869-cu ildə bir nəticəyə gəldi - o, müasir terminlərdən istifadə edərək belə səslənən Dövri Qanunu tərtib etdi:
Kimyəvi elementləri nisbi atom kütlələri əsasında sistemləşdirən D.İ.Mendeleyev elementlərin və onların əmələ gətirdiyi maddələrin xassələrinə də böyük diqqət yetirir, oxşar xassələrə malik elementləri şaquli sütunlara - qruplara bölürdü. Bəzən onun aşkar etdiyi nümunəni pozaraq, nisbi atom kütlələrinin aşağı qiymətləri olan elementlərin qarşısına daha ağır elementlər qoyur. Məsələn, masasında nikelin qarşısına kobalt, yodun qarşısına tellur, inert (nəcib) qazlar aşkar edildikdə isə kaliumun qarşısına arqon yazmışdır. D.İ.Mendeleyev belə bir düzülüşü zəruri hesab edirdi, çünki əks halda bu elementlər xassələrinə görə onlara bənzəməyən elementlər qruplarına düşərdilər. Beləliklə, xüsusilə, qələvi metal kalium inert qazlar qrupuna, inert qaz arqon isə qələvi metallar qrupuna düşəcəkdir.
D.İ.Mendeleyev bu istisnaları ümumi qaydaya, eləcə də elementlərin və onların əmələ gətirdiyi maddələrin xassələrinin dəyişməsinin dövriliyinin səbəbini izah edə bilmədi. Halbuki bu səbəbi atomun mürəkkəb quruluşunda olduğunu qabaqcadan görmüşdü. Məhz D.İ.Mendeleyevin elmi intuisiyası ona kimyəvi elementlər sistemini onların nisbi atom kütlələrinin artması qaydasında deyil, atom nüvələrinin yüklərinin artması qaydasında qurmağa imkan verdi. Elementlərin xassələrinin onların atom nüvələrinin yükləri ilə dəqiq müəyyən edilməsi, keçən il qarşılaşdığınız izotopların mövcudluğu ilə aydın şəkildə ifadə olunur (bunun nə olduğunu xatırlayın, sizə məlum olan izotoplara misallar verin).
Atomun quruluşu haqqında müasir fikirlərə uyğun olaraq, kimyəvi elementlərin təsnifatının əsasını onların atom nüvələrinin yükləri təşkil edir və Dövri Qanunun müasir tərtibatı aşağıdakı kimidir:
Elementlərin və onların birləşmələrinin xassələrinin dəyişməsinin dövriliyi onların atomlarının xarici enerji səviyyələrinin strukturunda dövri təkrarlanma ilə izah olunur. Dövri Cədvəldə qəbul edilmiş simvolizmi əks etdirən enerji səviyyələrinin sayı, onların üzərində yerləşən elektronların ümumi sayı və xarici səviyyədəki elektronların sayıdır, yəni elementin sıra nömrəsinin fiziki mənasını açır. , dövrün nömrəsi və qrupun nömrəsi (nədən ibarətdir?).
Atomun quruluşu elementlərin metal və qeyri-metal xassələrinin dövrlərdə və qruplarda dəyişməsinin səbəblərini də izah edir.
Deməli, D.İ.Mendeleyevin Dövri Qanunu və Dövri Sistemi kimyəvi elementlər və onların əmələ gətirdiyi maddələr haqqında məlumatları ümumiləşdirir və onların xassələrinin dəyişməsində dövriliyi və eyni qrup elementlərinin xassələrinin oxşarlığının səbəbini izah edir.
Dövri Qanunun və D.I. Dövri Cədvəlinin bu iki ən mühüm mənası. Artıq D.İ.Mendeleyev Dövri Cədvəlin yaradılması mərhələsində o dövrdə hələ məlum olmayan elementlərin xassələri haqqında bir sıra proqnozlar vermiş və onların kəşf yollarını göstərmişdir. D.İ.Mendeleyev yaratdığı cədvəldə bu elementlər üçün boş xanalar qoyub (şək. 3).
düyü. 3.
D.İ.Mendeleyevin təklif etdiyi elementlərin dövri sistemi
Dövri Qanunun proqnozlaşdırıcı gücünün parlaq nümunələri elementlərin sonrakı kəşfləri idi: 1875-ci ildə fransız Lecoq de Boisabaudran beş il əvvəl D. İ. Mendeleyevin proqnozlaşdırdığı qalliumu "ekaalüminium" (eka - aşağıdakı) adlı element kimi kəşf etdi; 1879-cu ildə isveçli L.Nilson D.İ.Mendeleyevə görə “ekabor” açdı; 1886-cı ildə alman K.Vinkler tərəfindən – D.İ.Mendeleyevə görə “ekasilitsiy” (D.İ.Mendeleyevin cədvəlinə əsasən bu elementlərin müasir adlarını müəyyənləşdirin). D.İ.Mendeleyevin öz proqnozlarında nə qədər dəqiq olduğunu 2-ci cədvəldəki məlumatlar göstərir.
cədvəl 2
Germaniumun proqnozlaşdırılan və eksperimental olaraq kəşf edilmiş xüsusiyyətləri
|
1871-ci ildə D.I.Mendeleyev tərəfindən proqnozlaşdırılıb |
1886-cı ildə K.Vinkler tərəfindən yaradılmışdır. |
|
Nisbi atom kütləsi 72-yə yaxındır |
Nisbi atom kütləsi 72.6 |
|
Boz odadavamlı metal |
Boz odadavamlı metal |
|
Metalın sıxlığı təxminən 5,5 q / sm 3 təşkil edir |
Metalın sıxlığı 5,35 q / sm 3 |
|
E0 2 oksidinin formulu |
Oksid Formula Ge0 2 |
|
Oksidin sıxlığı təxminən 4,7 q / sm 3 təşkil edir |
Oksidin sıxlığı 4,7 q / sm 3 təşkil edir |
|
Oksid asanlıqla metala çevriləcəkdir. |
Ge0 2 oksidi hidrogen axınında qızdırıldıqda metala çevrilir |
|
Xlorid ES1 4, qaynama nöqtəsi təxminən 90 ° C və sıxlığı təxminən 1,9 q / sm 3 olan bir maye olmalıdır. |
Germanium (IV) xlorid GeCl 4, qaynama nöqtəsi 83 ° C və sıxlığı 1,887 q / sm 3 olan bir mayedir. |
Yeni elementləri kəşf edən alimlər rus alimin kəşfini yüksək qiymətləndirmişlər: “Elementlərin dövriliyi haqqında təlimin etibarlılığına hələ də hipotetik ekasilikiyanın kəşfindən aydın sübut ola bilməz; bu, əlbəttə ki, cəsarətli bir nəzəriyyənin sadə təsdiqindən daha çox şeydir - bu, kimyəvi görmə sahəsinin görkəmli genişlənməsini, bilik sahəsində nəhəng bir addımı qeyd edir "(K. Winkler).
101 nömrəli elementi kəşf edən amerikalı alimlər o vaxtlar kəşf edilməmiş elementlərin xassələrini proqnozlaşdırmaq üçün Elementlərin Dövri Cədvəlindən ilk dəfə istifadə edən böyük rus kimyaçısı Dmitri Mendeleyevin xidmətlərini nəzərə alaraq ona "Mendelevium" adını vermişlər.
Siz 8-ci sinifdə tanış olmusunuz və bu il qısa dövr adlanan Dövri Cədvəlin formasından istifadə edəcəksiniz. Bununla belə, ixtisas siniflərində və ali təhsil müəssisələrində, əsasən, fərqli bir forma - uzunmüddətli versiya istifadə olunur. Onları müqayisə edin. Dövri Cədvəlin bu iki formasında ümumi olan və fərqli olan nədir?
Yeni sözlər və anlayışlar
- D.İ.Mendeleyevin dövri qanunu.
- D.İ.Mendeleyevin Kimyəvi Elementlərin Dövri Cədvəli Dövri Qanunun qrafik təsviridir.
- Element nömrəsinin, dövr nömrəsinin və qrup nömrəsinin fiziki mənası.
- Dövrlərdə və qruplarda elementlərin xassələrinin dəyişmə qanunauyğunluqları.
- Dövri qanunun və D.İ.Mendeleyevin kimyəvi elementlərin dövri cədvəlinin əhəmiyyəti.
Öz-özünə iş tapşırıqları
- Sübut edin ki, D.İ.Mendeleyevin dövri qanunu təbiətin başqa qanunları kimi izahedici, ümumiləşdirici və proqnozlaşdırıcı funksiya yerinə yetirir. Kimya, fizika və biologiya kurslarından bildiyiniz digər qanunlarda bu funksiyaları təsvir etmək üçün nümunələr verin.
- Atom elektronları bir sıra rəqəmlərə görə səviyyələrdə düzülmüş kimyəvi elementi adlandırın: 2, 5. Bu element hansı sadə maddəni əmələ gətirir? Onun hidrogen birləşməsinin düsturu nədir və nə adlanır? Bu elementin ən yüksək oksidinin düsturu nədir, təbiəti necədir? Bu oksidin xassələrini xarakterizə edən reaksiya tənliklərini yazın.
- Berilyum əvvəllər III qrup elementi kimi təsnif edilirdi və onun nisbi atom kütləsi 13,5 hesab olunurdu. Niyə D.İ.Mendeleyev onu II qrupa köçürdü və berilliumun atom kütləsini 13,5-dən 9-a düzəltdi?
- Kimyəvi elementin əmələ gətirdiyi sadə maddə ilə atomunda elektronlar enerji səviyyələri üzrə bir sıra rəqəmlərə görə paylanan: 2, 8, 8, 2 və 7 nömrəli elementlərdən əmələ gələn sadə maddələr arasında reaksiyaların tənliklərini yazın. və dövri cədvəldə №8. Növü nədir kimyəvi bağ reaksiya məhsullarında? İlkin sadə maddələrin və onların qarşılıqlı təsirinin məhsullarının kristal quruluşu necədir?
- Metal xassələri gücləndirmək üçün aşağıdakı elementləri düzün: As, Sb, N, P, Bi. Bu elementlərin atomlarının quruluşuna əsaslanaraq yaranan sıranı əsaslandırın.
- Aşağıdakı elementləri qeyri-metal xassələrin yüksəldilməsi qaydasında düzün: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Bu elementlərin atomlarının quruluşuna əsaslanaraq yaranan sıranı əsaslandırın.
- Düsturları SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7 olan oksidlərin turşu xassələrinin zəifləməsi ardıcıllığı ilə düzün. Nəticə seriyasını əsaslandırın. Bu oksidlərə uyğun olan hidroksidlərin düsturlarını yazın. Təklif etdiyiniz diapazonda onların turşu xarakteri necə dəyişir?
- Bor, berillium və litium oksidləri üçün düsturları yazın və onları əsas xassələrinin artan ardıcıllığı ilə düzün. Bu oksidlərə uyğun olan hidroksidlərin düsturlarını yazın. Onların kimyəvi təbiəti nədir?
- İzotoplar nədir? İzotopların kəşfi Dövri Qanunun yaranmasına necə kömək etdi?
- Niyə D.I. Dövri Cədvəldəki elementlərin atom nüvələrinin yükləri?
- Kimyəvi elementlərin sistemləşdirilməsi üçün nisbi atom kütləsi, atom nüvəsinin yükü və atomun elektron qabığındakı xarici enerji səviyyələrinin quruluşunun əsas götürüldüyü Dövri Qanunun üç formulunu verin.
IV - VII - böyük dövrlər ildən iki sıra (cüt və tək) elementlərdən ibarətdir.
Tipik metallar böyük dövrlərin bərabər cərgələrində yerləşir. Tək sıra metaldan başlayır, sonra metal xassələri zəifləyir və qeyri-metal xassələri artır, dövr inert qazla bitir.
Qrupşaquli sıra kimyadır. kimya ilə birləşdirilmiş elementlər. xassələri.
Qrup
əsas alt qrup kiçik alt qrup
Əsas alt qrupa alt qrup daxildir
yalnız böyük dövrlərin həm kiçik, həm də böyük elementlərinin elementləri.
dövrlər.
H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Cu, Ag, Au
kiçik böyük böyük
Eyni qrupa birləşdirilmiş elementlər üçün aşağıdakı nümunələr xarakterikdir:
1. Oksigenlə birləşmələrdə elementlərin ən yüksək valentliyi(bəzi istisnalarla) qrup nömrəsinə uyğundur.
Yan alt qrupların elementləri digər yüksək valentlikləri də nümayiş etdirə bilər. Məsələn, Cu - ikinci dərəcəli alt qrupun I qrupunun elementi - Cu 2 O oksidini əmələ gətirir. Bununla belə, ən çox yayılmış birləşmələr ikivalentli mis birləşmələridir.
2. Əsas alt qruplarda(yuxarıdan aşağı) atom kütlələrinin artması ilə elementlərin metal xassələri artır və qeyri-metal xassələri zəifləyir.
Atomun quruluşu.
Uzun müddət elmdə üstünlük təşkil edən fikir atomların bölünməz olması idi, yəni. daha sadə komponentləri ehtiva etmir.
Bununla belə, 19-cu əsrin sonlarında atomların mürəkkəb tərkibinə və onların bir-birinə çevrilməsinin mümkünlüyünə şəhadət verən bir sıra faktlar müəyyən edildi.
Atomlar daha kiçik struktur vahidlərindən qurulmuş mürəkkəb birləşmələrdir.
|
|
ē - elektron - nüvədən kənarda
Kimya üçün atomun elektron qabığının quruluşu böyük maraq doğurur. Altında elektron qabıq atomdakı bütün elektronların məcmusunu başa düşmək. Bir atomdakı elektronların sayı protonların sayına bərabərdir, yəni. elementin sıra nömrəsi, çünki atom elektrik cəhətdən neytraldır.
Elektronun ən mühüm xüsusiyyəti onun atomla əlaqəsinin enerjisidir. Yaxın enerjiləri olan elektronlar təkdir elektron təbəqə.
Hər kimya. dövri cədvəldə bir element nömrələnmişdir.
Hər bir elementin aldığı nömrə çağırılır seriya nömrəsi.
Seriya nömrəsinin fiziki mənası:
1. Elementin sıra nömrəsi nə qədərdirsə, atom nüvəsinin yükü də elədir.
2. Nüvə ətrafında eyni sayda elektron fırlanır.
Z = p + Z - elementin sıra nömrəsi
n 0 = A - Z
n 0 = A - p + A elementin atom kütləsidir
n 0 = A - ē
Məsələn, Li.
Dövr nömrəsinin fiziki mənası.
Bir element hansı dövrdə yerləşirsə, o qədər çox elektron qabıq (qat) olacaqdır.
| |
+2 deyil | |
| |
Bir elektron qabığında elektronların maksimum sayının təyini.
Seçim 1
A1. Mendeleyev cədvəlinin qrup nömrəsinin fiziki mənası nədir?
2. Bu atomun nüvəsinin yüküdür
4. Bu nüvədəki neytronların sayıdır
A2. Enerji səviyyələrinin sayı nə qədərdir?
1. Seriya nömrəsi
2. Dövr nömrəsi
3. Qrup nömrəsi
4. Elektronların sayı
A3.
2. Bu, atomdakı enerji səviyyələrinin sayıdır
3. Bu, atomdakı elektronların sayıdır
A4. Fosfor atomunun xarici enerji səviyyəsindəki elektronların sayını göstərin:
1,7 elektron
2,5 elektron
3.2 elektron
4.3 elektron
A5. Hidrid düsturları hansı cərgədə yerləşir?
1.H 2 O, CO, C 2 H 2 , LiH
2. NaH, CH 4 , H 2 O, CaH 2
3.H 2 O, C 2 H 2 , LiH, Li 2 O
4. YOX, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O
A 6. Hansı birləşmədə azotun oksidləşmə vəziyyəti +1 olur?
1. N 2 O 3
2. YOX
3. N 2 O 5
4. N 2 O
A7. Manqan (II) oksidinə hansı birləşmə uyğun gəlir:
1. MnO 2
2. Mn 2 O 7
3. MnCl 2
4. MnO
A8. Yalnız sadə maddələr hansı cərgədə yerləşir?
1. Oksigen və ozon
2. Kükürd və su
3. Karbon və bürünc
4. Şəkər və duz
A9. Elementin atomunda 44 elektronun olub olmadığını müəyyənləşdirin:
1.kobalt
2.qalay
3.rutenium
4.niobium
A10. Atom kristal qəfəsi nədir?
1.yod
2.Germanium
3.ozon
4.ağ fosfor
1-də. Yazışma qurmaq
Atomun xarici enerji səviyyəsindəki elektronların sayı
Kimyəvi element simvolu
A. 3
B. 1
AT 6
G. 4
1) S 6) C
2) Fr 7) O
3) Mg 8) Ga
4) Al 9) Te
5) Si 10) K
2-də. Yazışma qurmaq
Maddənin adı
Maddənin formulu
A. Oksidkükürd(Vi)
B. Natrium hidrid
B. Natrium hidroksid
G. Dəmir (II) xlorid
1) SO 2
2) FeCl 2
3) FeCl 3
4) NaH
5) SO 3
6) NaOH
Seçim 2
A1. Mendeleyev cədvəlinin dövr nömrəsinin fiziki mənası nədir?
1. Bu, atomdakı enerji səviyyələrinin sayıdır
2. Bu atomun nüvəsinin yüküdür
3. Bu, atomun xarici enerji səviyyəsindəki elektronların sayıdır.
4. Bu nüvədəki neytronların sayıdır
A2. Bir atomda elektronların sayı nə qədərdir?
1. Seriya nömrəsi
2. Dövr nömrəsi
3. Qrup nömrəsi
4. Neytronların sayı
A3. Kimyəvi elementin seriya nömrəsinin fiziki mənası nədir?
1. Bu nüvədəki neytronların sayıdır
2. Bu, atomun nüvəsinin yüküdür
3. Bu, atomdakı enerji səviyyələrinin sayıdır
4. Bu, atomun xarici enerji səviyyəsindəki elektronların sayıdır
A4. Silikon atomunda xarici enerji səviyyəsində elektronların sayını göstərin:
1.14 elektron
2.4 elektron
3.2 elektron
4.3 elektron
A5. Oksid düsturları hansı cərgədə yerləşir?
1.H 2 O, CO, CO 2 , LiOH
2. NaH, CH 4 , H 2 O, CaH 2
3.H 2 O, C 2 H 2 , LiH, Li 2 O
4. YOX, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O
A 6. Hansı birləşmədə xlorun oksidləşmə vəziyyəti -1 olur?
1. Cl 2 O 7
2. HClO
3. HCl
4. Cl 2 O 3
A7. Hansı birləşmə azot oksidinə uyğundur (III):
1. N 2 O
2. N 2 O 3
3. YOX
4. H 3 N
A8. Sadə və mürəkkəb maddələr hansı cərgədə yerləşir?
1. Almaz və ozon
2. Qızıl və karbon qazı
3. Su və sulfat turşusu
4. Şəkər və duz
A9. Elementin atomunda 56 protonun olub olmadığını müəyyənləşdirin:
1.dəmir
2.qalay
3.barium
4.manqan
A10. Molekulyar kristal qəfəs nəyə malikdir?
almaz
silikon
rinstone
bor
1-də. Yazışma qurmaq
Bir atomdakı enerji səviyyələrinin sayı
Kimyəvi element simvolu
A. 5
B. 7
V. 3
G. 2
1) S 6) C
2) Fr 7) O
3) Mg 8) Ga
4) B 9) Te
5) Sn 10) Rf
2-də. Yazışma qurmaq
Maddənin adı
Maddənin formulu
A. Karbon hidrid (IV)
B. Kalsium oksidi
B. Kalsium nitridi
D. Kalsium hidroksid
1) H 3 N
2) Ca (OH) 2
3) KOH
4) CaO
5) CH 4
6) Ca 3 N 2
İlkin maddələr kimi elementlər anlayışı qədim zamanlardan yaranmış və tədricən dəyişərək, saflaşaraq dövrümüzə qədər gəlib çatmışdır. Kimyəvi elementlərə dair elmi baxışların baniləri R.Boyl (7-ci əsr), M.V.Lomonosov (18-ci əsr) və Daltondur (19-cu əsr).
19-cu əsrin əvvəllərində. 30-a yaxın element məlum idi, 19-cu əsrin ortalarında - təxminən 60. Elementlərin sayının yığılması dənizi səbəbindən onların sistemləşdirilməsi problemi yarandı. Bu cür cəhdlər D.I. Mendeleyevin ən azı əlli yaşı vardı; sistemləşdirmə üçün əsas götürüldü: və atom çəkisi (indi atom kütləsi adlanır) və kimyəvi ekvivalent və valentlik. Kimyəvi elementlərin təsnifatına metafizik cəhətdən yanaşaraq, yalnız o dövrdə məlum olan elementləri sistemləşdirməyə çalışaraq, D.İ.-nin sələflərindən heç biri. Elm üçün vacib olan bu problem 1869-cu ildə dövri qanunu kəşf edən böyük rus alimi D.İ.Mendeleyev tərəfindən parlaq şəkildə həll edilmişdir.
Mendeleyev sistemləşdirmə üçün əsas götürdü: a) atom çəkisi və b) elementlər arasında kimyəvi oxşarlıq. Elementlərin xassələrinin oxşarlığının ən parlaq ifadəsi onların eyni ən yüksək valentliyidir. Elementin həm atom çəkisi (atom kütləsi), həm də ən yüksək valentliyi sistemləşdirmə üçün əlverişli olan kəmiyyət, ədədi sabitlərdir.
O dövrdə məlum olan 63 elementin hamısını artan atom kütlələri baxımından sıralayaraq, Mendeleyev qeyri-bərabər fasilələrlə elementlərin xassələrinin dövri təkrarlanmasını müşahidə etdi. Nəticədə Mendeleyev dövri cədvəlin ilk versiyasını yaratdı.
Cədvəlin şaquli və üfüqi xətləri boyunca elementlərin atom kütlələrinin, habelə orada əmələ gələn boşluqların dəyişməsinin təbii xarakteri Mendeleyevə təbiətdə olmayan bir sıra elementlərin mövcudluğunu cəsarətlə proqnozlaşdırmağa imkan verdi. hələ o zaman elmə məlumdur və hətta cədvəldəki ehtimal olunan mövqe elementlərinə əsaslanaraq onların atom kütlələrini və əsas xassələrini təsvir edir. Bu, yalnız maddənin inkişaf qanununu obyektiv şəkildə əks etdirən sistem əsasında həyata keçirilə bilər. D.İ.Mendeleyev 1869-cu ildə dövri qanunun mahiyyətini belə ifadə etmişdir: “Sadə cisimlərin xassələri, eləcə də elementlərin birləşmələrinin formaları və xassələri dövri olaraq elementlərin atom çəkilərinin (kütlələrinin) qiymətindən asılıdır”.
Elementlərin Dövri Cədvəli.
1871-ci ildə D. İ. Mendeleyev elementlər arasındakı əlaqənin müxtəlif dərəcələrini açıqladığı dövri cədvəlin ikinci variantını (cədvəlin qısa forması adlanır) verir. Sistemin bu versiyası Mendeleyevə 12 elementin mövcudluğunu proqnozlaşdırmağa və onlardan üçünün xassələrini çox yüksək dəqiqliklə təsvir etməyə imkan verdi. 1875-1886-cı illərdə. bu üç element kəşf edildi və onların xassələrinin böyük rus aliminin proqnozlaşdırdığı ilə tam üst-üstə düşməsi üzə çıxdı. Bu elementlər aşağıdakı adları aldı: skandium, qallium, germanium. Bundan sonra dövri qanun təbiətin obyektiv qanunu kimi ümumdünya tanınmasını aldı və hazırda kimya, fizika və digər təbiət elmlərinin əsasını təşkil edir.
Kimyəvi elementlərin dövri cədvəli dövri qanunun qrafik ifadəsidir. Məlumdur ki, bir sıra qanunlar şifahi tərtiblərlə yanaşı, qrafik şəkildə təsvir oluna və riyazi düsturlarla ifadə oluna bilər. Bu da dövri qanundur; yalnız ona xasdır riyazi nümunələr aşağıda müzakirə olunacaq , hələ ümumi formula ilə birləşdirilməyib. Dövri sistem haqqında biliklər kursun öyrənilməsini asanlaşdırır ümumi kimya.
Müasir dövri cədvəlin dizaynı, prinsipcə, 1871-ci il versiyasından az fərqlənir. Dövri sistemdəki elementlərin simvolları şaquli və üfüqi qrafiklər boyunca düzülür. Bu, elementlərin qruplara, alt qruplara, dövrlərə birləşməsinə gətirib çıxarır. Hər bir element cədvəldə müəyyən bir hüceyrəni tutur. Şaquli qrafiklər qruplar (və alt qruplar), üfüqi qrafiklər isə nöqtələrdir (və sətirlər).
Qrup eyni oksigen valentliyinə malik olan elementlər toplusu adlanır. Bu ən yüksək valentlik qrup nömrəsi ilə müəyyən edilir. Qeyri-metal elementlər üçün oksigen və hidrogen üçün ən yüksək valentliklərin cəmi səkkiz olduğundan, qrup nömrəsi ilə daha yüksək hidrogen birləşməsinin düsturunu təyin etmək asandır. Belə ki, beşinci qrupun elementi olan fosfor üçün ən yüksək oksigen valentliyi beş, ən yüksək oksidin düsturu P2O5, hidrogenlə birləşmənin düsturu isə PH3-dür. Altıncı qrupun elementi olan kükürd üçün daha yüksək oksidin formulu SO3, hidrogenlə daha yüksək birləşmə isə H2S-dir.
Bəzi elementlər qruplarının sayına bərabər olmayan daha yüksək valentliyə malikdir. Belə istisnalar mis Cu, gümüş Ag, qızıl Au. Onlar birinci qrupdadırlar, lakin valentlikləri birdən üçə qədər dəyişir. Məsələn, birləşmələr var: CuO; AgO; Cu2O3; Au2O3. Oksigen altıncı qrupa yerləşdirilir, baxmayaraq ki, onun valentliyi ikidən çox olan birləşmələri demək olar ki, tapılmır. Fluor P - VII qrupun elementi - ən mühüm birləşmələrində monovalentdir; brom Br - VII qrupun elementi - maksimum beşvalentdir. VIII qrupda xüsusilə çoxlu istisnalar var. Onda yalnız iki element var: rutenium Ru və osmium Os səkkizə bərabər valentlik nümayiş etdirir, onların daha yüksək oksidləri RuO4 və OsO4 düsturlarına malikdir. VIII qrupun digər elementlərinin valentliyi xeyli aşağıdır.
Əvvəlcə Mendeleyevin dövri sistemi səkkiz qrupdan ibarət idi. XIX əsrin sonlarında. Rus alimi N.A.Morozovun proqnozlaşdırdığı inert elementlər kəşf edildi və dövri sistem ardıcıl olaraq doqquzuncu qrupla - sıfır rəqəmi ilə tamamlandı. İndi bir çox elm adamı bütün elementləri yenidən 8 qrupa bölməyə qayıtmağı zəruri hesab edir. Bu, sistemi daha incə edir; oktet (səkkiz) qruplar baxımından bəzi qayda və qanunlar daha aydın olur.
Qrupun elementləri tərəfindən paylanır alt qruplar... Alt qrup kimyəvi xassələrinə görə daha çox oxşar olan bu qrupun elementlərini birləşdirir. Bu oxşarlıq elementlərin atomlarının elektron qabıqlarının quruluşundakı analogiyadan asılıdır. Dövri cədvəldə alt qrupların hər birinin elementlərinin simvolları ciddi şəkildə şaquli şəkildə yerləşdirilir.
İlk yeddi qrup bir əsas və bir ikinci dərəcəli alt qrupa malikdir; səkkizinci qrupda bir əsas alt qrup, "inert" elementlər və üç ikinci dərəcəli elementlər var. Hər bir alt qrupun adı adətən yuxarı elementin adı ilə verilir, məsələn: litium altqrupu (Li-Na-K-Rb-Cs-Fr), xrom altqrupu (Cr-Mo-W), eyni elementlərin elementləri isə altqrup kimyəvi analoqlardır, eyni qrupun müxtəlif altqruplarının elementləri bəzən xassələri ilə çox kəskin şəkildə fərqlənirlər. Eyni qrupun əsas və ikincil alt qruplarının elementləri üçün ümumi xüsusiyyət, əsasən, yalnız oksigen üçün eyni ən yüksək valentlikdir. Beləliklə, VII qrupun müxtəlif alt qruplarında olan manqan Mn və xlor C1 kimyəvi cəhətdən demək olar ki, ortaq heç bir şeyə malik deyil: manqan metaldır, xlor tipik qeyri-metaldır. Lakin onların daha yüksək oksidlərinin və müvafiq hidroksidlərinin düsturları oxşardır: Mn2O7 - Cl2O7; НМnО4 - НС1О4.
Dövri cədvəldə qruplardan kənarda yerləşən 14 elementdən ibarət iki üfüqi sıra var. Onlar adətən masanın aşağı hissəsində yerləşdirilir. Bu seriyalardan biri lantanidlər adlanan elementlərdən (hərfi mənada: lantana bənzər), digər seriyalar isə aktinidlərin elementlərindən (anemona bənzər) ibarətdir. Aktinid simvolları lantanid simvollarının altında yerləşir. Bu tənzimləmə hər biri 2 elementdən ibarət 14 daha qısa alt qrupları aşkar edir: bunlar ikinci tərəf və ya lantanoid-aktinoid alt qruplarıdır.
Bütün deyilənlərə əsasən, bunlar var: a) əsas alt qruplar, b) yan alt qruplar və c) ikinci tərəf (lantanoid-aktinoid) alt qrupları.
Qeyd etmək lazımdır ki, bəzi əsas alt qruplar öz elementlərinin atomlarının quruluşuna görə də bir-birindən fərqlənir. Buna əsasən dövri sistemin bütün alt qruplarını 4-ə bölmək olar Kateqoriyalar.
I. I və II qrupların əsas alt qrupları (litium və berilyum alt qrupları).
II. Altı əsas alt qrup III - IV - V - VI - VII - VIII qruplar (bor, karbon, azot, oksigen, flüor və neon alt qrupları).
III. On yan alt qrup (I-VII qruplarda biri və VIII qrupda üç). Jfc,
IV. On dörd lantanoid-aktinoid alt qrupu.
Bu 4 kateqoriyanın alt qruplarının sayı arifmetik irəliləyiş: 2-6-10-14.
Qeyd etmək lazımdır ki, hər hansı əsas alt qrupun yuxarı elementi 2-ci dövrdədir; hər hansı ikinci dərəcəli yuxarı element - 4-cü dövrdə; hər hansı lantanoid-aktinoid alt qrupunun üst elementi - 6-cı dövrdə. Beləliklə, dövri sistemin hər yeni bərabər dövrü ilə alt qrupların yeni kateqoriyaları meydana çıxır.
Bu və ya digər qrup və alt qrupda olmaq istisna olmaqla, hər bir element yeddi dövrdən digərindədir.
Dövr, xassələrinin adi metaldan tipik qeyri-metal (metaloid) səviyyəsinə tədricən yüksəlmə ardıcıllığı ilə dəyişdiyi elementlər ardıcıllığıdır. Hər dövr inert elementlə bitir. Metallik xüsusiyyətlər zəiflədikcə qeyri-metal xüsusiyyətlər görünməyə başlayır və elementlərdə tədricən artır; dövrlərin ortasında adətən bu və ya digər dərəcədə həm metal, həm də qeyri-metal xassələri birləşdirən elementlər olur. Bu elementlərə çox vaxt amfoter deyilir.
Dövrlərin tərkibi.
Dövrlər onlara daxil olan elementlərin sayına görə vahid deyil. İlk üçü kiçik, digər dördü isə böyük adlanır. şək. 8-də dövrlərin tərkibi göstərilir. İstənilən dövrdə elementlərin sayı 2n2 düsturu ilə ifadə edilir, burada n tam ədəddir. 2 və 3-cü dövrlərdə hər biri 8 elementdən ibarətdir; 4 və 5 - hər biri 18 element; 6-32 element; 7-də, hələ tamamlanmamış, indiyə qədər 18, element, baxmayaraq ki, nəzəri olaraq 32 element də olmalıdır.
1 dövr orjinaldir. Tərkibində yalnız iki element var: hidrogen H və helium He. Xassələrin metaldan qeyri-metallığa keçidi baş verir: burada bir tipik amfoter elementdə - hidrogendə. Sonuncu, özünəməxsus metal xassələrinə görə qələvi metalların alt qrupuna, qeyri-metal xassələrinə görə isə halogenlərin alt qrupuna başçılıq edir. Buna görə də, hidrogen tez-tez dövri cədvəldə iki dəfə - 1 və VII qruplarda yerləşdirilir.
Dövrlərin müxtəlif kəmiyyət tərkibi mühüm nəticəyə gətirib çıxarır: kiçik dövrlərin qonşu elementləri, məsələn, karbon C və azot N, xassələrinə görə bir-birindən nisbətən kəskin şəkildə fərqlənir: uzun dövrlərin qonşu elementləri, məsələn, qurğuşun Pb və vismut Bi, xassələrinə görə bir-birinə daha yaxındır dost, çünki böyük dövrlərdə elementlərin təbiətindəki dəyişiklik kiçik atlamalarda baş verir. Böyük dövrlərin bəzi ərazilərində hətta metallığın o qədər yavaş azalması müşahidə olunur ki, bitişik elementlər kimyəvi xassələrinə görə çox oxşardırlar. Məsələn, dördüncü dövrün elementlərinin triadasıdır: dəmir Fe - kobalt Ko - nikel Ni, tez-tez "dəmir ailəsi" adlanır. Üfüqi oxşarlıq (üfüqi bənzətmə) hətta şaquli oxşarlığı (şaquli analogiya) üstələyir; deməli, dəmir yarımqrupunun elementləri - dəmir, rutenium, osmium kimyəvi cəhətdən bir-birinə "dəmir ailəsi"nin elementlərinə nisbətən daha az oxşardır.
Horizontal analogiyanın ən parlaq nümunəsi lantanoidlərdir. Onların hamısı kimyəvi cəhətdən bir-birinə və lantan La-ya bənzəyir. Təbiətdə onlara şirkətlərdə rast gəlinir, onları ayırmaq çətindir, əksəriyyətinin tipik ən yüksək valentliyi 3-dür. Lantanidlərin xüsusi daxili dövriliyi var: onların hər səkkizdə biri düzülmə sırasına görə müəyyən dərəcədə xassələrini təkrarlayır. və birincinin valentlik halları, yəni geri sayımın başladığı biri. Beləliklə, terbium Tb serium Ce ilə oxşardır; lutetium Lu - gadoliniuma Gd.
Aktinidlər lantanidlərə bənzəyir, lakin onların üfüqi analogiyası daha az dərəcədə özünü göstərir. Bəzi aktinidlərin (məsələn, uran U) ən yüksək valentliyi altıya çatır. Prinsipcə və onların arasında mümkün olan daxili dövrilik hələ təsdiqlənməmişdir.
Dövri sistemdə elementlərin düzülüşü. Moseley qanunu.
D.İ.Mendeleyev elementləri müəyyən ardıcıllıqla düzüb, bəzən “Mendeleyev sırası” da deyirlər.Ümumiyyətlə bu ardıcıllıq (nömrələmə) elementlərin atom kütlələrinin artması ilə əlaqələndirilir.Lakin istisnalar da var.Bəzən dəyişmənin məntiqi gedişi. valentlikdə atom kütlələrinin dəyişməsinin gedişi ilə ziddiyyət təşkil edir Belə hallarda sistemləşdirmənin bu iki əsasından birinə üstünlük verilməsi zərurəti tələb olunurdu.D.İ.Mendeleyev bəzi hallarda elementlərin düzülüşü prinsipini pozaraq atom kütlələrinin artmasına əsaslanıb. elementləri arasında kimyəvi analogiya üzrə Co, yod I tellur Te əvvəl, onda bu elementlər öz xassələri və onların ən yüksək valentlik uyğun olmayan alt qruplara və qruplara düşəcək.
1913-cü ildə ingilis alimi G.Moseley müxtəlif elementlər üçün rentgen şüalarının spektrlərini tədqiq edərək, müəyyən elementlərin katodla şüalanması nəticəsində Mendeleyevin dövri sistemindəki elementlərin sayını bu şüaların dalğa uzunluqları ilə birləşdirən qanunauyğunluğu müşahidə etdi. buludlar. Məlum oldu ki, bu şüaların dalğa uzunluqlarının qarşılıqlı dəyərlərinin kvadrat kökləri müvafiq elementlərin seriya nömrələri ilə xətti şəkildə bağlıdır. H.Mozeley qanunu “Mendeleyev silsiləsi”nin düzgünlüyünü yoxlamağa imkan vermiş və onun qüsursuzluğunu təsdiq etmişdir.
Məsələn, sistemdəki nömrələri ağlımızda heç bir şübhə yaratmayan 20 və 30 nömrəli elementlərin dəyərlərini bizə bildirin. Bu dəyərlər göstərilən rəqəmlərlə xətti şəkildə bağlıdır. Məsələn, kobalta verilən nömrənin düzgünlüyünü yoxlamaq üçün (27) və atom kütləsinə görə, bu nömrədə nikel olmalı idi, o, katod şüaları ilə şüalanır: nəticədə rentgen şüaları kobalt. Onları uyğun difraksiya ızgaralarında (kristallarda) parçalayaraq, biz bu şüaların spektrini əldə edirik və spektral xətlərdən ən aydınını seçərək, bu xəttə uyğun gələn şüanın dalğa uzunluğunu () ölçürük; sonra ordinat üzrə dəyəri təxirə salırıq. Yaranan A nöqtəsindən əvvəllər müəyyən edilmiş düz xəttlə kəsişənə qədər absis oxuna paralel düz xətt çəkin. B kəsişmə nöqtəsindən biz absis oxuna perpendikulyar aşağı düşürük: o, bizə 27-yə bərabər olan kobalt sayını dəqiq göstərəcək. Beləliklə, D.İ.Mendeleyevin elementlərinin dövri cədvəli - alimin məntiqi nəticələrinin bəhrəsi - eksperimental alındı. təsdiq.
Dövri qanunun müasir formalaşdırılması. Elementin seriya nömrəsinin fiziki mənası.
G. Moselinin əsərlərindən sonra elementin atom kütləsi tədricən öz aparıcı rolunu yeni, daxili (fiziki) mənasına görə hələ aydın olmayan, lakin daha dəqiq sabitə - ordinal və ya indiki kimi tutmağa başladı. zəng, elementin atom nömrəsi. Bu sabitin fiziki mənası 1920-ci ildə ingilis alimi D.Çedvikin əsərləri ilə açılmışdır. D.Çedvik eksperimental olaraq müəyyən etmişdir ki, elementin sıra nömrəsi ədədi olaraq bu elementin atomunun nüvəsinin müsbət yükünün Z qiymətinə, yəni nüvədəki protonların sayına bərabərdir. Məlum oldu ki, D.İ.Mendeleyev bundan şübhələnmədən elementləri onların atomlarının nüvələrinin yükünün artmasına tam uyğun gələn ardıcıllıqla düzüb.
Eyni zamanda müəyyən edilmişdir ki, eyni elementin atomları bir-birindən kütlələrinə görə fərqlənə bilər; belə atomlara izotoplar deyilir. Buna misal olaraq atomları göstərmək olar: və. Dövri cədvəldə eyni elementin izotopları bir hüceyrəni tutur. İzotopların kəşfi ilə əlaqədar olaraq kimyəvi element anlayışı aydınlaşdırıldı. Hal-hazırda kimyəvi element eyni nüvə yükü olan atomlar adlanır - nüvədə eyni sayda proton. Dövri qanunun mətni də dəqiqləşdirilib. Qanunun müasir formulunda deyilir: elementlərin və onların birləşmələrinin xassələri dövri olaraq atomlarının nüvələrinin ölçüsü və yükündən asılıdır.
Atomların xarici elektron təbəqələrinin quruluşu, atom həcmləri, ionlaşma enerjisi və digər xassələri ilə bağlı elementlərin digər xüsusiyyətləri də dövri olaraq dəyişir.
Dövri cədvəl və elementlərin atomlarının elektron qabıqlarının quruluşu.
Sonralar məlum oldu ki, təkcə elementin sıra nömrəsi dərin fiziki məna kəsb etmir, həm də əvvəllər nəzərdən keçirilən digər anlayışlar da tədricən fiziki məna kəsb edir. Məsələn, bir elementin ən yüksək valentliyini göstərən qrup nömrəsi, bununla da kimyəvi bir əlaqənin meydana gəlməsində iştirak edə bilən bir element atomunun elektronlarının maksimum sayını ortaya qoyur.
Dövr nömrəsi, öz növbəsində, müəyyən bir dövrün elementinin atomunun elektron qabığında mövcud olan enerji səviyyələrinin sayı ilə əlaqəli olduğu ortaya çıxdı.
Beləliklə, məsələn, qalay Sn-nin "koordinatları" (seriya nömrəsi 50, dövr 5, IV qrupun əsas alt qrupu) qalay atomunda 50 elektron olduğunu, onların 5 enerji səviyyəsində paylandığını, yalnız 4 elektronun olduğunu bildirir. valentlik.
Müxtəlif kateqoriyaların alt qruplarında elementlərin tapılmasının fiziki mənası son dərəcə vacibdir. Belə çıxır ki, I kateqoriyanın altqruplarında yerləşən elementlərdə növbəti (sonuncu) elektron s-alt səviyyədə yerləşir. xarici səviyyə... Bu elementlər elektron ailəyə aiddir. II kateqoriyanın alt qruplarında yerləşən elementlərin atomları üçün növbəti elektron xarici səviyyənin p-alt səviyyəsində yerləşir. Bunlar “p” elektron ailəsinin elementləridir. Beləliklə, qalay atomlarının növbəti 50-ci elektronu xarici, yəni 5-ci enerji səviyyəsinin p-alt səviyyəsində yerləşir.
III kateqoriyalı alt qrupların elementlərinin atomlarında növbəti elektron d-alt səviyyədə yerləşir, lakin artıq xarici səviyyədən əvvəl bunlar "d" elektron ailəsinin elementləridir. Lantanidlərin və aktinidlərin atomlarında növbəti elektron f-alt səviyyədə, xarici səviyyədən əvvəl yerləşir. Bunlar “f” elektron ailəsinin elementləridir.
Buna görə də təsadüfi deyil ki, bu 4 kateqoriyanın alt qruplarının yuxarıda qeyd olunan nömrələri, yəni 2-6-10-14 s-p-d-f alt səviyyələrində elektronların maksimum sayı ilə üst-üstə düşür.
Lakin məlum olur ki, elektron qabığın doldurulma qaydası məsələsini həll etmək və istənilən elementin atomu üçün elektron düstur almaq və dövri sistem əsasında kifayət qədər aydınlıq səviyyəsini və alt səviyyəsini göstərmək olar. hər bir ardıcıl elektron. Dövri cədvəl elementlərin bir-birinin ardınca dövrlər, qruplar, altqruplar üzrə yerləşdirilməsini və onların elektronlarının səviyyələr və alt səviyyələr üzrə paylanmasını göstərir, çünki hər bir elementin sonuncu elektronunu xarakterizə edən özünəməxsus var. Nümunə olaraq sirkonium (Zr) elementinin atomunun elektron formulunun tərtibini təhlil edək. Dövri cədvəl bu elementin göstəricilərini və "koordinatlarını" verir: seriya nömrəsi 40, dövr 5, qrup IV, yan alt qrup Birinci nəticələr: a) bütün elektronlar 40, b) bu 40 elektron beş enerji səviyyəsində paylanır; c) həyata 40 elektrondan yalnız 4-ü valentdir, d) növbəti 40-cı elektron d-alt səviyyəyə xarici, yəni dördüncü enerji səviyyəsindən əvvəl daxil olur. Sirkoniumdan əvvəlki 39 elementin hər biri haqqında oxşar nəticələr çıxarmaq olar, yalnız göstəricilər və koordinatlar hər dəfə fərqli olun.
Buna görə də, dövri sistem əsasında elementlərin elektron düsturlarını tərtib etməyin metodoloji üsulu ondan ibarətdir ki, biz hər bir elementin elektron qabığını verilmiş birinə gedən yol boyunca ardıcıl olaraq nəzərdən keçirərək, onun "koordinatları" ilə növbəti elementin harada olduğunu müəyyənləşdiririk. elektron qabığa getdi.
Birinci dövrün ilk iki elementi, hidrogen H və helium, s ailəsinə aid deyil. Onların elektronları, o cümlədən ikisi birinci səviyyənin s-alt səviyyəsinə daxil olur. Yazırıq: Birinci dövr burada bitir, birinci enerji səviyyəsi də. İkinci dövrün sonrakı iki elementi - litium Li və berillium Be - I və II qrupların əsas alt qruplarındadır. Onlar da s-elementləridir. Onların növbəti elektronları 2-ci səviyyənin s alt səviyyəsində yerləşəcək. Növbəti 2-ci dövrün 6 elementi ardıcıl olaraq yazırıq: bor B, karbon C, azot N, oksigen O, flüor F və neon Ne. Bu elementlərin III - Vl qruplarının əsas altqruplarında yerləşməsinə görə onların altıdan sonrakı elektronları 2-ci səviyyənin p-alt səviyyəsində yerləşəcəkdir. Yazırıq: İkinci dövr neonlu inert elementlə bitir, ikinci enerji səviyyəsi də bitdi. Bunun ardınca I və II qrupların əsas alt qruplarının üçüncü dövrünün iki elementi gəlir: natrium Na və maqnezium Mg. Bunlar s-elementləridir və onların növbəti elektronları 3-cü səviyyənin s-alt səviyyəsində yerləşir.Sonra 3-cü dövrün altı elementi var: alüminium Al, silisium Si, fosfor P, kükürd S, xlor C1, arqon Ar. III - VI qrupların əsas yarımqruplarında bu elementlərin tapılmasına görə, onların altı arasında növbəti elektronları 3-cü səviyyənin p-alt səviyyəsində yerləşəcəkdir - 3-cü dövr inert element arqon ilə başa çatmışdır, lakin 3-cü enerji. üçüncü mümkün d-alt səviyyəsində heç bir elektron olmadığı halda səviyyə hələ bitməyib.
Bundan sonra I və II qrupların əsas alt qruplarının 4-cü dövrünün 2 elementi gəlir: kalium K və kalsium Ca. Bunlar yenə s elementləridir. Onların növbəti elektronları s-alt səviyyədə olacaq, lakin artıq 4-cü səviyyədədir. Bu növbəti elektronların 3d alt səviyyəsini doldurmaqdansa, nüvədən daha uzaqda 4-cü səviyyəni doldurmağa başlaması enerji baxımından daha əlverişlidir. Yazırıq: 21-ci skandium Sc-dən 30-cu sink Zn-ə qədər 4-cü dövrün aşağıdakı on elementi III - V - VI - VII - VIII - I - II qruplar yan alt qruplarındadır. Onların hamısı d-elementlər olduğundan, onların növbəti elektronları d-alt səviyyədə xarici səviyyədən əvvəl, yəni nüvədən üçüncüsüdür. Yazırıq:
4-cü dövrün növbəti altı elementi: qalium Ga, germanium Ge, arsen As, selenium Se, brom Br, kripton Kr - qrupların III - VIIJ əsas yarımqruplarındadır. Onların növbəti 6 elektronu xarici, yəni 4-cü səviyyənin p-alt səviyyəsində yerləşir: 3b elementləri nəzərə alınır; dördüncü dövr inert element kripton ilə başa çatır; 3-cü enerji səviyyəsi də tamamlandı. Bununla belə, 4-cü səviyyədə yalnız iki alt səviyyə tamamilə doldurulur: s və p (mümkün olan 4-dən).
Bunun ardınca I və II qrupların əsas alt qruplarının 5-ci dövrünün 2 elementi: rubidium No 37 Rb və stronsium No 38 Sr. Bunlar s ailəsinin elementləridir və onların növbəti elektronları 5-ci səviyyənin s-alt səviyyəsində yerləşir: Son 2 element - No 39 ittrium YU No 40 Sirkonium Zr - artıq yan alt qruplardadır, yəni onlar d-ailəsinə aiddir. Onların növbəti elektronlarından ikisi d-alt səviyyəyə gedəcək, xarici elektrondan əvvəl, yəni. 4-cü səviyyə Bütün qeydləri ardıcıl olaraq yekunlaşdıraraq, biz 40 nömrəli sirkonium atomu üçün elektron düstur tərtib edirik. Sirkonium atomu üçün əldə edilmiş elektron düstur alt səviyyələri səviyyələrin nömrələnməsi qaydasında təşkil etməklə bir qədər dəyişdirilə bilər:
Əldə edilmiş düstur, əlbəttə ki, elektronların yalnız enerji səviyyələri üzrə paylanmasına qədər sadələşdirilə bilər: Zr - 2 | 8 | 18 | 8 + 2 | 2 (ox növbəti elektronun daxil olduğu yeri göstərir; valent elektronların altı çizilir). Alt qruplar kateqoriyasının fiziki mənası təkcə növbəti elektronun atomun qabığına daxil olduğu yerin fərqində deyil, həm də valent elektronların yerləşdiyi səviyyələrdədir. Sadələşdirilmiş elektron düsturların müqayisəsindən, məsələn, xlor (3-cü dövr, VII qrupun əsas alt qrupu), sirkonium (5-ci dövr, IV qrupun ikincil alt qrupu) və uran (7-ci dövr, lantanoid-aktinoid alt qrupu)
№ 17, C1-2 | 8 | 7
№40, Zr - 2 | 8 | 18 | 8+ 2 | 2
№92, U - 2 | 8 | 18 | 32 | 18 + 3 | 8 + 1 | 2
hər hansı əsas yarımqrupun elementləri üçün yalnız xarici səviyyənin (s və p) elektronlarının valentlik ola biləcəyini görmək olar. Yan alt qrupların elementləri xarici və qismən pre-xarici səviyyələrin (s və d) valent elektronlarına malik ola bilər. Lantanidlərdə və xüsusilə aktinidlərdə valent elektronlar üç səviyyədə ola bilər: xarici, xarici və xarici. Tipik olaraq, valent elektronların ümumi sayı qrup nömrəsinə bərabərdir.
Elementlərin xassələri. İonlaşma enerjisi. Elektron yaxınlıq enerjisi.
Elementlərin xassələrinin müqayisəli nəzərdən keçirilməsi dövri sistemin üç mümkün istiqamətində aparılır: a) üfüqi (dövr üzrə), b) şaquli (altqrup üzrə), c) diaqonal. Əsaslandırmanı sadələşdirmək üçün 1-ci dövrü, tamamlanmamış 7-ni, eləcə də bütün VIII qrupu istisna edirik. Sistemin əsas paraleloqramı qalacaq, onun yuxarı sol küncündə litium Li (no. 3), aşağı sol küncdə - sezium Cs (no. 55) olacaq. Yuxarı sağda - flüor F (no. 9), aşağı sağda - astatin At (no. 85).
istiqamətlər. Soldan sağa üfüqi istiqamətdə atomların həcmləri tədricən azalır; baş verir, bu, nüvənin yükünün elektron qabığına artmasının təsiri nəticəsində baş verir. Yuxarıdan aşağıya doğru şaquli istiqamətdə, səviyyələrin sayının artması nəticəsində atomların həcmləri tədricən artır; diaqonal istiqamətdə - daha az tələffüz və daha qısa - yaxın qalır. Bunlar, həmişə olduğu kimi, istisnalar olan ümumi nümunələrdir.
Əsas altqruplarda atomların həcmləri artdıqca, yəni yuxarıdan aşağıya doğru xarici elektronların aradan qaldırılması asanlaşır və yeni elektronların atomlara bağlanması çətinləşir. Elektronların geri çəkilməsi elementlərin sözdə reduktiv qabiliyyətini xarakterizə edir ki, bu da xüsusilə metallar üçün xarakterikdir. Elektronların bağlanması qeyri-metallar üçün xarakterik olan oksidləşmə qabiliyyətini xarakterizə edir. Beləliklə, əsas alt qruplarda yuxarıdan aşağıya doğru elementlərin atomlarının reduksiya qabiliyyəti artır; bu elementlərə uyğun gələn sadə cisimlərin metal xassələri də artır. Oksidləşmə qabiliyyəti azalır.
Dövrlər baxımından soldan sağa dəyişikliklərin mənzərəsi əksinədir: elementlərin atomlarının reduksiya qabiliyyəti azalır, oksidləşmə qabiliyyəti isə yüksəlir; bu elementlərə uyğun gələn sadə cisimlərin qeyri-metal xassələri artır.
Diaqonal istiqamətdə elementlərin xassələri az və ya çox yaxın qalır. Bu istiqaməti bir misalla nəzərdən keçirək: berilyum-alüminium 
Berillium Be-dən alüminium Al-a qədər birbaşa Be → A1 diaqonalı və ya bor B vasitəsilə, yəni Be → B və B → A1 iki ayağı boyunca getmək olar. Qeyri-metal xassələrin berilliumdan bora qədər güclənməsi və onların bordan alüminiuma qədər zəifləməsi, diaqonal olaraq yerləşən berillium və alüminium elementlərinin dövri sistemin eyni altqrupuna aid olmasa da, xassələrinə görə müəyyən analoqa malik olmasını izah edir.
Beləliklə, dövri sistem arasında elementlərin atomlarının quruluşu və onların kimyəvi xassələri sıx əlaqə var.
Hər hansı bir elementin atomunun xüsusiyyətləri - bir elektron vermək və müsbət yüklü iona çevrilmək - ionlaşma enerjisi I * adlanan enerjinin xərclənməsi ilə ölçülür. Kkal / g-atom və ya xJ / g-atom ilə ifadə edilir.
Bu enerji nə qədər az olarsa, elementin atomu bir o qədər güclü azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirirsə, element bir o qədər metaldir; bu enerji nə qədər çox olarsa, metal xassələri bir o qədər zəif olarsa, element qeyri-metal xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Hər hansı bir elementin atomunun elektron qəbul edib özünü mənfi yüklü iona çevirmək xassəsi buraxılan enerjinin miqdarı ilə qiymətləndirilir ki, bu da elektron yaxınlıq E-dən daha enerjili adlanır; o, həmçinin kcal / g-atom və ya kJ / g-atom ilə ifadə edilir.
Elektron yaxınlığı bir elementin qeyri-metal xassələri nümayiş etdirmək qabiliyyətinin ölçüsü ola bilər. Bu enerji nə qədər çox olarsa, element bir o qədər qeyri-metaldır və əksinə, enerji nə qədər az olarsa, element bir o qədər metaldir.
Çox vaxt elementlərin xassələrini xarakterizə etmək üçün adlanan bir dəyər istifadə olunur elektronmənfilik.
Bu: ionlaşma enerjisi və elektron üçün yaxınlıq enerjisi dəyərlərinin arifmetik cəmini təmsil edir.
Sabit elementlərin qeyri-metallığının ölçüsüdür. Nə qədər böyükdürsə, element bir o qədər güclüdür, qeyri-metal xüsusiyyətlər nümayiş etdirir.
Nəzərə almaq lazımdır ki, bütün elementlər mahiyyətcə ikili xarakter daşıyır. Elementlərin metallara və qeyri-metallara bölünməsi müəyyən dərəcədə ixtiyaridir, çünki təbiətdə kəskin kənarlar yoxdur. Elementin metal xassələrinin güclənməsi ilə onun qeyri-metaglik xassələri zəifləyir və əksinə. Elementlərin ən "metal"ı - fransium Fr - ən az metal olmayan, ən "qeyri-metal" - flüor F - ən az metal hesab edilə bilər.
Hesablanmış enerjilərin dəyərlərini - ionlaşma enerjisini və elektron yaxınlıq enerjisini yekunlaşdıraraq, əldə edirik: sezium üçün dəyər 90 kkal / g-a., litium üçün 128 kkal / g-a., flüor üçün = 510 kkal / g-a. (dəyər kJ / g-a ilə də ifadə edilir.). Bunlar elektronmənfiliyin mütləq qiymətləridir. Sadəlik üçün litiumun (128) elektronmənfiliyini birlik kimi götürərək elektronmənfiliyin nisbi qiymətləri istifadə olunur. Sonra flüor (F) üçün alırıq:
Sezium (Cs) üçün nisbi elektronmənfilik olacaqdır
Əsas yarımqrupların elementlərinin elektronmənfiliyindəki dəyişikliklər qrafikində
I-VII qruplar. I-VII qrupların əsas yarımqruplarının elementlərinin elektronmənfilikləri müqayisə edilir. Verilən məlumatlar 1-ci dövrdə hidrogenin həqiqi mövqeyini göstərir; müxtəlif alt qruplarda yuxarıdan aşağıya doğru elementlərin metallığının qeyri-bərabər artması; elementlərin bəzi oxşarlığı: hidrogen - fosfor - tellur (= 2,1), berillium və alüminium (= 1,5) və bir sıra digər elementlər. Yuxarıdakı müqayisələrdən göründüyü kimi, elektronmənfiliyin dəyərlərindən istifadə edərək, bir-biri ilə, hətta müxtəlif alt qrupların elementlərini və müxtəlif dövrləri təxminən müqayisə etmək olar.
I-VII qrupların əsas yarımqruplarının elektromənfi elementlərinin dəyişmə qrafiki.
Dövri qanun və elementlərin dövri cədvəli böyük fəlsəfi, elmi və metodoloji əhəmiyyətə malikdir. Onlar: ətrafımızdakı dünyanı bilmək vasitəsidir. Dövri qanun təbiətin dialektik-materialist mahiyyətini açır və əks etdirir. Dövri, qanun və dövri elementlər sistemi ətrafımızdakı dünyanın birliyinə və maddiliyinə dair bütün inandırıcı sübutlarla. Onlar marksist dialektik idrak metodunun əsas əlamətlərinin etibarlılığının ən yaxşı təsdiqidir: a) cisim və hadisələrin qarşılıqlı əlaqəsi və asılılığı, b) hərəkət və inkişafın davamlılığı, c) kəmiyyət dəyişikliklərinin keyfiyyət dəyişikliklərinə keçməsi. , d) ziddiyyətlərin mübarizəsi və birliyi.
Böyük elmi əhəmiyyəti dövri qanun kimya, fiziki, mineralogiya, geologiya, texniki və digər elmlər sahəsində yaradıcı kəşflərə kömək edir. Dövri qanunun kəşfindən əvvəl kimya daxili əlaqədən məhrum olan səpələnmiş faktiki məlumatların yığılması idi; indi bütün bunlar vahid harmonik sistemə gətirilib. Dövri qanun və elementlərin dövri cədvəli əsasında kimya və fizika sahəsində bir çox kəşflər edilmişdir. Dövri qanun biliyə yol açdı daxili quruluş atom və onun nüvəsi. O, yeni kəşflərlə zənginləşir və təbiətin sarsılmaz, obyektiv qanunu kimi təsdiqlənir. Dövri qanunun və elementlərin dövri sisteminin böyük metodoloji və metodoloji əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, onlar kimyanın öyrənilməsində tələbədə dialektik-materialist dünyagörüşünü inkişaf etdirməyə imkan verir və kimya kursunun mənimsənilməsini asanlaşdırır: Kimyanın öyrənilməsi ayrı-ayrı elementlərin və onların birləşmələrinin xassələrini yadda saxlamağa deyil, elementlərin dövri qanunu və dövri sistemi ilə ifadə olunan qanunlara əsaslanaraq sadə və mürəkkəb maddələrin xassələrini mühakimə etməyə əsaslanmalıdır.
