პერიოდი და მისი ფიზიკური მნიშვნელობა. მენდელეევის პერიოდული კანონი. ელემენტების ურთიერთობა. ქიმიური პერიოდულობის ფიზიკური მნიშვნელობა
შეისწავლა ელემენტების თვისებები, რომლებიც განლაგებულია მათი ატომური მასების მზარდი მნიშვნელობების სერიაში, დიდმა რუსმა მეცნიერმა დ.ი. მენდელეევმა 1869 წელს გამოიტანა პერიოდულობის კანონი:
ელემენტების თვისებები და, შესაბამისად, მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი და რთული სხეულების თვისებები პერიოდულად არის დამოკიდებული ელემენტების ატომური წონის მნიშვნელობაზე.
მენდელეევის პერიოდული კანონის თანამედროვე ფორმულირება:
ქიმიური ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც ელემენტების ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად დამოკიდებულია მათი ბირთვების მუხტზე.
ბირთვში პროტონების რაოდენობა განსაზღვრავს ბირთვის დადებითი მუხტის სიდიდეს და, შესაბამისად, ელემენტის რიგით Z რიცხვს პერიოდულ სისტემაში. პროტონებისა და ნეიტრონების საერთო რაოდენობას უწოდებენ მასის ნომერი A,ის დაახლოებით უდრის ბირთვის მასის მნიშვნელობას. მაშასადამე, ნეიტრონების რაოდენობა (N)ბირთვში შეგიძლიათ იხილოთ ფორმულით:
N = A -ზ.
ელექტრონული კონფიგურაცია- ქიმიური ელემენტის ატომების სხვადასხვა ელექტრონულ გარსებში ელექტრონების განლაგების ფორმულა
ან მოლეკულები.
17. ატომებში ენერგიის დონეებისა და ორბიტალების კვანტური რიცხვები და შევსების რიგი. კლეჩკოვსკი წესებს
ელექტრონების განაწილების წესრიგს ატომის გარსში ენერგეტიკულ დონეზე და ქვედონეებზე მის ელექტრონულ კონფიგურაციას უწოდებენ. ატომში თითოეული ელექტრონის მდგომარეობა განისაზღვრება ოთხი კვანტური რიცხვით:
1. ძირითადი კვანტური რიცხვი nყველაზე მეტად ახასიათებს ატომში ელექტრონის ენერგიას. n = 1, 2, 3… .. ელექტრონს აქვს ყველაზე მცირე ენერგია n = 1-ზე, მაშინ როცა ის ყველაზე ახლოს არის ატომის ბირთვთან.
2. ორბიტალური (გირაო, აზიმუთალური) კვანტური რიცხვი lგანსაზღვრავს ელექტრონული ღრუბლის ფორმას და მცირე რაოდენობით მის ენერგიას. n მთავარი კვანტური რიცხვის თითოეული მნიშვნელობისთვის ორბიტალურ კვანტურ რიცხვს შეუძლია მიიღოს ნული და მთელი რიცხვი მნიშვნელობები: l = 0 ... (n-1)
ელექტრონის მდგომარეობებს, რომლებიც ხასიათდება l-ის სხვადასხვა მნიშვნელობებით, ჩვეულებრივ უწოდებენ ელექტრონის ენერგეტიკულ ქვედონეებს ატომში. თითოეული ქვედონე მითითებულია გარკვეული ასოებით, იგი შეესაბამება ელექტრონული ღრუბლის გარკვეულ ფორმას (ორბიტალი).
3. მაგნიტური კვანტური რიცხვი m lგანსაზღვრავს ელექტრონული ღრუბლის შესაძლო ორიენტაციას სივრცეში. ასეთი ორიენტაციების რაოდენობა განისაზღვრება იმ მნიშვნელობებით, რომლებიც შეიძლება მიიღოს მაგნიტურ კვანტურ რიცხვს:
მ ლ = -ლ, ... 0, ... + ლ
ასეთი მნიშვნელობების რაოდენობა კონკრეტული ლ-სთვის: 2ლ + 1
შესაბამისად: s-ელექტრონებისთვის: 2 · 0 + 1 = 1 (სფერული ორბიტალი შეიძლება იყოს ორიენტირებული მხოლოდ ერთი გზით);
4. დატრიალებული კვანტური რიცხვი m s oასახავს ელექტრონის არსებობას საკუთარი მომენტიმოძრაობა.
სპინის კვანტურ რიცხვს შეიძლება ჰქონდეს მხოლოდ ორი მნიშვნელობა: m s = +1/2 ან –1/2
ელექტრონების განაწილება მრავალელექტრონულ ატომებშიხდება სამი პრინციპის შესაბამისად:
პაულის პრინციპი
ატომს არ შეიძლება ჰქონდეს ელექტრონები, რომლებსაც აქვთ ოთხივე კვანტური რიცხვის ერთნაირი სიმრავლე.
2. ჰუნდის წესი(ტრამვაის წესი)
ატომის ყველაზე სტაბილურ მდგომარეობაში ელექტრონები განლაგებულია ელექტრონული ქვედონეზე ისე, რომ მათი ჯამური სპინი მაქსიმალური იყოს. ეს გაჩერებულ ცარიელ ტრამვაში ორმაგი ადგილების შევსების პროცედურის მსგავსია - ჯერ ერთი, ერთმანეთისთვის უცნობი ადამიანები სხედან ორ სავარძელზე (და ელექტრონები ორბიტალზე არიან) ერთდროულად და მხოლოდ მაშინ, როდესაც ცარიელი ორმაგია. ადგილები ამოიწურება ორიდან.
მინიმალური ენერგიის პრინციპი (V.M.Klechkovsky-ის წესები, 1954)
1) ატომის ბირთვის მუხტის მატებასთან ერთად, ელექტრონული ორბიტალების თანმიმდევრული შევსება ხდება ორბიტალებიდან ძირითადი და ორბიტალური კვინტის რიცხვების ჯამის უფრო დაბალი მნიშვნელობით (n + l) ორბიტალებამდე ამ ჯამის დიდი მნიშვნელობით. .
2) ჯამის იგივე მნიშვნელობებისთვის (n + l), ორბიტალების შევსება ხდება თანმიმდევრულად ძირითადი კვანტური რიცხვის მნიშვნელობის გაზრდის მიმართულებით.
18. ქიმიური ბმის მოდელირების მეთოდები: ვალენტური კავშირის მეთოდი და მოლეკულური ორბიტალური მეთოდი.
ვალენტური კავშირის მეთოდი
უმარტივესი არის ვალენტური ბმების მეთოდი (BC), რომელიც 1916 წელს შემოგვთავაზა ამერიკელმა ფიზიკოსმა და ქიმიკოსმა ლუისმა.
ვალენტური კავშირის მეთოდი განიხილავს ქიმიურ კავშირს ორი ატომის ბირთვების მიზიდვის შედეგად ერთ ან რამდენიმე საერთო ელექტრონულ წყვილზე. ასეთ ორელექტრონულ და ორცენტრიან კავშირს, რომელიც ლოკალიზებულია ორ ატომს შორის, ეწოდება კოვალენტური.
პრინციპში, შესაძლებელია კოვალენტური ბმის ფორმირების ორი მექანიზმი:
1. ორი ატომის ელექტრონების დაწყვილება მათი სპინების საპირისპირო ორიენტაციის პირობებში;
2. დონორი-მიმღები ურთიერთქმედება, რომლის დროსაც ერთ-ერთი ატომის (დონორის) მზა ელექტრონული წყვილი ხდება საერთო სხვა ატომის (მიმღების) ენერგიულად ხელსაყრელი თავისუფალი ორბიტალის არსებობისას.
ქიმიის პირველი გაკვეთილებიდან თქვენ იყენებდით DI მენდელეევის ცხრილს. ეს ნათლად აჩვენებს, რომ ყველა ქიმიური ელემენტი, რომელიც ქმნის ჩვენს გარშემო არსებული სამყაროს ნივთიერებებს, ურთიერთდაკავშირებულია და ემორჩილება საერთო კანონებს, ანუ ისინი წარმოადგენენ ერთიან მთლიანობას - ქიმიური ელემენტების სისტემას. ამიტომ თანამედროვე მეცნიერებაში დი.ი მენდელეევის ცხრილს ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი ეწოდება.
რატომ "პერიოდული", თქვენც გესმით, ვინაიდან ზოგადი ნიმუშებიატომების, ქიმიური ელემენტების მიერ წარმოქმნილი მარტივი და რთული ნივთიერებების თვისებების ცვლილებები ამ სისტემაში მეორდება გარკვეული ინტერვალებით - პერიოდებით. ზოგიერთი ნიმუში, რომელიც ნაჩვენებია ცხრილში 1, უკვე ცნობილია თქვენთვის.
ამრიგად, მსოფლიოში არსებული ყველა ქიმიური ელემენტი ემორჩილება ერთიან, ბუნებაში ობიექტურად მოქმედ პერიოდულ კანონს, რომლის გრაფიკული წარმოდგენა არის პერიოდული სისტემაელემენტები. ეს კანონი და სისტემა ეწოდა დიდი რუსი ქიმიკოსის დი.ი მენდელეევის სახელს.
DI მენდელეევმა პერიოდული კანონის აღმოჩენა მივიდა ქიმიური ელემენტების თვისებებისა და ფარდობითი ატომური მასების შედარების გზით. ამისათვის, DI მენდელეევმა დაწერა ბარათზე თითოეული ქიმიური ელემენტისთვის: ელემენტის სიმბოლო, ფარდობითი ატომური მასის მნიშვნელობა (DI მენდელეევის დროს ამ მნიშვნელობას ეწოდებოდა ატომური წონა), ფორმულები და ბუნება. რაც უფრო მაღალია ოქსიდი და ჰიდროქსიდი. მან მოაწყო იმ დროისთვის ცნობილი 63 ქიმიური ელემენტი ერთ ჯაჭვში მათი ფარდობითი ატომური მასების აღმავალი თანმიმდევრობით (ნახ. 1) და გააანალიზა ელემენტების ეს ნაკრები, ცდილობდა მასში გარკვეული ნიმუშების პოვნა. ინტენსიური შემოქმედებითი მუშაობის შედეგად მან აღმოაჩინა, რომ ამ ჯაჭვში არის ინტერვალები – პერიოდები, რომლებშიც ელემენტების თვისებები და მათ მიერ წარმოქმნილი ნივთიერებები ანალოგიურად იცვლება (ნახ. 2).
ბრინჯი. ერთი.
ელემენტების ბარათები, განლაგებული მათი ფარდობითი ატომური მასის გაზრდის მიზნით
ბრინჯი. 2.
ელემენტების ბარათები, განლაგებული ელემენტებისა და მათ მიერ წარმოქმნილი ნივთიერებების თვისებების პერიოდული ცვლილებების თანმიმდევრობით
ლაბორატორიული ექსპერიმენტი No2
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული ცხრილის კონსტრუქციის მოდელირება
| D.I.მენდელეევის პერიოდული ცხრილის აგების სიმულაცია. ამისათვის მოამზადეთ 20 ბარათი 6 x 10 სმ ზომის ელემენტებისთვის 1-დან 20-მდე სერიული ნომრებით. თითოეულ ბარათზე მიუთითეთ ელემენტის შესახებ შემდეგი ინფორმაცია: ქიმიური სიმბოლო, სახელი, ფარდობითი ატომური მასა, უმაღლესი ოქსიდის ფორმულა, ჰიდროქსიდი (ფრჩხილებში მიუთითეთ მათი ბუნება - ძირითადი, მჟავე ან ამფოტერული), აქროლადი წყალბადის ნაერთის ფორმულა. (არალითონებისთვის). აურიეთ ბარათები და დაალაგეთ ისინი ზედიზედ, ელემენტების შედარებითი ატომური მასების ზრდის მიხედვით. მოათავსეთ მსგავსი ელემენტები 1-დან 18-მდე ერთმანეთის ქვეშ: წყალბადი ლითიუმზე და კალიუმი ნატრიუმის ქვეშ, შესაბამისად, კალციუმი მაგნიუმის ქვეშ, ჰელიუმი ნეონის ქვეშ. ჩამოაყალიბეთ თქვენ მიერ განსაზღვრული ნიმუში კანონის სახით. ყურადღება მიაქციეთ შეუსაბამობას არგონისა და კალიუმის შედარებით ატომურ მასებს შორის და მათ მდებარეობას ელემენტების ზოგადი თვისებების თვალსაზრისით. ახსენით ამ ფენომენის მიზეზი. |
მოდით კიდევ ერთხელ ჩამოვთვალოთ, თანამედროვე ტერმინების გამოყენებით, პერიოდებში გამოვლენილი თვისებების რეგულარული ცვლილებები:
- სუსტდება ლითონის თვისებები;
- გაძლიერებულია არალითონური თვისებები;
- ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა მაღალ ოქსიდებში იზრდება +1-დან +8-მდე;
- აქროლად წყალბადის ნაერთებში ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა იზრდება -4-დან -1-მდე;
- ოქსიდები ძირითადიდან ამფოტერულამდე იცვლება მჟავეებით;
- ტუტეების ჰიდროქსიდები ამფოტერული ჰიდროქსიდების მეშვეობით იცვლება ჟანგბადის შემცველი მჟავებით.
ამ დაკვირვების საფუძველზე დ.ი.მენდელეევმა 1869 წელს გააკეთა დასკვნა - მან ჩამოაყალიბა პერიოდული კანონი, რომელიც თანამედროვე ტერმინების გამოყენებით ასე ჟღერს:
ქიმიური ელემენტების სისტემატიზაცია მათი შედარებითი ატომური მასების საფუძველზე, DI მენდელეევი ასევე დიდ ყურადღებას აქცევდა ელემენტების თვისებებს და მათ მიერ წარმოქმნილ ნივთიერებებს, ანაწილებდა მსგავსი თვისებების მქონე ელემენტებს ვერტიკალურ სვეტებად - ჯგუფებად. ზოგჯერ, მის მიერ გამოვლენილი ნიმუშის დარღვევით, ის უფრო მძიმე ელემენტებს აყენებს ატომური მასის შედარებით დაბალი მნიშვნელობის მქონე ელემენტებს. მაგალითად, თავის მაგიდაზე ნიკელის წინ კობალტი ჩაწერა, იოდის წინ ტელურიუმი, ხოლო როდესაც ინერტული (კეთილშობილი) აირები აღმოაჩინეს, კალიუმის წინ არგონი. დ.ი.მენდელეევმა მიიჩნია ასეთი მოწყობა აუცილებლობად, რადგან წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს ელემენტები დაეცემა თვისებებით მათგან განსხვავებულ ელემენტთა ჯგუფებად. ასე რომ, კერძოდ, ტუტე ლითონის კალიუმი მოხვდება ინერტული აირების ჯგუფში, ხოლო ინერტული აირი არგონი - ტუტე ლითონების ჯგუფში.
DI მენდელეევმა ვერ ახსნა ეს გამონაკლისები ზოგადი წესიდან, ისევე როგორც ელემენტების და მათ მიერ წარმოქმნილი ნივთიერებების თვისებების ცვლილების პერიოდულობის მიზეზი. თუმცა, მან იწინასწარმეტყველა, რომ ეს მიზეზი მდგომარეობს ატომის რთულ სტრუქტურაში. ეს იყო DI მენდელეევის მეცნიერული ინტუიცია, რამაც მას საშუალება მისცა აგეშენებინა ქიმიური ელემენტების სისტემა არა მათი შედარებითი ატომური მასების გაზრდის წესით, არამედ მათი ატომური ბირთვების მუხტების გაზრდის წესით. ის ფაქტი, რომ ელემენტების თვისებები განისაზღვრება ზუსტად მათი ატომური ბირთვების მუხტებით, მჭევრმეტყველად მიუთითებს იზოტოპების არსებობაზე, რომლებიც გასულ წელს შეხვდით (გახსოვდეთ რა არის ეს, მიეცით თქვენთვის ცნობილი იზოტოპების მაგალითები).
ატომის სტრუქტურის შესახებ თანამედროვე იდეების შესაბამისად, ქიმიური ელემენტების კლასიფიკაციის საფუძველია მათი ატომური ბირთვების მუხტები, ხოლო პერიოდული კანონის თანამედროვე ფორმულირება ასეთია:
ელემენტების და მათი ნაერთების თვისებების ცვლილების პერიოდულობა აიხსნება მათი ატომების გარე ენერგეტიკული დონეების სტრუქტურაში პერიოდული განმეორებით. ეს არის ენერგიის დონეების რაოდენობა, მათზე განთავსებული ელექტრონების მთლიანი რაოდენობა და ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე, რომლებიც ასახავს პერიოდულ ცხრილში მიღებულ სიმბოლიკას, ანუ ისინი ავლენენ ელემენტის რიგითი რიცხვის ფიზიკურ მნიშვნელობას. , პერიოდის რაოდენობა და ჯგუფის რაოდენობა (რისგან შედგება?).
ატომის სტრუქტურა ასევე ხსნის ელემენტების მეტალის და არამეტალის თვისებების პერიოდებსა და ჯგუფებში ცვლილების მიზეზებს.
შესაბამისად, DI მენდელეევის პერიოდული კანონი და პერიოდული სისტემა განაზოგადებენ ინფორმაციას ქიმიური ელემენტებისა და მათ მიერ წარმოქმნილი ნივთიერებების შესახებ და ხსნიან მათი თვისებების შეცვლის პერიოდულობას და იმავე ჯგუფის ელემენტების თვისებების მსგავსების მიზეზს.
პერიოდული კანონისა და დ.ი.-ის პერიოდული ცხრილის ეს ორი ყველაზე მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა. უკვე პერიოდული ცხრილის შექმნის ეტაპზე, D.I. მენდელეევმა გააკეთა მრავალი პროგნოზი იმ ელემენტების თვისებების შესახებ, რომლებიც იმ დროისთვის ჯერ კიდევ არ იყო ცნობილი და მიუთითა მათი აღმოჩენის გზები. მის მიერ შექმნილ ცხრილში DI მენდელეევმა ცარიელი უჯრები დატოვა ამ ელემენტებისთვის (ნახ. 3).
ბრინჯი. 3.
დ.ი.მენდელეევის მიერ შემოთავაზებული ელემენტების პერიოდული ცხრილი
პერიოდული კანონის წინასწარმეტყველური ძალის თვალსაჩინო მაგალითები იყო ელემენტების შემდგომი აღმოჩენები: 1875 წელს ფრანგმა ლეკოკ დე ბოისაბაუდრანმა აღმოაჩინა გალიუმი, რომელიც იწინასწარმეტყველა დ.ი. მენდელეევმა ხუთი წლით ადრე, როგორც ელემენტი სახელწოდებით "ekaaluminium" (eka - შემდეგი); 1879 წელს შვედმა ლ. ნილსონმა გახსნა "ეკაბორი" დი.ი მენდელეევის მიხედვით; 1886 წელს გერმანელი კ.ვინკლერი - „ეკასილიციი“ დი.ი მენდელეევის მიხედვით (ამ ელემენტების თანამედროვე სახელწოდებები განვსაზღვროთ დი.ი მენდელეევის ცხრილის მიხედვით). რამდენად ზუსტი იყო DI მენდელეევი თავის პროგნოზებში, ილუსტრირებულია მე-2 ცხრილში მოცემული მონაცემებით.
ცხრილი 2
წინასწარმეტყველური და ექსპერიმენტულად აღმოჩენილი გერმანიუმის თვისებები
|
იწინასწარმეტყველა დ.ი.მენდელეევმა 1871 წელს |
დააარსა კ.ვინკლერმა 1886 წელს. |
|
ფარდობითი ატომური მასა 72-ს უახლოვდება |
ფარდობითი ატომური მასა 72,6 |
|
ნაცრისფერი ცეცხლგამძლე ლითონი |
ნაცრისფერი ცეცხლგამძლე ლითონი |
|
ლითონის სიმკვრივე არის დაახლოებით 5,5 გ / სმ 3 |
ლითონის სიმკვრივე 5,35 გ/სმ 3 |
|
ოქსიდის E0 2 ფორმულა |
ოქსიდის ფორმულა Ge0 2 |
|
ოქსიდის სიმკვრივე არის დაახლოებით 4,7 გ / სმ 3 |
ოქსიდის სიმკვრივეა 4,7 გ/სმ 3 |
|
ოქსიდი საკმაოდ ადვილად დაიყვანება ლითონად. |
Ge0 2 ოქსიდი იშლება ლითონად წყალბადის ნაკადში გაცხელებისას |
|
ქლორიდი ES1 4 უნდა იყოს სითხე, დუღილის წერტილით დაახლოებით 90 ° C და სიმკვრივით დაახლოებით 1,9 გ / სმ 3. |
გერმანიუმის (IV) ქლორიდი GeCl 4 არის სითხე, დუღილის წერტილით 83 ° C და სიმკვრივით 1,887 გ / სმ 3. |
ახალი ელემენტების მკვლევარ-მეცნიერებმა დიდი შეფასება მისცეს რუსი მეცნიერის აღმოჩენას: „ძნელად შეიძლება იყოს ელემენტების პერიოდულობის დოქტრინის მართებულობის უფრო ნათელი მტკიცებულება, ვიდრე ჯერ კიდევ ჰიპოთეტური ეკასილიციის აღმოჩენა; ეს, რა თქმა უნდა, უფრო მეტია, ვიდრე თამამი თეორიის მარტივი დადასტურება - ეს აღნიშნავს მხედველობის ქიმიური ველის გამორჩეულ გაფართოებას, გიგანტურ ნაბიჯს ცოდნის სფეროში ”(კ. ვინკლერი).
ამერიკელმა მეცნიერებმა, რომლებმაც აღმოაჩინეს ელემენტი ნომერი 101, დაარქვეს მას სახელი "მენდელევიუმი" დიდი რუსი ქიმიკოსის დიმიტრი მენდელეევის დამსახურების აღსანიშნავად, რომელმაც პირველმა გამოიყენა ელემენტების პერიოდული ცხრილი იმ დროისთვის აღმოჩენილი ელემენტების თვისებების პროგნოზირებისთვის.
თქვენ შეხვდით მე-8 კლასში და ამ წელს გამოიყენებთ პერიოდული ცხრილის ფორმას, რომელსაც ეწოდება მოკლე პერიოდი. თუმცა სპეციალიზებულ კლასებში და უმაღლეს სასწავლებლებში ძირითადად სხვა ფორმა გამოიყენება - გრძელვადიანი ვერსია. შეადარეთ ისინი. რა არის საერთო და რით განსხვავდება პერიოდული ცხრილის ამ ორ ფორმაში?
ახალი სიტყვები და ცნებები
- მენდელეევის პერიოდული კანონი.
- DI მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი არის პერიოდული კანონის გრაფიკული ჩვენება.
- ელემენტის ნომრის ფიზიკური მნიშვნელობა, პერიოდის ნომერი და ჯგუფის ნომერი.
- პერიოდებში და ჯგუფებში ელემენტების თვისებების ცვლილების კანონზომიერებანი.
- პერიოდული კანონისა და ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილის მნიშვნელობა DI მენდელეევის მიერ.
თვითშესწავლის დავალებები
- დაამტკიცეთ, რომ DI მენდელეევის პერიოდული კანონი, ისევე როგორც ბუნების ნებისმიერი სხვა კანონი, ასრულებს ახსნის, განზოგადებისა და პროგნოზირების ფუნქციას. მიეცით მაგალითები ამ ფუნქციების საილუსტრაციოდ სხვა კანონებში, რომლებიც თქვენ იცით ქიმიის, ფიზიკისა და ბიოლოგიის კურსებიდან.
- დაასახელეთ ქიმიური ელემენტი, რომლის ატომში ელექტრონები განლაგებულია დონეებად რიცხვების რიგის მიხედვით: 2, 5. რა მარტივ ნივთიერებას წარმოქმნის ეს ელემენტი? რა არის მისი წყალბადის ნაერთის ფორმულა და რა ჰქვია მას? როგორია ამ ელემენტის უმაღლესი ოქსიდის ფორმულა, როგორია მისი ბუნება? ჩამოწერეთ ამ ოქსიდის თვისებების დამახასიათებელი რეაქციის განტოლებები.
- ბერილიუმი ადრე კლასიფიცირებული იყო III ჯგუფის ელემენტად და მისი ფარდობითი ატომური მასა ითვლებოდა 13,5. რატომ გადაიტანა იგი დ.ი.მენდელეევმა II ჯგუფში და შეასწორა ბერილიუმის ატომური მასა 13,5-დან 9-მდე?
- დაწერეთ რეაქციების განტოლებები ქიმიური ელემენტის მიერ წარმოქმნილ მარტივ ნივთიერებას შორის, რომლის ატომში ელექტრონები განაწილებულია ენერგეტიკულ დონეზე რიცხვების რიგის მიხედვით: 2, 8, 8, 2 და No7 ელემენტებით წარმოქმნილ მარტივ ნივთიერებებს შორის. და მე-8 პერიოდულ სისტემაში. რა ტიპია ქიმიური ბმარეაქციის პროდუქტებში? როგორია საწყისი მარტივი ნივთიერებების კრისტალური სტრუქტურა და მათი ურთიერთქმედების პროდუქტები?
- დაალაგეთ შემდეგი ელემენტები მეტალის თვისებების გაძლიერების მიზნით: As, Sb, N, P, Bi. დაასაბუთეთ მიღებული სერია ამ ელემენტების ატომების აგებულების საფუძველზე.
- დაალაგეთ შემდეგი ელემენტები არალითონური თვისებების გაძლიერების მიზნით: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. დაასაბუთეთ მიღებული სერია ამ ელემენტების ატომების აგებულების საფუძველზე.
- დაალაგეთ ოქსიდების მჟავე თვისებების შესუსტების თანმიმდევრობით, რომელთა ფორმულებია: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7. დაასაბუთეთ მიღებული სერია. ჩაწერეთ ამ ოქსიდების შესაბამისი ჰიდროქსიდების ფორმულები. როგორ იცვლება მათი მჟავე ხასიათი თქვენს მიერ შემოთავაზებულ დიაპაზონში?
- დაწერეთ ბორის, ბერილიუმის და ლითიუმის ოქსიდების ფორმულები და დაალაგეთ ისინი ძირითადი თვისებების ზრდის მიხედვით. ჩაწერეთ ამ ოქსიდების შესაბამისი ჰიდროქსიდების ფორმულები. როგორია მათი ქიმიური ბუნება?
- რა არის იზოტოპები? როგორ შეუწყო ხელი იზოტოპების აღმოჩენას პერიოდული კანონის ფორმირებას?
- რატომ არის ელემენტების ატომური ბირთვების მუხტები პერიოდულ სისტემაში D.I.
- მიეცით პერიოდული კანონის სამი ფორმულირება, რომლებშიც ქიმიური ელემენტების სისტემატიზაციის საფუძველია მიღებული ატომური მასა, ატომის ბირთვის მუხტი და ატომის ელექტრონულ გარსში გარე ენერგიის დონეების სტრუქტურა.
IV - VII - დიდი პერიოდებიმას შემდეგ, რაც შედგება ელემენტების ორი მწკრივისაგან (ლუწი და კენტი).
ტიპიური ლითონები განლაგებულია დიდი პერიოდების თანაბარ რიგებში. კენტი რიგი იწყება მეტალთან, შემდეგ მეტალის თვისებები სუსტდება და არალითონური თვისებები იზრდება, პერიოდი მთავრდება ინერტული გაზით.
ჯგუფიარის ვერტიკალური რიგი ქიმ. ელემენტები შერწყმული ქიმ. თვისებები.
ჯგუფი
ძირითადი ქვეჯგუფი მცირე ქვეჯგუფი
ძირითადი ქვეჯგუფი მოიცავს ქვეჯგუფს მოიცავს
მხოლოდ დიდი პერიოდის მცირე და დიდი ელემენტების ელემენტები.
პერიოდები.
H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Cu, Ag, Au
პატარა დიდი დიდი
იმავე ჯგუფში გაერთიანებული ელემენტებისთვის დამახასიათებელია შემდეგი ნიმუშები:
1. ელემენტების უმაღლესი ვალენტობა ჟანგბადთან ნაერთებში(ზოგიერთი გამონაკლისის გარდა) შეესაბამება ჯგუფის ნომერს.
გვერდითი ქვეჯგუფების ელემენტებს ასევე შეუძლიათ აჩვენონ სხვა უფრო მაღალი ვალენტობა. მაგალითად, Cu - მეორადი ქვეჯგუფის I ჯგუფის ელემენტი - ქმნის ოქსიდს Cu 2 O. თუმცა, ყველაზე გავრცელებული ნაერთებია ორვალენტიანი სპილენძის ნაერთები.
2. ძირითად ქვეჯგუფებში(ზემოდან ქვემოთ) ატომური მასების მატებასთან ერთად იზრდება ელემენტების მეტალის თვისებები და სუსტდება არალითონური თვისებები.
ატომის სტრუქტურა.
დიდი ხნის განმავლობაში მეცნიერებაში გაბატონებული იყო მოსაზრება, რომ ატომები განუყოფელია, ე.ი. არ შეიცავს უფრო მარტივ კომპონენტებს.
თუმცა მე-19 საუკუნის ბოლოს დადგინდა არაერთი ფაქტი, რომელიც მოწმობდა ატომების კომპლექსურ შემადგენლობას და მათი ურთიერთგადაქცევის შესაძლებლობას.
ატომები არის რთული წარმონაქმნები, რომლებიც აგებულია მცირე სტრუქტურული ერთეულებისგან.
|
|
ē - ელექტრონი - ბირთვის გარეთ
ქიმიისთვის დიდი ინტერესია ატომის ელექტრონული გარსის სტრუქტურა. ქვეშ ელექტრონული გარსიგააცნობიეროს ატომში ყველა ელექტრონის მთლიანობა. ატომში ელექტრონების რაოდენობა უდრის პროტონების რაოდენობას, ე.ი. ელემენტის რიგითი რიცხვი, რადგან ატომი ელექტრული ნეიტრალურია.
ელექტრონის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ატომთან მისი კავშირის ენერგია. ახლო ენერგიების მქონე ელექტრონები ქმნიან ერთს ელექტრონული ფენა.
თითოეული ქიმ. პერიოდული ცხრილის ელემენტი დანომრილია.
რიცხვი, რომელსაც იღებს თითოეული ელემენტი, ეწოდება სერიული ნომერი.
სერიული ნომრის ფიზიკური მნიშვნელობა:
1. რა არის ელემენტის რიგითი რიცხვი, ასეთია ატომის ბირთვის მუხტი.
2. ამდენივე ელექტრონები ბრუნავს ბირთვის გარშემო.
Z = p + Z - ელემენტის რიგითი ნომერი
n 0 = A - ზ
n 0 = A - p + A არის ელემენტის ატომური მასა
n 0 = A - ē
მაგალითად, ლი.
პერიოდის ნომრის ფიზიკური მნიშვნელობა.
რა პერიოდში მდებარეობს ელემენტი, მას ექნება იმდენი ელექტრონული გარსი (ფენა).
| |
+2 არა | |
| |
ელექტრონების მაქსიმალური რაოდენობის განსაზღვრა ერთ ელექტრონულ გარსზე.
ვარიანტი 1
A1. რას ნიშნავს მენდელეევის ცხრილის ჯგუფის ნომერი?
2. ეს არის ატომის ბირთვის მუხტი
4. ეს არის ნეიტრონების რაოდენობა ბირთვში
A2. რამდენია ენერგიის დონეების რაოდენობა?
1. სერიული ნომერი
2. პერიოდის ნომერი
3. ჯგუფის ნომერი
4. ელექტრონების რაოდენობა
A3.
2. ეს არის ატომში ენერგიის დონეების რაოდენობა
3. ეს არის ელექტრონების რაოდენობა ატომში
A4. მიუთითეთ ელექტრონების რაოდენობა გარე ენერგიის დონეზე ფოსფორის ატომში:
1.7 ელექტრონი
2.5 ელექტრონი
3.2 ელექტრონი
4.3 ელექტრონი
A5. რომელ რიგში მდებარეობს ჰიდრიდის ფორმულები?
1.ჰ 2 O, CO, C 2 ჰ 2 , LiH
2. NaH, CH 4 , ჰ 2 O, CaH 2
3.ჰ 2 O, C 2 ჰ 2 , LiH, Li 2 ო
4. არა, ნ 2 ო 3 , ნ 2 ო 5 , ნ 2 ო
ა 6. რომელ ნაერთშია აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა +1?
1. ნ 2 ო 3
2. არა
3. ნ 2 ო 5
4. ნ 2 ო
A7. რომელი ნაერთი შეესაბამება მანგანუმის (II) ოქსიდს:
1. MnO 2
2. მნ 2 ო 7
3. MnCl 2
4. MnO
A8. რომელ მწკრივშია განთავსებული მხოლოდ მარტივი ნივთიერებები?
1. ჟანგბადი და ოზონი
2. გოგირდი და წყალი
3. ნახშირბადი და ბრინჯაო
4. შაქარი და მარილი
A9. დაადგინეთ ელემენტი, თუ მის ატომში არის 44 ელექტრონი:
1.კობალტი
2. კალის
3.რუთენიუმი
4.ნიობიუმი
A10. რა აქვს ატომურ კრისტალურ გისოსს?
1.იოდი
2.გერმანიუმი
3.ოზონი
4.თეთრი ფოსფორი
1-ში. კორესპონდენციის დაყენება
ელექტრონების რაოდენობა ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე
ქიმიური ელემენტის სიმბოლო
A. 3
B. 1
6-ზე
G. 4
1) S 6) C
2) Fr 7) ის
3) მგ 8) გა
4) ალ 9) თე
5) Si 10) კ
2-ში. კორესპონდენციის დაყენება
ნივთიერების დასახელება
ნივთიერების ფორმულა
ა. ოქსიდიგოგირდის(Vi)
B. ნატრიუმის ჰიდრიდი
B. ნატრიუმის ჰიდროქსიდი
გ. რკინის (II) ქლორიდი
1) ასე 2
2) FeCl 2
3) FeCl 3
4) NaH
5) ასე 3
6) NaOH
ვარიანტი 2
A1. რა არის მენდელეევის ცხრილის პერიოდის რიცხვის ფიზიკური მნიშვნელობა?
1. ეს არის ატომში ენერგიის დონეების რაოდენობა
2. ეს არის ატომის ბირთვის მუხტი
3. ეს არის ელექტრონების რაოდენობა ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე.
4. ეს არის ნეიტრონების რაოდენობა ბირთვში
A2. რა არის ელექტრონების რაოდენობა ატომში?
1. სერიული ნომერი
2. პერიოდის ნომერი
3. ჯგუფის ნომერი
4. ნეიტრონების რაოდენობა
A3. რა არის ქიმიური ელემენტის სერიული ნომრის ფიზიკური მნიშვნელობა?
1. ეს არის ნეიტრონების რაოდენობა ბირთვში
2. ეს არის ატომის ბირთვის მუხტი
3. ეს არის ატომში ენერგიის დონეების რაოდენობა
4. ეს არის ელექტრონების რაოდენობა ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე
A4. მიუთითეთ ელექტრონების რაოდენობა გარე ენერგიის დონეზე სილიციუმის ატომში:
1.14 ელექტრონი
2.4 ელექტრონი
3.2 ელექტრონი
4.3 ელექტრონი
A5. რომელ რიგში მდებარეობს ოქსიდის ფორმულები?
1.ჰ 2 O, CO, Cო 2 , ლიოჰ
2. NaH, CH 4 , ჰ 2 O, CaH 2
3.ჰ 2 O, C 2 ჰ 2 , LiH, Li 2 ო
4. არა, ნ 2 ო 3 , ნ 2 ო 5 , ნ 2 ო
ა 6. რომელ ნაერთშია ქლორის ჟანგვის მდგომარეობა -1?
1. კლ 2 ო 7
2. HClO
3. HCl
4. კლ 2 ო 3
A7. რომელი ნაერთი შეესაბამება აზოტის ოქსიდს (IIმე):
1. ნ 2 ო
2. ნ 2 ო 3
3. არა
4. ჰ 3 ნ
A8. რომელ მწკრივშია განთავსებული მარტივი და რთული ნივთიერებები?
1. ბრილიანტი და ოზონი
2. ოქრო და ნახშირორჟანგი
3. წყალი და გოგირდის მჟავა
4. შაქარი და მარილი
A9. დაადგინეთ ელემენტი, თუ მის ატომში არის 56 პროტონი:
1.რკინა
2. კალის
3.ბარიუმი
4.მანგანუმი
A10. რა აქვს მოლეკულურ კრისტალურ გისოსს?
ბრილიანტი
სილიკონი
rhinestone
ბორის
1-ში. კორესპონდენციის დაყენება
ენერგიის დონეების რაოდენობა ატომში
ქიმიური ელემენტის სიმბოლო
ა. 5
ბ. 7
ვ. 3
გ. 2
1) S 6) C
2) Fr 7) ის
3) მგ 8) გა
4) ბ 9) ტე
5) Sn 10) Rf
2-ში. კორესპონდენციის დაყენება
ნივთიერების დასახელება
ნივთიერების ფორმულა
ა. ნახშირბადის ჰიდრიდი (მეV)
B. კალციუმის ოქსიდი
B. კალციუმის ნიტრიდი
D. კალციუმის ჰიდროქსიდი
1) ჰ 3 ნ
2) Ca (OH) 2
3) KOH
4) CaO
5) CH 4
6) დაახ 3 ნ 2
ელემენტების, როგორც პირველადი ნივთიერებების ცნება წარმოიშვა უძველესი დროიდან და თანდათან იცვლება და იხვეწება, ჩვენს დრომდე მოვიდა. ქიმიურ ელემენტებზე მეცნიერული შეხედულებების ფუძემდებლები არიან რ.ბოილი (VII ს.), მ.ვ.ლომონოსოვი (XVIII ს.) და დალტონი (XIX ს.).
მე-19 საუკუნის დასაწყისისთვის. დაახლოებით 30 ელემენტი იყო ცნობილი, მე-19 საუკუნის შუა ხანებისთვის - დაახლოებით 60. ელემენტების რაოდენობის დაგროვების ზღვის გამო წარმოიშვა მათი სისტემატიზაციის პრობლემა. ასეთი მცდელობები დ.ი. მენდელეევი ორმოცდაათი მაინც იყო; სისტემატიზაციის საფუძველი იქნა მიღებული: და ატომური წონა (ახლა უწოდებენ ატომურ მასას), და ქიმიური ეკვივალენტი და ვალენტობა. ქიმიური ელემენტების კლასიფიკაციას მეტაფიზიკურად უახლოვდება, მხოლოდ იმ დროისთვის ცნობილი ელემენტების სისტემატიზაციას ცდილობს, არც ერთი წინამორბედი დ.ი. მეცნიერებისთვის ეს მნიშვნელოვანი პრობლემა ბრწყინვალედ გადაჭრა 1869 წელს დიდმა რუსმა მეცნიერმა დ.ი.მენდელეევმა, რომელმაც აღმოაჩინა პერიოდული კანონი.
მენდელეევმა სისტემატიზაციის საფუძვლად აიღო: ა) ატომური წონა და ბ) ელემენტების ქიმიური მსგავსება. ელემენტების თვისებების მსგავსების ყველაზე ნათელი გამოხატულებაა მათი იდენტური უმაღლესი ვალენტობა. ატომური წონა (ატომური მასა) და ელემენტის უმაღლესი ვალენტობა არის რაოდენობრივი, რიცხვითი მუდმივები, რომლებიც მოსახერხებელია სისტემატიზაციისთვის.
იმ დროისთვის ცნობილი 63 ელემენტის ზედიზედ დალაგებით ატომური მასების გაზრდის თვალსაზრისით, მენდელეევმა შენიშნა ელემენტების თვისებების პერიოდული განმეორება არათანაბარი ინტერვალებით. შედეგად, მენდელეევმა შექმნა პერიოდული ცხრილის პირველი ვერსია.
ცხრილის ვერტიკალური და ჰორიზონტალური ხაზების გასწვრივ ელემენტების ატომური მასების ცვლილების ბუნებრივმა ხასიათმა, ისევე როგორც მასში წარმოქმნილმა ცარიელ სივრცეებმა, საშუალება მისცა მენდელეევს თამამად ეწინასწარმეტყველა ბუნებაში ისეთი ელემენტების არსებობა, რომლებიც არ იყო. ჯერ კიდევ იმდროინდელი მეცნიერებისთვის ცნობილი და მათი ატომური მასების და ძირითადი თვისებების გამოკვეთაც კი, ცხრილის სავარაუდო პოზიციის პუნქტებზე დაყრდნობით. ეს შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ სისტემის საფუძველზე, რომელიც ობიექტურად ასახავს მატერიის განვითარების კანონს. მენდელეევმა პერიოდული კანონის არსი ჩამოაყალიბა 1869 წელს: "მარტივი სხეულების თვისებები, ისევე როგორც ელემენტების ნაერთების ფორმები და თვისებები, პერიოდულად არის დამოკიდებული ელემენტების ატომური წონის (მასების) მნიშვნელობაზე."
ელემენტების პერიოდული ცხრილი.
1871 წელს დ.ი. მენდელეევი იძლევა პერიოდული ცხრილის მეორე ვერსიას (ე.წ. ცხრილის მოკლე ფორმა), რომელშიც ის ავლენს ელემენტებს შორის ურთიერთობის სხვადასხვა ხარისხს. სისტემის ამ ვერსიამ შესაძლებელი გახადა მენდელეევის წინასწარმეტყველება 12 ელემენტის არსებობის შესახებ და ძალიან მაღალი სიზუსტით აღეწერა სამი მათგანის თვისებები. 1875 წლიდან 1886 წლამდე პერიოდში. ეს სამი ელემენტი აღმოაჩინეს და გამოვლინდა მათი თვისებების სრული დამთხვევა დიდი რუსი მეცნიერის მიერ ნაწინასწარმეტყველებებთან. ამ ელემენტებმა მიიღეს შემდეგი სახელები: სკანდიუმი, გალიუმი, გერმანიუმი. ამის შემდეგ პერიოდულმა კანონმა მიიღო საყოველთაო აღიარება, როგორც ბუნების ობიექტური კანონი და ახლა არის ქიმიის, ფიზიკის და სხვა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების საფუძველი.
ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემა პერიოდული კანონის გრაფიკული გამოხატულებაა. ცნობილია, რომ მთელი რიგი კანონები, გარდა სიტყვიერი ფორმულირებებისა, შეიძლება იყოს გრაფიკულად გამოსახული და მათემატიკური ფორმულებით გამოხატვა. ესეც პერიოდული კანონია; მხოლოდ მისთვის დამახასიათებელი მათემატიკური ნიმუშები, რომელიც ქვემოთ იქნება განხილული, ჯერ კიდევ არ არის გაერთიანებული ზოგადი ფორმულით. პერიოდული სისტემის ცოდნა აადვილებს კურსის შესწავლას ზოგადი ქიმია.
თანამედროვე პერიოდული ცხრილის დიზაინი, პრინციპში, ცოტათი განსხვავდება 1871 წლის ვერსიისგან. პერიოდულ სისტემაში ელემენტების სიმბოლოები განლაგებულია ვერტიკალური და ჰორიზონტალური გრაფიკების გასწვრივ. ეს იწვევს ელემენტების გაერთიანებას ჯგუფებად, ქვეჯგუფებად, პერიოდებად. თითოეული ელემენტი იკავებს ცხრილის გარკვეულ უჯრედს. ვერტიკალური გრაფიკები არის ჯგუფები (და ქვეჯგუფები), ჰორიზონტალური გრაფიკები არის წერტილები (და რიგები).
ჯგუფიერთნაირი ჟანგბადის ვალენტობის მქონე ელემენტების ერთობლიობას ეწოდება. ეს უმაღლესი ვალენტობა განისაზღვრება ჯგუფის ნომრით. ვინაიდან ჟანგბადისა და წყალბადის არალითონური ელემენტების უმაღლესი ვალენტობის ჯამი არის რვა, ადვილია უფრო მაღალი წყალბადის ნაერთის ფორმულის დადგენა ჯგუფის ნომრით. ასე რომ, ფოსფორისთვის, მეხუთე ჯგუფის ელემენტისთვის, ყველაზე მაღალი ჟანგბადის ვალენტობა არის ხუთი, უმაღლესი ოქსიდის ფორმულა არის P2O5 და წყალბადის ნაერთის ფორმულა არის PH3. გოგირდისთვის, მეექვსე ჯგუფის ელემენტისთვის, უმაღლესი ოქსიდის ფორმულა არის SO3, ხოლო წყალბადის უმაღლესი ნაერთია H2S.
ზოგიერთ ელემენტს აქვს უფრო მაღალი ვალენტობა, რომელიც არ უდრის მათი ჯგუფების რაოდენობას. ასეთი გამონაკლისია სპილენძი Cu, ვერცხლი Ag, ოქრო Au. ისინი პირველ ჯგუფში არიან, მაგრამ მათი ვალენტობა მერყეობს ერთიდან სამამდე. მაგალითად, არსებობს ნაერთები: CuO; AgO; Cu2O3; Au2O3. ჟანგბადი მოთავსებულია მეექვსე ჯგუფში, თუმცა მისი ნაერთები ორზე მაღალი ვალენტურობით თითქმის არასოდეს გვხვდება. ფტორი P - VII ჯგუფის ელემენტი - ერთვალენტიანია თავის უმნიშვნელოვანეს ნაერთებში; ბრომი Br - VII ჯგუფის ელემენტი - მაქსიმალურად ხუთვალენტიანია. განსაკუთრებით ბევრია გამონაკლისი VIII ჯგუფში. მასში მხოლოდ ორი ელემენტია: რუთენიუმი Ru და ოსმიუმი Os აჩვენებენ რვის ტოლფას ვალენტობას, მათ უფრო მაღალ ოქსიდებს აქვთ ფორმულები RuO4 და OsO4. VIII ჯგუფის სხვა ელემენტების ვალენტობა გაცილებით დაბალია.
თავდაპირველად მენდელეევის პერიოდული სისტემა რვა ჯგუფისგან შედგებოდა. XIX საუკუნის ბოლოს. აღმოჩენილი იქნა რუსი მეცნიერის ნ.ა.მოროზოვის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ინერტული ელემენტები და პერიოდული სისტემა შეივსო ზედიზედ მეცხრე ჯგუფით - ნომერი ნული. ახლა ბევრი მეცნიერი საჭიროდ მიიჩნევს ყველა ელემენტის 8 ჯგუფად დაყოფას. ეს ხდის სისტემას უფრო დახვეწილს; რვა ჯგუფის პოზიციიდან ზოგიერთი წესი და კანონი უფრო ნათელი ხდება.
ჯგუფის ელემენტები ნაწილდება ქვეჯგუფები... ქვეჯგუფი აერთიანებს ამ ჯგუფის ელემენტებს, რომლებიც უფრო მსგავსია მათი ქიმიური თვისებებით. ეს მსგავსება დამოკიდებულია ელემენტების ატომების ელექტრონული გარსების აგებულების ანალოგიაზე. პერიოდულ სისტემაში, თითოეული ქვეჯგუფის ელემენტების სიმბოლოები მოთავსებულია მკაცრად ვერტიკალურად.
პირველ შვიდ ჯგუფს აქვს ერთი ძირითადი და მეორე მეორადი ქვეჯგუფი; მერვე ჯგუფში არის ერთი მთავარი ქვეჯგუფი, „ინერტული“ ელემენტები და სამი მეორადი. ყოველი ქვეჯგუფის სახელს, როგორც წესი, ასახელებენ ზედა ელემენტის სახელით, მაგალითად: ლითიუმის ქვეჯგუფი (Li-Na-K-Rb-Cs-Fr), ქრომის ქვეჯგუფი (Cr-Mo-W), ხოლო იგივე ელემენტები. ქვეჯგუფი არის ქიმიური ანალოგები, ერთი და იგივე ჯგუფის სხვადასხვა ქვეჯგუფის ელემენტები ზოგჯერ ძალიან მკვეთრად განსხვავდება მათი თვისებებით. ერთი და იგივე ჯგუფის ძირითადი და მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტების საერთო თვისება ძირითადად მხოლოდ მათი იდენტური უმაღლესი ვალენტობაა ჟანგბადისთვის. ასე რომ, მანგანუმი Mn და ქლორი C1, რომლებიც VII ჯგუფის სხვადასხვა ქვეჯგუფშია, ქიმიურად თითქმის არაფერი აქვთ საერთო: მანგანუმი არის ლითონი, ქლორი არის ტიპიური არალითონი. თუმცა მათი უმაღლესი ოქსიდების და შესაბამისი ჰიდროქსიდების ფორმულები მსგავსია: Mn2O7 - Cl2O7; НМnО4 - НС1О4.
პერიოდულ სისტემაში არის 14 ელემენტისგან შემდგარი ორი ჰორიზონტალური მწკრივი, რომლებიც განლაგებულია ჯგუფების გარეთ. ისინი ჩვეულებრივ მოთავსებულია მაგიდის ბოლოში. ამ სერიებიდან ერთი შედგება ელემენტებისაგან, რომელსაც ეწოდება ლანთანიდები (სიტყვასიტყვით: ლანთანის მსგავსი), მეორე სერია - აქტინიდების ელემენტები (ანემონის მსგავსი). აქტინიდის სიმბოლოები განლაგებულია ლანთანიდის სიმბოლოების ქვემოთ. ეს განლაგება ავლენს 14 მოკლე ქვეჯგუფს, რომელიც შედგება 2 ელემენტისგან: ეს არის მეორე მხარე, ან ლანთანოიდ-აქტინოიდური ქვეჯგუფები.
ყოველივე ნათქვამიდან გამომდინარე, არსებობს: ა) ძირითადი ქვეჯგუფები, ბ) გვერდითი ქვეჯგუფები და გ) მეორე გვერდითი (ლანთანოიდ-აქტინოიდი) ქვეჯგუფები.
უნდა აღინიშნოს, რომ ზოგიერთი ძირითადი ქვეჯგუფი ასევე განსხვავდება ერთმანეთისგან მათი ელემენტების ატომების აგებულებით. ამის საფუძველზე პერიოდული სისტემის ყველა ქვეჯგუფი შეიძლება დაიყოს 4-ად კატეგორიები.
I. I და II ჯგუფების ძირითადი ქვეჯგუფები (ლითიუმის და ბერილიუმის ქვეჯგუფები).
II. ჯგუფის ექვსი ძირითადი ქვეჯგუფი III - IV - V - VI - VII - VIII (ბორის, ნახშირბადის, აზოტის, ჟანგბადის, ფტორისა და ნეონის ქვეჯგუფები).
III. ათი გვერდითი ქვეჯგუფი (ერთი I-VII და სამი VIII ჯგუფში). Jfc,
IV. თოთხმეტი ლანთანოიდ-აქტინოიდური ქვეჯგუფი.
ამ 4 კატეგორიის ქვეჯგუფების რაოდენობა არის არითმეტიკული პროგრესია: 2-6-10-14.
უნდა აღინიშნოს, რომ ნებისმიერი ძირითადი ქვეჯგუფის ზედა ელემენტი მე-2 პერიოდშია; ნებისმიერი მეორადი ზედა ელემენტი - მე-4 პერიოდში; ნებისმიერი ლანთანოიდ-აქტინოიდური ქვეჯგუფის ზედა ელემენტი - მე-6 პერიოდში. ამრიგად, პერიოდული სისტემის ყოველი ახალი ლუწი პერიოდის დროს ჩნდება ქვეჯგუფების ახალი კატეგორიები.
თითოეული ელემენტი, გარდა ამა თუ იმ ჯგუფში და ქვეჯგუფში ყოფნისა, არის შვიდი პერიოდიდან მეორეში.
პერიოდი არის ელემენტების თანმიმდევრობა, რომლის დროსაც მათი თვისებები იცვლება თანდათანობითი გაზრდის თანმიმდევრობით ტიპიური მეტალურიდან ჩვეულებრივ არამეტალურზე (მეტალოიდზე). ყოველი პერიოდი მთავრდება ინერტული ელემენტით. მეტალის თვისებების შესუსტებასთან ერთად იწყება არალითონური თვისებების გამოჩენა და თანდათან იზრდება ელემენტებში; პერიოდების შუა პერიოდში, როგორც წესი, არის ელემენტები, რომლებიც ამა თუ იმ ხარისხით აერთიანებენ როგორც მეტალურ, ისე არამეტალურ თვისებებს. ამ ელემენტებს ხშირად ამფოტერულს უწოდებენ.
პერიოდების შემადგენლობა.
პერიოდები არ არის ერთგვაროვანი მათში შემავალი ელემენტების რაოდენობის მიხედვით. პირველ სამს უწოდებენ პატარას, დანარჩენ ოთხს - დიდს. ნახ. 8 გვიჩვენებს პერიოდების შემადგენლობას. ელემენტების რაოდენობა ნებისმიერ პერიოდში გამოიხატება ფორმულით 2n2, სადაც n არის მთელი რიცხვი. მე-2 და მე-3 პერიოდებში თითო 8 ელემენტია; 4 და 5 - თითო 18 ელემენტი; 6-32 ელემენტი; 7-ში ჯერ არ არის დასრულებული, ჯერჯერობით 18 ელემენტი, თუმცა თეორიულად ასევე უნდა იყოს 32 ელემენტი.
1 პერიოდი ორიგინალია. იგი შეიცავს მხოლოდ ორ ელემენტს: წყალბადს H და ჰელიუმს He. თვისებათა გადასვლა მეტალიდან არამეტალურზე ხდება: აქ ერთ ტიპურ ამფოტერულ ელემენტში - წყალბადი. ეს უკანასკნელი, თავისი თანდაყოლილი მეტალის თვისებების მიხედვით, სათავეშია ტუტე ლითონების ქვეჯგუფს, ხოლო თანდაყოლილი არალითონური თვისებების მიხედვით, ჰალოგენების ქვეჯგუფს. ამიტომ წყალბადი ხშირად ორჯერ მოთავსებულია პერიოდულ სისტემაში - 1 და VII ჯგუფში.
პერიოდების განსხვავებული რაოდენობრივი შემადგენლობა იწვევს მნიშვნელოვან შედეგს: მცირე პერიოდების მეზობელი ელემენტები, მაგალითად, ნახშირბადი C და აზოტი N, შედარებით მკვეთრად განსხვავდებიან ერთმანეთისგან თავიანთი თვისებებით: ხანგრძლივი პერიოდის მეზობელი ელემენტები, მაგალითად, ტყვიის Pb და. ბისმუტი Bi, თვისებებით ბევრად უფრო ახლოს არიან ერთმანეთთან მეგობარო, რადგან ელემენტების ხასიათის ცვლილება დიდ პერიოდებში ხდება მცირე ნახტომებში. დიდი პერიოდის ზოგიერთ რაიონში მეტალიურობის ისეთი ნელი კლებაც კი შეინიშნება, რომ მიმდებარე ელემენტები ძალიან ჰგავს მათ ქიმიურ თვისებებს. ასეთია, მაგალითად, მეოთხე პერიოდის ელემენტების ტრიადა: რკინა Fe - კობალტი Co-ნიკელი Ni, რომელსაც ხშირად "რკინის ოჯახს" უწოდებენ. ჰორიზონტალური მსგავსება (ჰორიზონტალური ანალოგია) აჭარბებს თუნდაც ვერტიკალურ მსგავსებას (ვერტიკალური ანალოგია); ასე რომ, რკინის ქვეჯგუფის ელემენტები - რკინა, რუთენიუმი, ოსმიუმი - ქიმიურად ნაკლებად ჰგავს ერთმანეთს, ვიდრე "რკინის ოჯახის" ელემენტები.
ჰორიზონტალური ანალოგიის ყველაზე ნათელი მაგალითია ლანთანოიდები. ყველა მათგანი ქიმიურად ჰგავს ერთმანეთს და ლანთან La-ს. ბუნებაში, ისინი გვხვდება კომპანიებში, ძნელია გამოყოფა, მათი უმეტესობის ტიპიური უმაღლესი ვალენტობაა 3. ლანთანიდებს აქვთ განსაკუთრებული შინაგანი პერიოდულობა: ყოველი მერვე, განლაგების მიხედვით, გარკვეულწილად იმეორებს თვისებებს. და პირველის ვალენტურ მდგომარეობებს, ე.ი ის, საიდანაც იწყება ათვლა. ამრიგად, ტერბიუმი Tb მსგავსია ცერიუმის Ce-ს; lutetium Lu - გადოლინიუმამდე Gd.
აქტინიდები ლანთანიდების მსგავსია, მაგრამ მათი ჰორიზონტალური ანალოგია გაცილებით ნაკლებად ვლინდება. ზოგიერთი აქტინიდის (მაგალითად, ურანის U) უმაღლესი ვალენტობა ექვს აღწევს. შიდა პერიოდულობა, რაც პრინციპშია შესაძლებელი და მათ შორის, ჯერ არ არის დადასტურებული.
ელემენტების განლაგება პერიოდულ სისტემაში. მოსელის კანონი.
DI მენდელეევმა დაალაგა ელემენტები გარკვეული თანმიმდევრობით, რომელსაც ზოგჯერ უწოდებენ "მენდელეევის სერიებს." ზოგადად, ეს თანმიმდევრობა (ნუმერაცია) ასოცირდება ელემენტების ატომური მასების ზრდასთან. თუმცა არის გამონაკლისები. ზოგჯერ ცვლილებების ლოგიკური კურსი. ვალენტობა ეწინააღმდეგება ატომური მასების ცვლილების კურსს ასეთ შემთხვევებში მოითხოვდა უპირატესობის მინიჭების აუცილებლობას სისტემატიზაციის ამ ორიდან ერთ-ერთი საფუძვლისთვის. დ.დი. მენდელეევი ზოგ შემთხვევაში არღვევდა ელემენტების განლაგების პრინციპს, მაგრამ ატომური მასების გაზრდას და ეყრდნობოდა. ელემენტებს შორის ქიმიური ანალოგიით Co, იოდი I ტელურუმ ტემდე, მაშინ ეს ელემენტები მოხვდება ქვეჯგუფებად და ჯგუფებად, რომლებიც არ შეესაბამება მათ თვისებებს და მათ უმაღლეს ვალენტობას.
1913 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა გ. მოსელიმ, რენტგენის სხივების სპექტრის შესწავლისას, შენიშნა მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში ელემენტების რაოდენობას ამ სხივების ტალღის სიგრძეებთან, გარკვეული ელემენტების კათოდით დასხივების შედეგად მიღებული ნიმუში. ღრუბლები. აღმოჩნდა, რომ ამ სხივების ტალღის სიგრძის საპასუხო მნიშვნელობების კვადრატული ფესვები წრფივად არის დაკავშირებული შესაბამისი ელემენტების სერიულ ნომრებთან. ჰ.მოსელის კანონმა შესაძლებელი გახადა „მენდელეევის სერიის“ სისწორის შემოწმება და მისი უმწიკვლობის დადასტურება.
მაგალითად, გაგვაგებინეთ No20 და No30 ელემენტების მნიშვნელობები, რომელთა რიცხვი სისტემაში ეჭვს არ იწვევს ჩვენს გონებაში. ეს მნიშვნელობები წრფივად არის დაკავშირებული მითითებულ რიცხვებთან. მაგალითად, კობალტს (27) მინიჭებული რიცხვის სისწორის შესამოწმებლად და ატომური მასის მიხედვით თუ ვიმსჯელებთ, ამ რიცხვს უნდა ჰქონოდა ნიკელი, ის დასხივებულია კათოდური სხივებით: შედეგად, რენტგენის სხივები გამოიყოფა. კობალტი. მათი დაშლით შესაფერის დიფრაქციულ ბადეებზე (კრისტალებზე), ვიღებთ ამ სხივების სპექტრს და სპექტრული ხაზებიდან ყველაზე ნათელი არჩევით, გავზომავთ ამ ხაზის შესაბამისი სხივის ტალღის სიგრძეს (); შემდეგ ჩვენ გადავადებათ მნიშვნელობა ორდინატზე. მიღებული წერტილიდან A, გაავლეთ სწორი ხაზი აბსცისის ღერძის პარალელურად, სანამ არ გადაიკვეთება ადრე გამოვლენილ სწორ ხაზთან. B გადაკვეთის წერტილიდან აბსცისის ღერძზე პერპენდიკულარულს ვამცირებთ: ის ზუსტად მიგვითითებს კობალტის რიცხვს, უდრის 27-ს. ასე რომ, DI მენდელეევის ელემენტების პერიოდული სისტემა - მეცნიერის ლოგიკური დასკვნების ნაყოფი - მიღებულია ექსპერიმენტულად. დადასტურება.
პერიოდული კანონის თანამედროვე ფორმულირება. ელემენტის სერიული ნომრის ფიზიკური მნიშვნელობა.
გ. მოსელის ნაშრომების შემდეგ, ელემენტის ატომურმა მასამ თანდათან დაიწყო თავისი წამყვანი როლის დათმობა ახალ, ჯერ კიდევ გაუგებარ შინაგან (ფიზიკურ) მნიშვნელობით, მაგრამ უფრო ზუსტი მუდმივისთვის - რიგითი ან, როგორც ახლა. ზარი, ელემენტის ატომური ნომერი. ამ მუდმივის ფიზიკური მნიშვნელობა გამოვლინდა 1920 წელს ინგლისელი მეცნიერის დ.ჩადვიკის ნაშრომებით. დ. ჩადვიკმა ექსპერიმენტულად დაადგინა, რომ ელემენტის რიგითი რიცხვი რიცხობრივად უდრის ამ ელემენტის ატომის ბირთვის Z დადებითი მუხტის მნიშვნელობას, ანუ ბირთვში პროტონების რაოდენობას. გაირკვა, რომ D.I. მენდელეევმა, ეჭვის გარეშე, მოაწყო ელემენტები თანმიმდევრობით, რაც ზუსტად შეესაბამება მათი ატომების ბირთვების მუხტის ზრდას.
ამავე დროს, ასევე დადგინდა, რომ ერთი და იგივე ელემენტის ატომები შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან მათი მასით; ასეთ ატომებს იზოტოპებს უწოდებენ. მაგალითია ატომები: და. პერიოდულ სისტემაში ერთი და იგივე ელემენტის იზოტოპები იკავებს ერთ უჯრედს. იზოტოპების აღმოჩენასთან დაკავშირებით დაზუსტდა ქიმიური ელემენტის ცნება. ამჟამად ქიმიურ ელემენტს უწოდებენ ატომების იმ ტიპს, რომლებსაც აქვთ იგივე ბირთვული მუხტი - ბირთვში პროტონების იგივე რაოდენობა. დაზუსტდა პერიოდული კანონის ფორმულირებაც. კანონის თანამედროვე ფორმულირება ამბობს: ელემენტების და მათი ნაერთების თვისებები პერიოდულად არის დამოკიდებული მათი ატომების ბირთვების ზომასა და მუხტზე.
პერიოდულად იცვლება ელემენტების სხვა მახასიათებლები, რომლებიც დაკავშირებულია ატომების გარე ელექტრონული ფენების სტრუქტურასთან, ატომის მოცულობასთან, იონიზაციის ენერგიასთან და სხვა თვისებებთან.
პერიოდული ცხრილი და ელემენტების ატომების ელექტრონული გარსების სტრუქტურა.
მოგვიანებით გაირკვა, რომ არა მხოლოდ ელემენტის რიგით რიცხვს აქვს ღრმა ფიზიკური მნიშვნელობა, არამედ ადრე განხილულმა სხვა ცნებებმაც თანდათან შეიძინეს ფიზიკური მნიშვნელობა. მაგალითად, ჯგუფის ნომერი, რომელიც მიუთითებს ელემენტის უმაღლეს ვალენტობაზე, ამით ავლენს ელემენტის ატომის ელექტრონების მაქსიმალურ რაოდენობას, რომელსაც შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს ქიმიური ბმის ფორმირებაში.
პერიოდის რიცხვი, თავის მხრივ, დაკავშირებული იყო მოცემული პერიოდის ელემენტის ატომის ელექტრონულ გარსში არსებული ენერგიის დონეების რაოდენობასთან.
მაგალითად, კალის Sn-ის „კოორდინატები“ (სერიული ნომერი 50, პერიოდი 5, IV ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფი) ნიშნავს, რომ კალის ატომში არის 50 ელექტრონი, ისინი განაწილებულია 5 ენერგეტიკულ დონეზე, მხოლოდ 4 ელექტრონია. ვალენტობა.
ძალზე მნიშვნელოვანია სხვადასხვა კატეგორიის ქვეჯგუფებში ელემენტების პოვნის ფიზიკური მნიშვნელობა. გამოდის, რომ I კატეგორიის ქვეჯგუფებში მდებარე ელემენტებში შემდეგი (ბოლო) ელექტრონი მდებარეობს s-ქვედონეზე. გარე დონე... ეს ელემენტები მიეკუთვნება ელექტრონულ ოჯახს. II კატეგორიის ქვეჯგუფებში მდებარე ელემენტების ატომებისთვის შემდეგი ელექტრონი მდებარეობს გარე დონის p-ქვედონეზე. ეს არის ელექტრონული ოჯახის "p" ელემენტები. ასე რომ, კალის ატომების შემდეგი 50-ე ელექტრონი მდებარეობს გარე, ანუ მე -5 ენერგეტიკული დონის p-ქვედონეზე.
III კატეგორიის ქვეჯგუფების ელემენტების ატომებში შემდეგი ელექტრონი მდებარეობს d-ქვედონეზე, მაგრამ უკვე გარე დონემდე, ეს არის ელექტრონული ოჯახის "d" ელემენტები. ლანთანიდების და აქტინიდების ატომებში შემდეგი ელექტრონი მდებარეობს f-ქვედონეზე, გარე დონის წინ. ეს არის "f" ელექტრონული ოჯახის ელემენტები.
ამიტომ შემთხვევითი არ არის, რომ ამ 4 კატეგორიის ქვეჯგუფების ზემოხსენებული რიცხვები, ანუ 2-6-10-14, ემთხვევა ელექტრონების მაქსიმალურ რაოდენობას s-p-d-f ქვედონეებზე.
მაგრამ გამოდის, რომ შესაძლებელია ელექტრონული გარსის შევსების რიგის საკითხის გადაჭრა და ნებისმიერი ელემენტის ატომის ელექტრონული ფორმულის გამომუშავება და პერიოდული სისტემის საფუძველზე, რაც საკმარისად სიცხადით მიუთითებს დონესა და ქვედონეზე. ყოველი მომდევნო ელექტრონი. პერიოდული ცხრილი ასევე მიუთითებს ელემენტების ერთმანეთის მიყოლებით განლაგებაზე პერიოდების, ჯგუფების, ქვეჯგუფების მიხედვით და მათი ელექტრონების განაწილება დონეებისა და ქვედონეების მიხედვით, რადგან თითოეულ ელემენტს აქვს თავისი, რაც ახასიათებს მის ბოლო ელექტრონს. მაგალითად, გავაანალიზოთ ცირკონიუმის (Zr) ელემენტის ატომის ელექტრონული ფორმულის შედგენა. პერიოდულ სისტემაში მოცემულია ამ ელემენტის ინდიკატორები და „კოორდინატები“: სერიული ნომერი 40, პერიოდი 5, ჯგუფი IV, გვერდითი ქვეჯგუფი. პირველი დასკვნები: ა) ყველა ელექტრონი 40, ბ) ეს 40 ელექტრონი განაწილებულია ხუთ ენერგეტიკულ დონეზე, გ) გარეთ 40 ელექტრონიდან მხოლოდ 4 არის ვალენტური, დ) შემდეგი მე-40 ელექტრონი შევიდა d-ქვედონეზე ადრე გარე, ანუ მეოთხე ენერგეტიკულ დონემდე. მსგავსი დასკვნების გამოტანა შესაძლებელია ცირკონიუმის წინა 39 ელემენტიდან თითოეულზე, მხოლოდ ინდიკატორები და კოორდინატები იქნება. იყავი განსხვავებული ყოველ ჯერზე.
მაშასადამე, პერიოდული სისტემის საფუძველზე ელემენტების ელექტრონული ფორმულების შედგენის მეთოდოლოგიური მეთოდი მდგომარეობს იმაში, რომ ჩვენ თანმიმდევრულად განვიხილავთ თითოეული ელემენტის ელექტრონულ გარსს მოცემულ გზაზე, მისი "კოორდინატების" მიხედვით, სადაც არის შემდეგი. ელექტრონი წავიდა გარსში.
პირველი პერიოდის პირველი ორი ელემენტი, წყალბადი H და ჰელიუმი, არ მიეკუთვნება s-ოჯახს. მათი ელექტრონები, მათ შორის ორი, შედიან პირველი დონის s-ქვედონეზე. ჩვენ ვწერთ: აქ მთავრდება პირველი პერიოდი, პირველი ენერგეტიკული დონეც. მეორე პერიოდის შემდეგი ორი ელემენტი - ლითიუმი Li და ბერილიუმი Be - I და II ჯგუფების ძირითად ქვეჯგუფებშია. ისინი ასევე s-ელემენტები არიან. მათი შემდეგი ელექტრონები განთავსდება მე-2 დონის s ქვედონეზე. ჩვენ ვწერთ მე-2 პერიოდის შემდეგ 6 ელემენტს ზედიზედ: ბორი B, ნახშირბადი C, აზოტი N, ჟანგბადი O, ფტორი F და ნეონი Ne. III - Vl ქვეჯგუფების ძირითად ქვეჯგუფებში ამ ელემენტების მდებარეობის მიხედვით, მათი შემდეგი ელექტრონები ექვსს შორის განლაგდება მე-2 დონის p-ქვედონეზე. ჩვენ ვწერთ: მეორე პერიოდი მთავრდება ნეონის ინერტული ელემენტით, დასრულდა მეორე ენერგეტიკული დონეც. ამას მოსდევს I და II ჯგუფების ძირითადი ქვეჯგუფების მესამე პერიოდის ორი ელემენტი: ნატრიუმი Na და მაგნიუმი Mg. ეს არის s-ელემენტები და მათი შემდეგი ელექტრონები განლაგებულია მე-3 დონის s-ქვედონეზე, შემდეგ მე-3 პერიოდის ექვსი ელემენტია: ალუმინი Al, სილიციუმი Si, ფოსფორი P, გოგირდი S, ქლორი C1, არგონი Ar. III - VI ჯგუფის ძირითად ქვეჯგუფებში ამ ელემენტების აღმოჩენის მიხედვით, მათი შემდეგი ელექტრონები ექვსს შორის განლაგდება მე-3 დონის p-ქვედონეზე - მე-3 პერიოდი დასრულდა ინერტული ელემენტით არგონით, მაგრამ მე-3 ენერგიით. დონე ჯერ არ დასრულებულა, ხოლო მის მესამე შესაძლო d-ქვედონეზე ელექტრონები არ არის.
ამას მოსდევს I და II ჯგუფების ძირითადი ქვეჯგუფების მე-4 პერიოდის 2 ელემენტი: კალიუმი K და კალციუმი Ca. ეს ისევ s-ელემენტებია. მათი შემდეგი ელექტრონები იქნება s-ქვედონეზე, მაგრამ უკვე მე-4 დონეზე. ენერგიულად უფრო ხელსაყრელია ამ შემდეგი ელექტრონებისთვის, რომ დაიწყონ მე-4 დონის შევსება ბირთვიდან უფრო შორს, ვიდრე 3D ქვედონის შევსება. ჩამოვწერთ: მე-4 პერიოდის შემდეგი ათი ელემენტი No21 სკანდიუმ Sc-დან No30 თუთია Zn-მდე არის III - V - VI - VII - VIII - I - II ჯგუფების გვერდითი ქვეჯგუფები. ვინაიდან ისინი ყველა d-ელემენტებია, მათი შემდეგი ელექტრონები განლაგებულია d-ქვედონეზე გარე დონის წინ, ანუ მესამე ბირთვიდან. ჩვენ ვწერთ:
მე-4 პერიოდის შემდეგი ექვსი ელემენტი: გალიუმი Ga, გერმანიუმი Ge, დარიშხანი As, სელენი Se, ბრომი Br, კრიპტონი Kr - შედის III - VIIJ ჯგუფების ძირითად ქვეჯგუფებში. მათი შემდეგი 6 ელექტრონი განლაგებულია გარე, ანუ მე-4 დონის p-ქვედონეზე: განიხილება 3b ელემენტები; მეოთხე პერიოდი მთავრდება ინერტული ელემენტით კრიპტონით; ასევე დასრულებულია მე-3 ენერგეტიკული დონე. თუმცა მე-4 დონეზე მხოლოდ ორი ქვედონეა მთლიანად შევსებული: s და p (4 შესაძლოდან).
ამას მოსდევს I და II ჯგუფების ძირითადი ქვეჯგუფების მე-5 პერიოდის 2 ელემენტი: რუბიდიუმი No37 Rb და სტრონციუმი No38 Sr. ეს არის s-ოჯახის ელემენტები და მათი შემდეგი ელექტრონები განლაგებულია მე-5 დონის s-ქვედონეზე: ბოლო 2 ელემენტი - No 39 იტრიუმი YU No. 40 ცირკონიუმი Zr - უკვე გვერდით ქვეჯგუფებშია, ე.ი. ისინი მიეკუთვნებიან d-ოჯახს. მათი შემდეგი ორი ელექტრონი წავა d-ქვედონეზე, გარეგნულამდე, ე.ი. მე-4 დონის ყველა ჩანაწერის თანმიმდევრულად შეჯამებით, ჩვენ ვადგენთ ცირკონიუმის ატომის 40 ელექტრონულ ფორმულას ცირკონიუმის ატომის მიღებული ელექტრონული ფორმულა შეიძლება ოდნავ შეიცვალოს ქვედონეების დალაგებით მათი დონის ნუმერაციის მიხედვით:
მიღებული ფორმულა, რა თქმა უნდა, შეიძლება გამარტივდეს ელექტრონების განაწილებაში მხოლოდ ენერგიის დონეებზე: Zr - 2 | 8 | 18 | 8 + 2 | 2 (ისარი მიუთითებს შემდეგი ელექტრონის შესვლის ადგილს; ვალენტურობის ელექტრონები ხაზგასმულია). ქვეჯგუფების კატეგორიის ფიზიკური მნიშვნელობა მდგომარეობს არა მხოლოდ ატომის გარსში შემდეგი ელექტრონის შესვლის ადგილის განსხვავებაში, არამედ იმ დონეზე, რომლებზეც განლაგებულია ვალენტური ელექტრონები. გამარტივებული ელექტრონული ფორმულების შედარებიდან, მაგალითად, ქლორი (მე-3 პერიოდი, VII ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფი), ცირკონიუმი (მე-5 პერიოდი, IV ჯგუფის მეორადი ქვეჯგუფი) და ურანი (მე-7 პერიოდი, ლანთანოიდ-აქტინოიდური ქვეჯგუფი)
No 17, C1-2 | 8 | 7
№40, Zr - 2 | 8 | 18 | 8+ 2 | 2
№92, U - 2 | 8 | 18 | 32 | 18 + 3 | 8 + 1 | 2
ჩანს, რომ ნებისმიერი ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტებისთვის, მხოლოდ გარე დონის (s და p) ელექტრონები შეიძლება იყოს ვალენტური. გვერდითი ქვეჯგუფების ელემენტებს შეიძლება ჰქონდეთ გარე და ნაწილობრივ წინაგარე დონის (s და d) ვალენტური ელექტრონები. ლანთანიდებში და განსაკუთრებით აქტინიდებში, ვალენტური ელექტრონები შეიძლება იყოს სამ დონეზე: გარე, გარედან და გარედან წინ. როგორც წესი, ვალენტური ელექტრონების მთლიანი რაოდენობა უდრის ჯგუფის რაოდენობას.
ელემენტების თვისებები. იონიზაციის ენერგია. ელექტრონის აფინურობის ენერგია.
ელემენტების თვისებების შედარებითი განხილვა ხორციელდება პერიოდული სისტემის სამი შესაძლო მიმართულებით: ა) ჰორიზონტალური (პერიოდის მიხედვით), ბ) ვერტიკალური (ქვეჯგუფების მიხედვით), გ) დიაგონალური. მსჯელობის გასამარტივებლად გამოვრიცხავთ 1 პერიოდს, დაუმთავრებელ მე-7-ს, ასევე მთელ VIII ჯგუფს. დარჩება სისტემის მთავარი პარალელოგრამი, რომლის ზედა მარცხენა კუთხეში იქნება ლითიუმი Li (No3), ქვედა მარცხენა კუთხეში - ცეზიუმი Cs (No55). ზედა მარჯვნივ - ფტორი F (No9), ქვედა მარჯვენა - ასტატინი At (No. 85).
მიმართულებები. ჰორიზონტალური მიმართულებით მარცხნიდან მარჯვნივ ატომების მოცულობა თანდათან მცირდება; ეს ხდება ელექტრონულ გარსზე ბირთვის მუხტის გაზრდის გავლენის შედეგად. ვერტიკალური მიმართულებით ზემოდან ქვემოდან, დონეების რაოდენობის ზრდის შედეგად, თანდათან იზრდება ატომების მოცულობა; დიაგონალური მიმართულებით - გაცილებით ნაკლებად გამოხატული და მოკლე - რჩება ახლოს. ეს არის ზოგადი ნიმუშები, რომელთაგან, როგორც ყოველთვის, არის გამონაკლისები.
ძირითად ქვეჯგუფებში ატომების მოცულობის მატებასთან ერთად, ანუ ზემოდან ქვევით, გარე ელექტრონების აღმოფხვრა უფრო ადვილი ხდება და ატომებთან ახალი ელექტრონების მიმაგრება რთულდება. ელექტრონების უკუქცევა ახასიათებს ელემენტების ე.წ რედუქციურ უნარს, რაც განსაკუთრებით დამახასიათებელია ლითონებისთვის. ელექტრონების მიმაგრება ახასიათებს ჟანგვის უნარს, რაც დამახასიათებელია არალითონებისთვის. შესაბამისად, ძირითად ქვეჯგუფებში ზემოდან ქვევით იზრდება ელემენტების ატომების რედუქციური უნარი; ასევე იზრდება ამ ელემენტების შესაბამისი მარტივი სხეულების მეტალის თვისებები. მცირდება ჟანგვის უნარი.
პერიოდების მიხედვით მარცხნიდან მარჯვნივ ცვლილებების სურათი საპირისპიროა: ელემენტების ატომების შემცირების უნარი მცირდება, ხოლო ჟანგვის უნარი იზრდება; იზრდება ამ ელემენტების შესაბამისი მარტივი სხეულების არამეტალური თვისებები.
დიაგონალური მიმართულებით ელემენტების თვისებები მეტ-ნაკლებად ახლოს რჩება. განვიხილოთ ეს მიმართულება მაგალითით: ბერილიუმ-ალუმინი 
ბერილიუმ Be-დან ალუმინის Al-მდე შეიძლება პირდაპირ Be → A1 დიაგონალის გასწვრივ, ან ბორის B გავლით, ანუ ორი ფეხის გასწვრივ Be → B და B → A1. არალითონური თვისებების გაძლიერება ბერილიუმიდან ბორამდე და მათი შესუსტება ბორით ალუმინამდე განმარტავს, თუ რატომ აქვთ ბერილიუმის და ალუმინის ელემენტები, რომლებიც მდებარეობს დიაგონალზე, აქვთ გარკვეული ანალოგიური თვისებები, თუმცა ისინი არ მიეკუთვნებიან პერიოდული სისტემის იმავე ქვეჯგუფს.
ამრიგად, პერიოდულ სისტემას შორის, ელემენტების ატომების სტრუქტურასა და მათ შორის ქიმიური თვისებებიარის მჭიდრო კავშირი.
ნებისმიერი ელემენტის ატომის თვისებები - გაჩუქოს ელექტრონი და გადაიქცეს დადებითად დამუხტულ იონად - რაოდენობრივად ფასდება ენერგიის ხარჯვით, რომელსაც იონიზაციის ენერგია ეწოდება I *. იგი გამოიხატება კკალ/გ-ატომში ან xJ/გ-ატომში.
რაც უფრო ნაკლებია ეს ენერგია, მით უფრო ძლიერია ელემენტის ატომი შემცირების თვისებებს, მით უფრო მეტალისაა ელემენტი; რაც უფრო მეტია ეს ენერგია, რაც უფრო სუსტია მეტალის თვისებები, მით უფრო მეტად ავლენს ელემენტს არამეტალური თვისებები. ნებისმიერი ელემენტის ატომის თვისება მიიღოს ელექტრონი და გარდაიქმნას უარყოფითად დამუხტულ იონად, შეფასებულია გამოთავისუფლებული ენერგიის რაოდენობით, რომელსაც უწოდებენ უფრო ენერგიულს, ვიდრე ელექტრონის აფინურობა E; ის ასევე გამოიხატება კკალ/გ-ატომში ან კჯ/გ-ატომში.
ელექტრონის მიდრეკილება შეიძლება იყოს ელემენტის უნარი გამოავლინოს არამეტალური თვისებები. რაც უფრო დიდია ეს ენერგია, მით მეტია ელემენტი არამეტალური და, პირიქით, რაც უფრო დაბალია ენერგია, მით უფრო მეტალისაა ელემენტი.
ხშირად ელემენტების თვისებების დასახასიათებლად გამოიყენება მნიშვნელობა, რომელსაც ე.წ ელექტრონეგატიურობა.
ეს: წარმოადგენს იონიზაციის ენერგიის მნიშვნელობების არითმეტიკულ ჯამს და ელექტრონისადმი მიდრეკილების ენერგიას.
მუდმივი არის ელემენტების არამეტალურობის საზომი. რაც უფრო დიდია ის, მით უფრო ძლიერდება ელემენტი არამეტალურ თვისებებს.
უნდა გვახსოვდეს, რომ ყველა ელემენტი არსებითად ორმაგი ხასიათისაა. ელემენტების ლითონებად და არალითონებად დაყოფა გარკვეულწილად თვითნებურია, რადგან ბუნებაში არ არსებობს მკვეთრი კიდეები. ელემენტის მეტალის თვისებების გაძლიერებასთან ერთად სუსტდება მისი არამეტაგული თვისებები და პირიქით. ელემენტებს შორის ყველაზე „მეტალიკი“ - ფრანციუმი Fr - შეიძლება ჩაითვალოს ყველაზე ნაკლებად არალითონად, ყველაზე „არამეტალური“ - ფტორი F - ყველაზე ნაკლებად მეტალიურად.
გამოთვლილი ენერგიების მნიშვნელობების შეჯამებით - იონიზაციის ენერგია და ელექტრონების აფინურობის ენერგია - ვიღებთ: ცეზიუმისთვის მნიშვნელობა არის 90 კკალ / გ-ა., ლითიუმისთვის 128 კკალ / გ-ა., ფტორისთვის = 510 კკალ / გ-ა. (მნიშვნელობა ასევე გამოხატულია kJ/g-a.). ეს არის ელექტრონეგატიურობის აბსოლუტური მნიშვნელობები. სიმარტივისთვის გამოიყენება ელექტრონეგატიურობის ფარდობითი მნიშვნელობები, ლითიუმის (128) ელექტროუარყოფითობის ერთიანობად აღებული. შემდეგ ფტორისთვის (F) ვიღებთ:
ცეზიუმისთვის (Cs), ფარდობითი ელექტრონეგატიურობა იქნება
ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტების ელექტრონეგატიურობის ცვლილებების გრაფიკზე
I-VII ჯგუფები. შედარებულია I-VII ჯგუფების ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტების ელექტრონეგატიურობა. მოცემული მონაცემები მიუთითებს წყალბადის ნამდვილ პოზიციაზე I პერიოდში; ელემენტების მეტალის არათანაბარი მატება, ზემოდან ქვევით სხვადასხვა ქვეჯგუფებში; ელემენტების გარკვეული მსგავსება: წყალბადი - ფოსფორი - ტელურიუმი (= 2.1), ბერილიუმი და ალუმინი (= 1.5) და რიგი სხვა ელემენტები. როგორც ზემოაღნიშნული შედარებიდან ჩანს, ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობების გამოყენებით, დაახლოებით შეიძლება შევადაროთ ერთმანეთს, თუნდაც სხვადასხვა ქვეჯგუფის ელემენტები და სხვადასხვა პერიოდები.
I-VII ჯგუფების ძირითადი ქვეჯგუფების ელექტროუარყოფითი ელემენტების ცვლილების გრაფიკი.
პერიოდულ კანონს და ელემენტთა პერიოდულ სისტემას დიდი ფილოსოფიური, სამეცნიერო და მეთოდოლოგიური მნიშვნელობა აქვს. ისინი არიან: ჩვენ გარშემო სამყაროს შეცნობის საშუალება. პერიოდული კანონი ავლენს და ასახავს ბუნების დიალექტიკურ-მატერიალისტურ არსს. ელემენტების პერიოდული, კანონი და პერიოდული სისტემა ჩვენს გარშემო არსებული სამყაროს ერთიანობისა და მატერიალურობის ყველა დამაჯერებელი მტკიცებულებით. ისინი საუკეთესო დადასტურებაა შემეცნების მარქსისტული დიალექტიკური მეთოდის ძირითადი მახასიათებლების მართებულობისა: ა) საგნებისა და ფენომენების ურთიერთდაკავშირება და ურთიერთდამოკიდებულება, ბ) მოძრაობისა და განვითარების უწყვეტობა, გ) რაოდენობრივი ცვლილებების გადასვლის ხარისხობრივში. , დ) დაპირისპირებათა ბრძოლა და ერთიანობა.
უზარმაზარი მეცნიერული მნიშვნელობაპერიოდული კანონი არის ის, რომ ის ეხმარება შემოქმედებით აღმოჩენებს ქიმიური, ფიზიკური, მინერალოგიური, გეოლოგიური, ტექნიკური და სხვა მეცნიერებების სფეროში. პერიოდული კანონის აღმოჩენამდე ქიმია წარმოადგენდა შიდა კომუნიკაციას მოკლებული გაფანტული ფაქტობრივი ინფორმაციის დაგროვებას; ახლა ეს ყველაფერი მოყვანილია ერთიან ჰარმონიულ სისტემაში. მრავალი აღმოჩენა ქიმიისა და ფიზიკის სფეროში გაკეთდა პერიოდული კანონისა და ელემენტების პერიოდული ცხრილის საფუძველზე. პერიოდულმა კანონმა გზა გაუხსნა ცოდნისკენ შიდა სტრუქტურაატომი და მისი ბირთვი. იგი გამდიდრებულია ახალი აღმოჩენებით და დასტურდება, როგორც ბუნების ურყევი, ობიექტური კანონი. პერიოდული კანონისა და ელემენტების პერიოდული სისტემის დიდი მეთოდოლოგიური და მეთოდოლოგიური მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ ქიმიის შესწავლისას ისინი შესაძლებელს ხდიან მოსწავლეში დიალექტიკურ-მატერიალისტური მსოფლმხედველობის ჩამოყალიბებას და ხელს უწყობენ ქიმიის კურსის ათვისებას: ქიმიის შესწავლა უნდა ეფუძნებოდეს არა ცალკეული ელემენტების და მათი ნაერთების თვისებების დამახსოვრებას, არამედ მარტივი და რთული ნივთიერებების თვისებების განსჯას, პერიოდული კანონითა და ელემენტების პერიოდული სისტემით გამოხატული კანონების საფუძველზე.
