Laikotarpis ir jo fizinė reikšmė. DI Mendelejevo periodinis įstatymas. Elementų santykis. Fizinė cheminio periodiškumo reikšmė
Ištyręs elementų, išdėstytų pagal didėjančias jų atominių masių vertes, savybes, didysis rusų mokslininkas D.I. Mendelejevas 1869 m. išvedė periodiškumo dėsnį:
elementų savybės, taigi ir jų suformuotų paprastų ir sudėtingų kūnų savybės, periodiškai priklauso nuo elementų atominių svorių vertės.
šiuolaikinė Mendelejevo periodinio įstatymo formuluotė:
Cheminių elementų savybės, taip pat elementų junginių formos ir savybės periodiškai priklauso nuo jų branduolių krūvio.
Protonų skaičius branduolyje lemia teigiamo branduolio krūvio dydį ir atitinkamai elemento eilės skaičių Z periodinėje sistemoje. Bendras protonų ir neutronų skaičius vadinamas masės skaičius A, ji apytiksliai lygi branduolio masės dydžiui. Todėl neutronų skaičius (N) branduolyje galima rasti pagal formulę:
N = A - Z.
Elektroninė konfigūracija- elektronų išsidėstymo įvairiuose cheminio elemento atomų elektronų apvalkaluose formulė
Arba molekulės.
17. Kvantiniai skaičiai ir energijos lygių bei orbitalių užpildymo atomuose tvarka. Klečkovskio taisyklės
Elektronų pasiskirstymo tvarka pagal energijos lygius ir polygius atomo apvalkale vadinama jo elektronine konfigūracija. Kiekvieno elektrono būsena atome nustatoma keturiais kvantiniais skaičiais:
1. Pagrindinis kvantinis skaičius n didžiausiu mastu apibūdina elektrono energiją atome. n = 1, 2, 3… .. Elektronas turi mažiausią energiją, kai n = 1, tuo tarpu jis yra arčiausiai atomo branduolio.
2. Orbitinis (kolateralinis, azimutinis) kvantinis skaičius l lemia elektronų debesies formą ir, nedideliu mastu, jo energiją. Kiekvienai pagrindinio kvantinio skaičiaus n reikšmei orbitinis kvantinis skaičius gali būti lygus nuliui ir tam tikras skaičius sveikųjų skaičių: l = 0 ... (n-1)
Elektrono būsenos, apibūdinamos skirtingomis l reikšmėmis, paprastai vadinamos elektrono energijos po lygiais atome. Kiekvienas polygis žymimas tam tikra raide, ji atitinka tam tikrą elektronų debesies (orbitos) formą.
3. Magnetinis kvantinis skaičius m l nustato galimas elektronų debesies orientacijas erdvėje. Tokių orientacijų skaičius nustatomas pagal reikšmių, kurias gali užimti magnetinis kvantinis skaičius, skaičių:
m l = -l, ... 0, ... + l
Tokių verčių skaičius tam tikram l: 2l + 1
Atitinkamai: s-elektronams: 2 · 0 + 1 = 1 (sferinė orbita gali būti orientuota tik vienu būdu);
4. Sukimosi kvantinis skaičius m s o atspindi elektrono buvimą savo akimirką judėjimas.
Sukimosi kvantinis skaičius gali turėti tik dvi reikšmes: m s = +1/2 arba –1/2
Elektronų pasiskirstymas daugelio elektronų atomuose vyksta pagal tris principus:
Pauli principas
Atomas negali turėti elektronų, turinčių tą patį visų keturių kvantinių skaičių rinkinį.
2. Hundo taisyklė(tramvajaus taisyklė)
Stabiliausioje atomo būsenoje elektronai yra elektroniniame polygyje taip, kad jų bendras sukimasis būtų maksimalus. Tai panaši į dvigubų vietų užpildymo tvarką tuščiame sustojusiame tramvajuje – iš pradžių ant dvigubų sėdynių sėdi vienas kito nepažįstantys žmonės (o elektronai yra orbitoje), o tik tada, kai tuščias dvivietis. vietų pritrūksta dviejų.
Minimalios energijos principas (V.M.Klečkovskio taisyklės, 1954)
1) Didėjant atomo branduolio krūviui, nuoseklus elektronų orbitalių užpildymas vyksta nuo orbitalių, kurių pagrindinių ir orbitinių kvintų skaičių (n + l) suma yra mažesnė, iki orbitalių, kurių šios sumos vertė yra didelė. .
2) Esant toms pačioms sumos reikšmėms (n + l), orbitos užpildomos nuosekliai pagrindinio kvantinio skaičiaus vertės didėjimo kryptimi.
18. Cheminio ryšio modeliavimo metodai: valentinio ryšio metodas ir molekulinės orbitos metodas.
Valentinės jungties metodas
Paprasčiausias yra valentinių ryšių (BC) metodas, kurį 1916 metais pasiūlė amerikiečių fizikas ir chemikas Lewisas.
Valentinės jungties metodas apima cheminį ryšį, atsirandantį dėl dviejų atomų branduolių pritraukimo į vieną ar daugiau bendrų elektronų porų. Toks dviejų elektronų ir dviejų centrų ryšys, lokalizuotas tarp dviejų atomų, vadinamas kovalentiniu.
Iš esmės galimi du kovalentinio ryšio susidarymo mechanizmai:
1. Dviejų atomų elektronų poravimas, kai jų sukiniai yra priešingos orientacijos;
2. Donoro-akceptoriaus sąveika, kai vieno iš atomų (donoro) paruošta elektronų pora tampa įprasta esant energetiškai palankiai kito atomo (akceptoriaus) laisvajai orbitalei.
Nuo pirmųjų chemijos pamokų naudojote DI Mendelejevo lentelę. Tai aiškiai parodo, kad visi cheminiai elementai, sudarantys mus supančio pasaulio medžiagas, yra tarpusavyje susiję ir paklūsta bendriems dėsniams, tai yra, jie sudaro vieną visumą – cheminių elementų sistemą. Todėl šiuolaikiniame moksle DI Mendelejevo lentelė vadinama periodine cheminių elementų lentele.
Kodėl "periodinis", jūs taip pat suprantate, nes bendrus modeliusŠioje sistemoje tam tikrais intervalais – periodais kartojasi atomų savybių pokyčiai, cheminių elementų suformuotos paprastos ir sudėtingos medžiagos. Kai kurie iš šių modelių, parodytų 1 lentelėje, jums jau žinomi.
Taigi visi pasaulyje egzistuojantys cheminiai elementai paklūsta vienam, objektyviai gamtoje veikiančiam periodiniam dėsniui, kurio grafinis vaizdas yra Periodinė sistema elementai. Šis įstatymas ir sistema pavadinti didžiojo rusų chemiko DI Mendelejevo vardu.
DI Mendelejevas atrado periodinį dėsnį, palygindamas cheminių elementų savybes ir santykines atomines mases. Tam DI Mendelejevas kiekvienam cheminiam elementui kortelėje užrašė: elemento simbolį, santykinės atominės masės reikšmę (DI Mendelejevo laikais ši reikšmė buvo vadinama atominiu svoriu), formules ir pobūdį. didesnis oksidas ir hidroksidas. Jis suskirstė į vieną grandinę 63 tuo metu žinomus cheminius elementus jų santykinės atominės masės didėjimo tvarka (1 pav.) ir analizavo šią elementų rinkinį, bandydamas rasti joje tam tikrus modelius. Dėl intensyvaus kūrybinio darbo jis atrado, kad šioje grandinėje yra intervalai – laikotarpiai, kuriuose elementų ir jų formuojamų medžiagų savybės kinta panašiai (2 pav.).
Ryžiai. vienas.
Elementų kortelės, išdėstytos jų santykinės atominės masės didėjimo tvarka
Ryžiai. 2.
Elementų kortelės, išdėstytos periodiškai besikeičiančių elementų ir jų suformuotų medžiagų savybių tvarka
Laboratorinis eksperimentas Nr.2
D. I. Mendelejevo periodinės lentelės konstrukcijos modeliavimas
| Imituoti D. I. Mendelejevo periodinės lentelės konstravimą. Norėdami tai padaryti, paruoškite 20 kortelių, kurių matmenys 6 x 10 cm, elementams, kurių serijos numeriai yra nuo 1 iki 20. Kiekvienoje kortelėje nurodykite šią informaciją apie elementą: cheminį simbolį, pavadinimą, santykinę atominę masę, aukštesniojo oksido formulę, hidroksidą (skliausteliuose nurodykite jų pobūdį - bazinį, rūgštinį ar amfoterinį), lakiojo vandenilio junginio formulę. (ne metalams). Sumaišykite kortas ir išdėliokite jas iš eilės santykinės elementų atominės masės didėjimo tvarka. Padėkite panašius elementus nuo 1 iki 18 vienas po kito: vandenilis virš ličio ir kalis atitinkamai po natriu, kalcis po magniu, helis po neonu. Suformuluokite modelį, kurį nustatėte įstatymo forma. Atkreipkite dėmesį į argono ir kalio santykinių atominių masių neatitikimą ir jų vietą pagal bendrąsias elementų savybes. Paaiškinkite šio reiškinio priežastį. |
Dar kartą, vartodami šiuolaikinius terminus, išvardykime reguliarius savybių pokyčius, pasireiškusius laikotarpiais:
- susilpnėja metalinės savybės;
- pagerinamos nemetalinės savybės;
- elementų oksidacijos laipsnis aukštesniuose oksiduose padidėja nuo +1 iki +8;
- lakiųjų vandenilio junginių elementų oksidacijos laipsnis padidėja nuo -4 iki -1;
- oksidai nuo bazinio iki amfoterinio pakeičiami rūgštiniais;
- hidroksidai iš šarmų per amfoterinius hidroksidus pakeičiami deguonies turinčiomis rūgštimis.
Remdamasis šiais pastebėjimais, D.I.Mendelejevas 1869 m. padarė išvadą - suformulavo periodinį įstatymą, kuris, naudojant šiuolaikinius terminus, skamba taip:
Sistemindamas cheminius elementus pagal jų santykines atomines mases, DI Mendelejevas taip pat didelį dėmesį skyrė elementų ir jų formuojamų medžiagų savybėms, paskirstydamas panašių savybių elementus į vertikalius stulpelius – grupes. Kartais, pažeisdamas jo atskleistą modelį, prieš elementus, kurių santykinės atominės masės reikšmės yra mažesnės, jis įdėdavo sunkesnius elementus. Pavyzdžiui, savo lentelėje prieš nikelį jis užrašė kobaltą, prieš jodą – telūrą, o kai buvo aptiktos inertinės (kilniosios) dujos – argoną prieš kalį. D.I.Mendelejevas manė, kad toks išdėstymas yra būtinas, nes priešingu atveju šie elementai pateks į elementų grupes, nepanašias į jiems savybėmis. Taigi, visų pirma, šarminio metalo kalis pateks į inertinių dujų grupę, o inertinės dujos argonas - į šarminių metalų grupę.
D. Mendelejevas negalėjo paaiškinti šių bendrosios taisyklės išimčių, taip pat elementų ir jų suformuotų medžiagų savybių pasikeitimo periodiškumo priežasties. Tačiau jis numatė, kad ši priežastis slypi sudėtingoje atomo struktūroje. Būtent mokslinė DI Mendelejevo intuicija leido jam sukurti cheminių elementų sistemą ne jų santykinės atominės masės didinimo, o jų atomų branduolių krūvių didėjimo tvarka. Tai, kad elementų savybes lemia būtent jų atomų branduolių krūviai, iškalbingai rodo izotopų, kuriuos sutikote pernai, egzistavimas (prisiminkite, kas tai yra, pateikite jums žinomų izotopų pavyzdžių).
Remiantis šiuolaikinėmis idėjomis apie atomo struktūrą, cheminių elementų klasifikavimo pagrindas yra jų atomų branduolių krūviai, o šiuolaikinė periodinio įstatymo formuluotė yra tokia:
Elementų ir jų junginių savybių kitimo periodiškumas paaiškinamas periodišku jų atomų išorinių energijos lygių struktūros pasikartojimu. Būtent energijos lygių skaičius, bendras ant jų esančių elektronų skaičius ir elektronų skaičius išoriniame lygyje atspindi periodinėje lentelėje priimtą simboliką, tai yra, atskleidžia fizinę elemento eilės skaičiaus reikšmę. , laikotarpio numeris ir grupės numeris (iš ko jis susideda?).
Atomo sandara paaiškina ir elementų metalinių ir nemetalinių savybių kaitos periodais ir grupėmis priežastis.
Vadinasi, periodinis įstatymas ir periodinė D.I.
Šios dvi svarbiausios D.I. periodinio įstatymo ir periodinės lentelės reikšmės. Jau periodinės lentelės kūrimo etape D. I. Mendelejevas pateikė daugybę prognozių apie tuo metu dar nežinomų elementų savybes ir nurodė jų atradimo būdus. Savo sukurtoje lentelėje DI Mendelejevas šiems elementams paliko tuščius langelius (3 pav.).
Ryžiai. 3.
D.I.Mendelejevo pasiūlyta periodinė elementų lentelė
Ryškūs Periodinio dėsnio nuspėjimo galios pavyzdžiai buvo vėlesni elementų atradimai: 1875 m. prancūzas Lecoqas de Boisabaudranas atrado galą, kurį D. I. Mendelejevas numatė prieš penkerius metus kaip elementą, vadinamą „ekaaliuminiu“ (eka – sekantis); 1879 m. švedas L. Nilssonas atidarė „ekaborą“ pagal DI Mendelejevą; 1886 metais vokietis K. Winkleris – „ekasiliciy“ pagal DI Mendelejevą (nustatykite šiuolaikinius šių elementų pavadinimus pagal DI Mendelejevo lentelę). Kaip tiksliai DI Mendelejevas prognozavo, iliustruoja 2 lentelės duomenys.
2 lentelė
Numatytos ir eksperimentiškai atrastos germanio savybės
|
D.I.Mendelejevas numatė 1871 m |
K. Winklerio įsteigta 1886 m. |
|
Santykinė atominė masė yra artima 72 |
Santykinė atominė masė 72.6 |
|
Pilkas ugniai atsparus metalas |
Pilkas ugniai atsparus metalas |
|
Metalo tankis yra apie 5,5 g / cm3 |
Metalo tankis 5,35 g / cm3 |
|
Oksido formulė E0 2 |
Oksido formulė Ge0 2 |
|
Oksido tankis yra apie 4,7 g / cm3 |
Oksido tankis yra 4,7 g / cm3 |
|
Oksidas bus gana lengvai redukuojamas į metalą. |
Ge0 2 oksidas redukuojamas į metalą, kai kaitinamas vandenilio sraute |
|
Chloridas ES1 4 turėtų būti skystis, kurio virimo temperatūra yra apie 90 ° C, o tankis apie 1,9 g / cm 3 |
Germanio (IV) chloridas GeCl 4 yra skystis, kurio virimo temperatūra yra 83 ° C, o tankis - 1,887 g / cm 3 |
Naujųjų elementų atradėjai aukštai įvertino rusų mokslininko atradimą: „Vargu ar gali būti aiškesnis elementų periodiškumo doktrinos pagrįstumo įrodymas, nei vis dar hipotetinės ekasilicijos atradimas; tai, žinoma, daugiau nei paprastas drąsios teorijos patvirtinimas – tai žymi išskirtinį cheminio regėjimo lauko išplėtimą, milžinišką žingsnį žinių lauke“ (K. Winkleris).
Amerikiečių mokslininkai, atradę elementą numerį 101, pavadino jį „Mendelevium“, įvertindami didžiojo rusų chemiko Dmitrijaus Mendelejevo, kuris pirmasis panaudojo periodinę elementų lentelę, numatydamas tuomet dar neatrastų elementų savybes, nuopelnus.
Jūs susipažinote 8 klasėje ir šiais metais naudosite periodinės lentelės formą, kuri vadinama trumpuoju periodu. Tačiau specializuotose klasėse ir aukštosiose mokyklose dažniausiai naudojama kitokia forma - ilgalaikė versija. Palyginkite juos. Kas bendro ir kuo skiriasi šiose dviejose periodinės lentelės formose?
Nauji žodžiai ir sąvokos
- DI Mendelejevo periodinis įstatymas.
- DI Mendelejevo cheminių elementų periodinė lentelė yra periodinio dėsnio grafinis vaizdas.
- Fizinė elemento numerio, laikotarpio numerio ir grupės numerio reikšmė.
- Elementų savybių kitimo periodais ir grupėmis dėsningumai.
- DI Mendelejevo periodinio dėsnio ir cheminių elementų periodinės lentelės reikšmė.
Savarankiško darbo užduotys
- Įrodykite, kad DI Mendelejevo periodinis dėsnis, kaip ir bet kuris kitas gamtos dėsnis, atlieka aiškinamąją, apibendrinančią ir nuspėjamąją funkciją. Pateikite pavyzdžių, iliustruojančių šias funkcijas kituose įstatymuose, kuriuos žinote iš chemijos, fizikos ir biologijos kursų.
- Pavadinkite cheminį elementą, kurio atome elektronai išsidėstę lygiais pagal skaičių eilę: 2, 5. Kokią paprastą medžiagą sudaro šis elementas? Kokia jo vandenilio junginio formulė ir kaip jis vadinamas? Kokia šio elemento didžiausio oksido formulė, kokia jo prigimtis? Užrašykite šio oksido savybes apibūdinančias reakcijų lygtis.
- Anksčiau berilis buvo priskirtas III grupės elementui, o jo santykinė atominė masė buvo laikoma 13,5. Kodėl D.I.Mendelejevas perkėlė jį į II grupę ir pakoregavo berilio atominę masę nuo 13,5 iki 9?
- Parašykite reakcijų lygtis tarp paprastos medžiagos, sudarytos iš cheminio elemento, kurios atome elektronai pasiskirstę energijos lygiais pagal skaičių seką: 2, 8, 8, 2, ir paprastų medžiagų, sudarytų iš elementų Nr. 7 ir Nr. 8 periodinėje lentelėje. Koks yra tipas cheminis ryšys reakcijos produktuose? Kokia yra pradinių paprastų medžiagų ir jų sąveikos produktų kristalinė struktūra?
- Metalinių savybių stiprinimo tvarka išdėstykite šiuos elementus: As, Sb, N, P, Bi. Pagrįskite gautą eilutę pagal šių elementų atomų struktūrą.
- Išdėstykite šiuos elementus nemetalinių savybių gerinimo tvarka: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Pagrįskite gautą eilutę pagal šių elementų atomų struktūrą.
- Išdėstykite oksidų rūgščių savybių susilpnėjimo tvarka, kurių formulės yra: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7. Pagrįskite gautą seriją. Užrašykite šiuos oksidus atitinkančių hidroksidų formules. Kaip keičiasi jų rūgštingumas jūsų pasiūlytame diapazone?
- Parašykite boro, berilio ir ličio oksidų formules ir išdėliokite jas pagrindinių savybių didėjimo tvarka. Užrašykite šiuos oksidus atitinkančių hidroksidų formules. Kokia jų cheminė prigimtis?
- Kas yra izotopai? Kaip izotopų atradimas prisidėjo prie periodinio dėsnio susidarymo?
- Kodėl periodinėje D.I. lentelėje esančių elementų atominių branduolių krūviai
- Pateikite tris Periodinio dėsnio formuluotes, kuriose cheminių elementų sisteminimo pagrindu imama santykinė atominė masė, atomo branduolio krūvis ir išorinių energijos lygių struktūra atomo elektronų apvalkale.
IV – VII – dideli laikotarpiai nuo susideda iš dviejų elementų eilučių (lyginių ir nelyginių).
Tipiški metalai išsidėstę vienodomis didelių laikotarpių eilėmis. Nelyginė eilutė prasideda metalu, tada metalinės savybės susilpnėja ir nemetalinės savybės didėja, laikotarpis baigiasi inertinėmis dujomis.
Grupė yra vertikali chemijos eilutė. elementai, sujungti chem. savybių.
Grupė
pagrindinis pogrupis smulkus pogrupis
Į pagrindinį pogrupį įeina pogrupis
tiek mažų, tiek didelių tik didelių laikotarpių elementų elementai.
laikotarpiais.
H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Cu, Ag, Au
mažas didelis didelis
Elementams, sujungtiems į tą pačią grupę, būdingi šie modeliai:
1. Didžiausias elementų valentingumas junginiuose su deguonimi(su kai kuriomis išimtimis) atitinka grupės numerį.
Šoninių pogrupių elementai taip pat gali turėti kitų aukštesnių valentingumo. Pavyzdžiui, Cu – antrinio pogrupio I grupės elementas – sudaro oksidą Cu 2 O. Tačiau dažniausiai pasitaikantys junginiai yra dvivalentys vario junginiai.
2. Pagrindiniuose pogrupiuose(iš viršaus į apačią) didėjant atominėms masėms, metalinės elementų savybės didėja, o nemetalinės – silpnėja.
Atomo sandara.
Ilgą laiką moksle vyravo nuomonė, kad atomai yra nedalomi, t.y. neturi paprastesnių komponentų.
Tačiau XIX amžiaus pabaigoje buvo nustatyta nemažai faktų, liudijančių sudėtingą atomų sudėtį ir jų tarpusavio konversijos galimybę.
Atomai yra sudėtingi dariniai, sudaryti iš mažesnių struktūrinių vienetų.
|
|
ē – elektronas – už branduolio ribų
Chemijai didelį susidomėjimą kelia atomo elektroninio apvalkalo struktūra. Pagal elektroninis apvalkalas suprasti visų elektronų visumą atome. Elektronų skaičius atome lygus protonų skaičiui, t.y. elemento eilės numeris, nes atomas yra elektriškai neutralus.
Svarbiausia elektrono charakteristika yra jo ryšio su atomu energija. Artimos energijos elektronai sudaro vieną elektroninis sluoksnis.
Kiekviena chem. elementas periodinėje lentelėje buvo sunumeruotas.
Skaičius, kurį gauna kiekvienas elementas, vadinamas serijos numeris.
Fizinė serijos numerio reikšmė:
1. Koks yra elemento eilės skaičius, toks yra ir atomo branduolio krūvis.
2. Aplink branduolį sukasi tiek pat elektronų.
Z = p + Z - elemento eilės numeris
n 0 = A - Z
n 0 = A - p + A yra elemento atominė masė
n 0 = A - ē
Pavyzdžiui, Li.
Fizinė laikotarpio skaičiaus reikšmė.
Kokiu laikotarpiu elementas yra, jis turės tiek pat elektroninių apvalkalų (sluoksnių).
| |
Ne +2 | |
| |
Didžiausio elektronų skaičiaus viename elektronų apvalkale nustatymas.
1 variantas
A1. Kokia yra Mendelejevo lentelės grupės numerio fizinė reikšmė?
2.Tai atomo branduolio krūvis
4. Tai yra neutronų skaičius branduolyje
A2. Koks yra energijos lygių skaičius?
1. Serijos numeris
2. Laikotarpio numeris
3. Grupės numeris
4. Elektronų skaičius
A3.
2. Tai energijos lygių skaičius atome
3. Tai elektronų skaičius atome
A4. Nurodykite elektronų skaičių fosforo atomo išoriniame energijos lygyje:
1,7 elektrono
2,5 elektrono
3,2 elektrono
4,3 elektronų
A5. Kurioje eilutėje yra hidrido formulės?
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. NE, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O
A 6. Kuriame junginyje azoto oksidacijos būsena yra +1?
1. N 2 O 3
2. NE
3. N 2 O 5
4. N 2 O
A7. Kuris junginys atitinka mangano (II) oksidą:
1. MnO 2
2. Mn 2 O 7
3. MnCl 2
4. MnO
A8. Kurioje eilutėje yra tik paprastos medžiagos?
1. Deguonis ir ozonas
2. Siera ir vanduo
3. Anglis ir bronza
4. Cukrus ir druska
A9. Nustatykite elementą, jei jo atome yra 44 elektronai:
1.kobaltas
2.skardos
3.rutenis
4.niobis
A10. Kas turi atominę kristalinę gardelę?
1.jodo
2.Germanis
3.ozonas
4.baltasis fosforas
1. Nustatykite korespondenciją
Elektronų skaičius išoriniame atomo energijos lygyje
Cheminio elemento simbolis
A. 3
B. 1
6 val
G 4
1) S 6) C
2) Fr 7) Jis
3) Mg 8) Ga
4) Al 9) Te
5) Si 10) K
2. Nustatykite korespondenciją
Medžiagos pavadinimas
Medžiagos formulė
A. Oksidassieros(Vi)
B. Natrio hidridas
B. Natrio hidroksidas
G. Geležies (II) chloridas
1) TAIP 2
2) FeCl 2
3) FeCl 3
4) NaH
5) TAIP 3
6) NaOH
2 variantas
A1. Kokia yra Mendelejevo lentelės laikotarpio numerio fizinė reikšmė?
1. Tai energijos lygių skaičius atome
2.Tai atomo branduolio krūvis
3. Tai elektronų skaičius išoriniame atomo energijos lygyje.
4. Tai yra neutronų skaičius branduolyje
A2. Koks yra elektronų skaičius atome?
1. Serijos numeris
2. Laikotarpio numeris
3. Grupės numeris
4. Neutronų skaičius
A3. Kokia cheminio elemento serijos numerio fizinė reikšmė?
1. Tai yra neutronų skaičius branduolyje
2. Tai atomo branduolio krūvis
3. Tai energijos lygių skaičius atome
4. Tai elektronų skaičius išoriniame atomo energijos lygyje
A4. Nurodykite elektronų skaičių išoriniame energijos lygyje silicio atome:
1,14 elektronų
2,4 elektrono
3,2 elektrono
4,3 elektronų
A5. Kurioje eilutėje yra oksidų formulės?
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. NE, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O
A 6. Kuriame junginyje yra chloro oksidacijos laipsnis -1?
1. Cl 2 O 7
2. HClO
3. HCl
4. Cl 2 O 3
A7. Kuris junginys atitinka azoto oksidą (IIaš):
1. N 2 O
2. N 2 O 3
3. NE
4. H 3 N
A8. Kurioje eilutėje yra paprastos ir sudėtingos medžiagos?
1. Deimantas ir ozonas
2. Auksas ir anglies dioksidas
3. Vanduo ir sieros rūgštis
4. Cukrus ir druska
A9. Nustatykite elementą, jei jo atome yra 56 protonai:
1.geležis
2.skardos
3.baris
4.mangano
A10. Kas turi molekulinę kristalinę gardelę?
deimantas
silicio
kalnų krištolas
boro
1. Nustatykite korespondenciją
Energijos lygių skaičius atome
Cheminio elemento simbolis
A. 5
B. 7
V. 3
G. 2
1) S 6) C
2) Fr 7) Jis
3) Mg 8) Ga
4) B 9) Te
5) Sn 10) Rf
2. Nustatykite korespondenciją
Medžiagos pavadinimas
Medžiagos formulė
A. Anglies hidridas (ašV)
B. Kalcio oksidas
B. Kalcio nitridas
D. Kalcio hidroksidas
1) H 3 N
2) Ca (OH) 2
3) KOH
4) CaO
5) CH 4
6) ca 3 N 2
Elementų, kaip pirminių medžiagų, samprata atsirado nuo seniausių laikų ir, palaipsniui kintant ir tobulėjant, atėjo iki mūsų laikų. Mokslinių požiūrių į cheminius elementus pradininkai yra R. Boyle'as (VII a.), M.V.Lomonosovas (XVIII a.) ir Daltonas (XIX a.).
Iki XIX amžiaus pradžios. buvo žinoma apie 30 elementų, iki XIX amžiaus vidurio - apie 60. Dėl elementų skaičiaus kaupimosi jūros iškilo jų sisteminimo problema. Tokie bandymai prieš D.I. Mendelejevui buvo mažiausiai penkiasdešimt; buvo paimtas sisteminimo pagrindas: ir atominė masė (dabar vadinama atomine mase), ir cheminis ekvivalentas, ir valentingumas. Prie cheminių elementų klasifikacijos priartėjus metafiziškai, stengiantis susisteminti tik tuo metu žinomus elementus, nė vienas iš pirmtakų D.I. Šią svarbią mokslui problemą 1869 m. puikiai išsprendė didysis rusų mokslininkas D.I.Mendelejevas, atradęs periodinį dėsnį.
Mendelejevas sisteminimo pagrindu paėmė: a) atominę masę ir b) cheminį elementų panašumą. Ryškiausia elementų savybių panašumo išraiška yra identiškas didžiausias jų valentingumas. Tiek elemento atominis svoris (atominė masė), tiek didžiausias valentingumas yra kiekybinės, skaitinės konstantos, kurias patogu sisteminti.
Išdėstydamas visus tuo metu žinomus 63 elementus iš eilės pagal didėjančias atomines mases, Mendelejevas pastebėjo periodišką elementų savybių pasikartojimą nevienodais intervalais. Dėl to Mendelejevas sukūrė pirmąją periodinės lentelės versiją.
Natūralus elementų atominių masių kaitos išilgai vertikalių ir horizontalių lentelės linijų, taip pat joje susidariusių tuščių erdvių pobūdis leido Mendelejevui drąsiai numatyti daugelio elementų buvimą gamtoje, kurių nebuvo. tuo metu dar žinomos mokslui ir netgi nubrėžia jų atomines mases bei pagrindines savybes, remiantis numanomomis lentelės padėties elementais. Tai galima padaryti tik remiantis sistema, kuri objektyviai atspindi materijos raidos dėsnį. DI Mendelejevas 1869 metais suformulavo periodinio dėsnio esmę: „Paprastų kūnų savybės, taip pat elementų junginių formos ir savybės periodiškai priklauso nuo elementų atominių svorių (masių) vertės“.
Periodinė elementų lentelė.
1871 m. D. I. Mendelejevas pateikia antrąją periodinės lentelės versiją (vadinamąją trumpąją lentelės formą), kurioje atskleidžia įvairius elementų ryšio laipsnius. Ši sistemos versija leido Mendelejevui numatyti 12 elementų egzistavimą ir labai tiksliai aprašyti trijų iš jų savybes. Laikotarpiu nuo 1875 iki 1886 m. buvo atrasti šie trys elementai ir atskleistas visiškas jų savybių sutapimas su tomis, kurias numatė didysis rusų mokslininkas. Šie elementai gavo tokius pavadinimus: skandis, galis, germanis. Po to periodinis įstatymas buvo visuotinai pripažintas kaip objektyvus gamtos dėsnis ir dabar yra chemijos, fizikos ir kitų gamtos mokslų pagrindas.
Periodinė cheminių elementų lentelė yra periodinio dėsnio grafinė išraiška. Žinoma, kad nemažai dėsnių, be žodinių formuluočių, gali būti pavaizduoti grafiškai ir išreikšti matematinėmis formulėmis. Tai taip pat yra periodinis įstatymas; tik jam būdingas matematiniai modeliai, kurios bus aptartos toliau, dar nėra vienijamos bendra formule. Periodinės sistemos išmanymas leidžia lengviau studijuoti kursą bendroji chemija.
Šiuolaikinės periodinės lentelės dizainas iš esmės mažai skiriasi nuo 1871 m. versijos. Periodinės lentelės elementų simboliai išdėstyti pagal vertikalius ir horizontalius grafikus. Tai veda prie elementų sujungimo į grupes, pogrupius, laikotarpius. Kiekvienas elementas užima tam tikrą lentelės langelį. Vertikalūs grafikai yra grupės (ir pogrupiai), horizontalūs grafikai yra taškai (ir eilutės).
Grupė vadinama vienoda deguonies valentingumo elementų visuma. Šis didžiausias valentingumas nustatomas pagal grupės numerį. Kadangi nemetalinių elementų deguonies ir vandenilio didžiausių valentų suma yra aštuoni, aukštesniojo vandenilio junginio formulę nesunku nustatyti pagal grupės skaičių. Taigi, fosforo, penktosios grupės elemento, didžiausias deguonies valentas yra penki, didžiausio oksido formulė yra P2O5, o junginio su vandeniliu formulė yra PH3. Sieros, šeštos grupės elemento, aukštesniojo oksido formulė yra SO3, o aukštesniojo junginio su vandeniliu yra H2S.
Kai kurie elementai turi didesnį valentingumą, kuris nėra lygus jų grupių skaičiui. Tokios išimtys yra varis Cu, sidabras Ag, auksas Au. Jie priklauso pirmajai grupei, tačiau jų valentingumas svyruoja nuo vieno iki trijų. Pavyzdžiui, yra junginių: CuO; Prieš; Cu2O3; Au2O3. Deguonis patenka į šeštą grupę, nors jo junginių, kurių valentingumas didesnis nei du, beveik niekada nerasta. Fluoras P – VII grupės elementas – yra vienavalentis savo svarbiausiuose junginiuose; bromas Br – VII grupės elementas – yra maksimaliai penkiavalentis. Ypač daug išimčių yra VIII grupėje. Jame yra tik du elementai: rutenio Ru ir osmio Os valentingumas lygus aštuoniems, jų aukštesni oksidai turi formules RuO4 ir OsO4 Kitų VIII grupės elementų valentingumas yra daug mažesnis.
Iš pradžių Mendelejevo periodinę sistemą sudarė aštuonios grupės. XIX amžiaus pabaigoje. Buvo atrasti inertiški elementai, kuriuos numatė rusų mokslininkas N.A.Morozovas, o periodinė sistema pasipildė devintąja grupe iš eilės – skaičiumi nuliu. Dabar daugelis mokslininkų mano, kad būtina vėl suskirstyti visus elementus į 8 grupes. Dėl to sistema tampa plonesnė; okteto (aštuonių) grupių požiūriu kai kurios taisyklės ir dėsniai tampa aiškesni.
Grupės elementus paskirsto pogrupius... Pogrupis vienija šios grupės elementus, kurie savo cheminėmis savybėmis yra panašesni. Šis panašumas priklauso nuo elementų atomų elektronų apvalkalų struktūros analogijos. Periodinėje lentelėje kiekvieno pogrupio elementų simboliai išdėstyti griežtai vertikaliai.
Pirmosios septynios grupės turi vieną pagrindinį ir vieną antrinį pogrupį; aštuntoje grupėje yra vienas pagrindinis pogrupis „inertiniai“ elementai ir trys antriniai. Kiekvieno pogrupio pavadinimas paprastai nurodomas viršutinio elemento pavadinimu, pvz.: ličio pogrupis (Li-Na-K-Rb-Cs-Fr), chromo pogrupis (Cr-Mo-W), o to paties elementai. pogrupis yra cheminiai analogai, skirtingų tos pačios grupės pogrupių elementai kartais labai skiriasi savo savybėmis. Bendra tos pačios grupės pagrindinių ir antrinių pogrupių elementų savybė iš esmės yra tik identiškas didžiausias jų deguonies valentingumas. Taigi manganas Mn ir chloras C1, esantys skirtinguose VII grupės pogrupiuose, chemiškai neturi beveik nieko bendro: manganas yra metalas, chloras yra tipiškas nemetalas. Tačiau jų aukštesniųjų oksidų ir atitinkamų hidroksidų formulės panašios: Mn2O7 - Cl2O7; НМnО4 - НС1О4.
Periodinėje lentelėje yra dvi horizontalios 14 elementų eilutės, esančios už grupių ribų. Paprastai jie dedami stalo apačioje. Vieną iš šių serijų sudaro elementai, vadinami lantanidais (pažodžiui: panašus į lantaną), kitą seriją sudaro aktinidų elementai (panašūs į anemonus). Aktinidų simboliai yra po lantanido simboliais. Šis išdėstymas atskleidžia 14 trumpesnių pogrupių, susidedančių iš 2 elementų: tai yra antroji pusė arba lantanoidų-aktinoidų pogrupiai.
Remiantis tuo, kas pasakyta, yra: a) pagrindiniai pogrupiai, b) šalutiniai pogrupiai ir c) antrieji (lantanoidai-aktinoidiniai) pogrupiai.
Pažymėtina, kad kai kurie pagrindiniai pogrupiai taip pat skiriasi vienas nuo kito savo elementų atomų struktūra. Remiantis tuo, visi periodinės sistemos pogrupiai gali būti suskirstyti į 4 kategorijas.
I. Pagrindiniai I ir II grupių pogrupiai (ličio ir berilio pogrupiai).
II. Šeši pagrindiniai III - IV - V - VI - VII - VIII grupių pogrupiai (boro, anglies, azoto, deguonies, fluoro ir neono pogrupiai).
III. Dešimt šalutinių pogrupių (vienas I-VII grupėse ir trys VIII grupėje). Jfc,
IV. Keturiolika lantanoidų-aktinoidų pogrupių.
Šių 4 kategorijų pogrupių skaičius yra aritmetinė progresija: 2-6-10-14.
Reikėtų pažymėti, kad bet kurio pagrindinio pogrupio aukščiausias elementas yra 2 periode; bet koks antrinis viršutinis elementas - 4-ajame periode; bet kurio lantanoidų-aktinoidų pogrupio viršutinis elementas – 6-ajame periode. Taigi su kiekvienu nauju lyginiu periodinės sistemos periodu atsiranda naujos pogrupių kategorijos.
Kiekvienas elementas, išskyrus priklausymą vienoje ar kitoje grupėje ir pogrupyje, yra kitame iš septynių laikotarpių.
Laikotarpis – tai elementų seka, kurios metu jų savybės kinta laipsniško stiprėjimo tvarka nuo įprastai metalinių iki paprastai nemetalinių (metaloidinių). Kiekvienas periodas baigiasi inertiniu elementu. Silpnėjant metalinėms savybėms, elementuose pradeda ryškėti nemetalinės savybės, kurios palaipsniui didėja; periodų viduryje dažniausiai yra elementų, kurie vienaip ar kitaip sujungia metalines ir nemetalines savybes. Šie elementai dažnai vadinami amfoteriniais.
Laikotarpių kompozicija.
Laikotarpiai nėra vienodi pagal juose esančių elementų skaičių. Pirmieji trys vadinami mažais, kiti keturi – dideli. Fig. 8 parodyta laikotarpių sudėtis. Elementų skaičius bet kuriame periode išreiškiamas formule 2n2, kur n yra sveikas skaičius. 2 ir 3 laikotarpiais yra po 8 elementus; 4 ir 5 - po 18 elementų; 6-32 elementai; 7, dar nebaigta, kol kas 18, elementų, nors teoriškai turėtų būti ir 32 elementai.
1 laikotarpis yra originalus. Jame yra tik du elementai: vandenilis H ir helis He. Vyksta savybių perėjimas iš metalo į nemetalinį: čia viename tipiškame amfoteriniame elemente – vandenilyje. Pastarasis pagal jam būdingas metalines savybes patenka į šarminių metalų pogrupį, o pagal jam būdingas nemetalines savybes – halogenų pogrupį. Todėl periodinėje lentelėje vandenilis dažnai dedamas du kartus – į 1 ir VII grupes.
Skirtinga kiekybinė periodų sudėtis lemia svarbią pasekmę: gretimi mažų periodų elementai, pavyzdžiui, anglis C ir azotas N, palyginti smarkiai skiriasi vienas nuo kito savo savybėmis: gretimi ilgų periodų elementai, pavyzdžiui, švinas Pb. ir bismutas Bi, savo savybėmis yra daug artimesni vienas kitam.draugas, kadangi elementų prigimties pokytis dideliais laikotarpiais vyksta mažais šuoliais. Kai kuriose didelių laikotarpių srityse netgi toks lėtas metališkumo mažėjimas, kad gretimi elementai yra labai panašūs savo cheminėmis savybėmis. Tokia, pavyzdžiui, yra ketvirtojo periodo elementų triada: geležis Fe – kobaltas Co – nikelis Ni, kuri dažnai vadinama „geležies šeima“. Horizontalus panašumas (horizontalioji analogija) nusveria net vertikalųjį panašumą (vertikali analogija); taigi, geležies pogrupio elementai – geležis, rutenis, osmis – chemiškai mažiau panašūs vienas į kitą nei „geležies šeimos“ elementai.
Ryškiausias horizontalios analogijos pavyzdys yra lantanoidai. Visi jie chemiškai panašūs vienas į kitą ir į lantaną La. Gamtoje jie aptinkami įmonėse, sunkiai atskiriami, daugumos tipinis didžiausias valentingumas yra 3. Lantanidai turi ypatingą vidinį periodiškumą: kas aštuntas jų išsidėstymo tvarka tam tikru mastu atkartoja savybes. ir pirmosios valentinės būsenos, ty ta, nuo kurios prasideda atgalinis skaičiavimas. Taigi terbis Tb yra panašus į cerį Ce; liutecis Lu – iki gadolinio Gd.
Aktinidai yra panašūs į lantanidus, tačiau jų horizontalioji analogija pasireiškia daug mažiau. Didžiausias kai kurių aktinidų (pavyzdžiui, urano U) valentingumas siekia šešis. Vidinis periodiškumas, kuris galimas iš principo ir tarp jų, dar nepatvirtintas.
Elementų išdėstymas periodinėje lentelėje. Moseley dėsnis.
DI Mendelejevas elementus išdėstė tam tikra seka, kartais vadinama „Mendelejevo serija". Apskritai ši seka (numeracija) siejama su elementų atominių masių padidėjimu. Tačiau yra ir išimčių. Kartais logiška pokyčių eiga. valentingumas prieštarauja atominių masių kitimo eigai Tokiais atvejais poreikis reikalavo pirmenybę teikti vienai iš šių dviejų sisteminimo pagrindų.DI Mendelejevas kai kuriais atvejais pažeidė elementų išdėstymo principą, bet didina atomines mases ir rėmėsi. dėl cheminės analogijos tarp elementų. Co, jodas I prieš telūrą Te, tada šie elementai suskirstytų į pogrupius ir grupes, kurios neatitinka savo savybių ir didžiausio valentingumo.
1913 metais anglų mokslininkas G. Moseley, tyrinėdamas įvairių elementų rentgeno spindulių spektrus, pastebėjo modelį, jungiantį elementų skaičių periodinėje Mendelejevo sistemoje su šių spindulių bangos ilgiais, atsirandantį apšvitinus tam tikrus elementus katodu. debesys. Paaiškėjo, kad šių spindulių bangos ilgių abipusių verčių kvadratinės šaknys yra tiesiškai susijusios su atitinkamų elementų serijos numeriais. H. Moseley dėsnis leido patikrinti „Mendelejevo serijos“ teisingumą ir patvirtino jos nepriekaištingumą.
Pavyzdžiui, nurodykite reikšmes elementams Nr. 20 ir Nr. 30, kurių skaičiai sistemoje nekelia abejonių. Šios vertės yra tiesiškai susijusios su nurodytais skaičiais. Pavyzdžiui, norint patikrinti kobaltui priskirto skaičiaus (27) teisingumą ir, sprendžiant iš atominės masės, šis skaičius turėjo turėti nikelio, jis apšvitinamas katodiniais spinduliais: dėl to rentgeno spinduliai išsiskiria iš kobalto. Išskaidydami juos ant tinkamų difrakcijos gardelių (ant kristalų), gauname šių spindulių spektrą ir, pasirinkę ryškiausią iš spektro linijų, išmatuojame šią liniją atitinkančio spindulio bangos ilgį (); tada atidedame reikšmę ordinatėje. Iš gauto taško A nubrėžkite tiesią liniją, lygiagrečią abscisių ašiai, kol ji susikirs su anksčiau nustatyta tiesia linija. Nuo susikirtimo taško B nuleidžiame statmeną abscisių ašiai: jis tiksliai nurodys mums kobalto skaičių, lygų 27. Taigi periodinė DI Mendelejevo elementų lentelė - mokslininko loginių išvadų vaisius - gavo eksperimentinį. patvirtinimas.
Šiuolaikinė periodinio įstatymo formuluotė. Fizinė elemento serijos numerio reikšmė.
Po G. Moseley darbų elemento atominė masė pamažu ėmė užleisti vietą savo vadovaujamam vaidmeniui naujai, dar neaiškiai savo vidine (fizine) reikšme, bet tiksliau konstantai - eilinei arba, kaip dabar. skambutis, elemento atominis numeris. Fizinę šios konstantos reikšmę 1920 metais atskleidė anglų mokslininko D. Chadwicko darbai. D. Chadwickas eksperimentiniu būdu nustatė, kad elemento eilės skaičius skaitine prasme yra lygus šio elemento atomo branduolio teigiamo krūvio Z reikšmei, tai yra protonų skaičiui branduolyje. Paaiškėjo, kad D.I.Mendelejevas, to neįtardamas, sudėliojo elementus tokia seka, kuri tiksliai atitinka jų atomų branduolių krūvio padidėjimą.
Tuo pačiu metu taip pat buvo nustatyta, kad to paties elemento atomai gali skirtis vienas nuo kito savo mase; tokie atomai vadinami izotopais. Pavyzdys yra atomai: ir. Periodinėje lentelėje to paties elemento izotopai užima vieną ląstelę. Ryšium su izotopų atradimu, buvo išaiškinta cheminio elemento sąvoka. Šiuo metu cheminiu elementu vadinami tokie atomai, kurie turi tą patį branduolio krūvį – tiek pat protonų branduolyje. Taip pat patikslinta periodinio įstatymo formuluotė. Šiuolaikinė įstatymo formuluotė sako: elementų ir jų junginių savybės periodiškai priklauso nuo jų atomų branduolių dydžio ir krūvio.
Periodiškai kinta ir kitos elementų charakteristikos, susijusios su atomų išorinių elektroninių sluoksnių sandara, atomų tūriais, jonizacijos energija ir kitomis savybėmis.
Periodinė lentelė ir elementų atomų elektronų apvalkalų sandara.
Vėliau buvo nustatyta, kad gilią fizinę reikšmę turi ne tik elemento eilės skaičius, bet ir kitos anksčiau svarstytos sąvokos palaipsniui įgavo fizinę reikšmę. Pavyzdžiui, grupės numeris, nurodantis didžiausią elemento valentiškumą, atskleidžia didžiausią elemento atomo elektronų skaičių, galintį dalyvauti formuojant cheminį ryšį.
Periodo skaičius, savo ruožtu, buvo susijęs su energijos lygių skaičiumi tam tikro laikotarpio elemento atomo elektronų apvalkale.
Taigi, pavyzdžiui, alavo Sn „koordinatės“ (eilės numeris 50, periodas 5, pagrindinis IV grupės pogrupis) reiškia, kad alavo atome yra 50 elektronų, jie yra pasiskirstę 5 energijos lygiais, tik 4 elektronai. valentingumas.
Fizinė prasmė ieškant elementų skirtingų kategorijų pogrupiuose yra nepaprastai svarbi. Pasirodo, elementuose, esančiuose I kategorijos pogrupiuose, sekantis (paskutinis) elektronas yra s polygyje. išorinis lygis... Šie elementai priklauso elektroninei šeimai. Elementų atomams, esantiems II kategorijos pogrupiuose, kitas elektronas yra išorinio lygio p polygyje. Tai yra elektroninės šeimos „p“ elementai. Taigi kitas 50-asis alavo atomų elektronas yra išorinio, tai yra, 5-ojo energijos lygio p polygyje.
III kategorijos pogrupių elementų atomuose kitas elektronas yra d-polygyje, tačiau jau prieš išorinį lygį tai yra elektroninės šeimos "d" elementai. Lantanidų ir aktinidų atomuose kitas elektronas yra f polygyje, prieš išorinį lygį. Tai yra "f" elektroninės šeimos elementai.
Todėl neatsitiktinai minėti šių 4 kategorijų pogrupių skaičiai, tai yra 2-6-10-14, sutampa su didžiausiais elektronų skaičiais s-p-d-f polygiuose.
Tačiau paaiškėja, kad galima išspręsti elektronų apvalkalo užpildymo tvarkos problemą ir remiantis periodine sistema išvesti elektroninę formulę bet kurio elemento atomui, kuri pakankamai aiškiai parodo jo lygį ir polygį. kiekvienas einantis elektronas. Periodinėje lentelėje taip pat nurodomas elementų išsidėstymas vienas po kito pagal periodus, grupes, pogrupius ir jų elektronų pasiskirstymas pagal lygius ir polygius, nes kiekvienas elementas turi savo atitinkamą paskutinį jį apibūdinantį elektroną. Kaip pavyzdį panagrinėkime elemento cirkonio (Zr) atomo elektroninės formulės sudarymą. Periodinėje lentelėje pateikiami šio elemento rodikliai ir „koordinatės“: eilės numeris 40, periodas 5, IV grupė, šoninis pogrupis Pirmosios išvados: a) visi elektronai 40, b) šie 40 elektronų yra pasiskirstę penkiais energijos lygiais; c) out. iš 40 elektronų tik 4 yra valentiniai, d) kitas 40 elektronas pateko į d polygį prieš išorinį, ty ketvirtąjį energijos lygį. Panašias išvadas galima daryti ir apie kiekvieną iš 39 elementų prieš cirkonį, tik rodikliai ir koordinatės kiekvieną kartą būti kitoks.
Todėl metodologinis elementų elektroninių formulių sudarymo periodinės sistemos pagrindu metodas susideda iš to, kad nuosekliai nagrinėjame kiekvieno elemento elektronų apvalkalą kelyje į duotąjį, pagal jo „koordinates“ nustatome, kur Kitas elektronas pateko į apvalkalą.
Pirmieji du pirmojo periodo elementai – vandenilis H ir helis – nepriklauso s šeimai. Jų elektronai, įskaitant du, patenka į pirmojo lygio s polygį. Užrašome: čia baigiasi pirmasis laikotarpis, pirmasis energijos lygis taip pat. Kiti du antrojo laikotarpio elementai – ličio Li ir berilio Be – yra I ir II grupių pagrindiniuose pogrupiuose. Jie taip pat yra s elementai. Kiti jų elektronai bus 2-ojo lygio sublygyje. Rašome Kiti 6 2-ojo periodo elementai iš eilės: boras B, anglis C, azotas N, deguonis O, fluoras F ir neonas Ne. Pagal šių elementų išsidėstymą pagrindinėse III – Vl pogrupių grupėse sekantys jų elektronai tarp šešių išsidėstys 2-ojo lygio p-polygyje. Užrašome: Antrasis periodas baigiasi inertiniu elementu su neonu, antrasis energijos lygis taip pat baigėsi. Po to seka du pagrindinių I ir II grupių pogrupių trečiojo periodo elementai: natrio Na ir magnio Mg. Tai s-elementai ir jų sekantys elektronai išsidėstę 3-o lygio s-polygyje.Tada yra šeši 3-o periodo elementai:aliuminis Al,silicis Si,fosforas P,siera S,chloras C1,argonas Ar. Pagal šių elementų radimą pagrindiniuose III - VI grupių pogrupiuose, sekantys jų elektronai tarp šešių bus išsidėstę 3-iojo lygio p-polygyje - 3-ias periodas baigėsi su inertiniu elementu argonu, bet 3-ioji energija. lygis dar nesibaigė, o trečiajame galimame d polygyje elektronų nėra.
Po to seka 2 pagrindinių I ir II grupių pogrupių IV periodo elementai: kalis K ir kalcio Ca. Tai vėlgi s elementai. Kiti jų elektronai bus s polygyje, bet jau 4 lygyje. Šiems sekantiems elektronams energetiškai palankiau pradėti pildyti 4 lygmenį toliau nuo branduolio, nei užpildyti 3d polygį. Užrašome: Dešimt šių IV periodo elementų nuo Nr.21 skandiumo Sc iki Nr.30 cinko Zn yra šoniniuose pogrupiuose III - V - VI - VII - VIII - I - II grupėse. Kadangi jie visi yra d-elementai, kiti jų elektronai yra d-polygyje prieš išorinį lygį, ty trečiajame iš branduolio. Užrašome:
Kiti šeši IV periodo elementai: galis Ga, germanis Ge, arsenas As, selenas Se, bromas Br, kriptonas Kr – yra pagrindiniuose III – VIIJ grupių pogrupiuose. Kiti 6 jų elektronai yra išorinio, tai yra, 4-ojo lygio p polygyje: nagrinėjami 3b elementai; ketvirtasis periodas baigiasi inertiniu elementu kriptonu; 3 energijos lygis taip pat baigtas. Tačiau 4 lygyje visiškai užpildyti tik du polygiai: s ir p (iš 4 galimų).
Po to seka 2 pagrindinių I ir II grupių pogrupių 5-ojo periodo elementai: rubidis Nr.37 Rb ir stroncis Nr.38 Sr. Tai yra s šeimos elementai, o kiti jų elektronai yra 5 lygio s polygyje: Paskutiniai 2 elementai - Nr. 39 itris YU Nr. 40 Cirkonis Zr - jau yra šoniniuose pogrupiuose, tai yra, jie priklauso d šeimai. Du sekantys jų elektronai eis į d polygį, prieš išorinį, t.y. Iš 4 lygio Susumavus visus įrašus paeiliui, sudarome cirkonio atomo elektroninę formulę Nr.40 Išvestinę cirkonio atomo elektroninę formulę galima šiek tiek pakeisti, išdėstant polygius jų lygių numeracijos tvarka:
Išvestinė formulė, žinoma, gali būti supaprastinta į elektronų pasiskirstymą tik pagal energijos lygius: Zr - 2 | 8 | 18 | 8 + 2 | 2 (rodyklė rodo kito elektrono įėjimo vietą; valentiniai elektronai pabraukti). Fizinė pogrupių kategorijos prasmė slypi ne tik kito elektrono patekimo į atomo apvalkalą vietos skirtumu, bet ir lygiuose, kuriuose yra valentiniai elektronai. Palyginus supaprastintas elektronines formules, pvz., chloras (3 periodas, pagrindinis VII grupės pogrupis), cirkonis (5 periodas, antrinis IV grupės pogrupis) ir uranas (7 periodas, lantanoidų-aktinoidų pogrupis)
Nr. 17, C1-2 | 8 | 7
№40, Zr - 2 | 8 | 18 | 8+ 2 | 2
№92, U - 2 | 8 | 18 | 32 | 18 + 3 | 8 + 1 | 2
matyti, kad bet kurio pagrindinio pogrupio elementams valentiniai gali būti tik išorinio lygio elektronai (s ir p). Šoninių pogrupių elementai gali turėti išorinio ir iš dalies priešišorinio lygio (s ir d) valentinių elektronų. Lantaniduose ir ypač aktiniduose valentiniai elektronai gali būti trijų lygių: išorinio, prieš išorinį ir prieš išorinį. Paprastai bendras valentinių elektronų skaičius yra lygus grupės skaičiui.
Elementų savybės. Jonizacijos energija. Elektronų afiniteto energija.
Lyginamasis elementų savybių svarstymas atliekamas trimis galimomis periodinės sistemos kryptimis: a) horizontaliai (pagal periodą), b) vertikaliai (pagal pogrupį), c) įstrižaine. Kad būtų supaprastintas samprotavimas, neįtraukiame 1 periodo, nebaigto 7-ojo, taip pat visos VIII grupės. Išliks pagrindinis sistemos lygiagretainis, kurio viršutiniame kairiajame kampe bus litis Li (nr. 3), apatiniame kairiajame kampe - cezis Cs (nr. 55). Viršuje dešinėje - fluoras F (nr. 9), apačioje dešinėje - astatinas At (nr. 85).
kryptys. Horizontalia kryptimi iš kairės į dešinę atomų tūriai palaipsniui mažėja; įvyksta, tai yra dėl padidėjusio branduolio krūvio įtakos elektronų apvalkalui. Išilgai vertikalios krypties iš viršaus į apačią, padidėjus lygių skaičiui, atomų tūriai palaipsniui didėja; įstriža kryptimi – daug mažiau ryškus ir trumpesnis – lieka arti. Tai yra bendri modeliai, iš kurių, kaip visada, yra išimčių.
Pagrindiniuose pogrupiuose, didėjant atomų tūriams, tai yra iš viršaus į apačią, išorinių elektronų pašalinimas tampa lengvesnis, o naujų elektronų prijungimas prie atomų tampa sunkesnis. Elektronų atatranka apibūdina vadinamąjį elementų redukcinį gebėjimą, kuris ypač būdingas metalams. Elektronų prisijungimas apibūdina nemetalams būdingą oksidacinį gebėjimą. Vadinasi, iš viršaus į apačią pagrindiniuose pogrupiuose didėja elementų atomų redukcinis gebėjimas; didėja ir šiuos elementus atitinkančių paprastų kūnų metalinės savybės. Oksidacinis gebėjimas mažėja.
Iš kairės į dešinę pagal periodus pokyčių vaizdas priešingas: mažėja elementų atomų redukcinis gebėjimas, tuo tarpu didėja oksidacinis gebėjimas; didėja šiuos elementus atitinkančios paprastų kūnų nemetalinės savybės.
Įstrižainės kryptimi elementų savybės išlieka daugiau ar mažiau artimos. Panagrinėkime šią kryptį pavyzdžiu: berilio-aliuminio 
Nuo berilio Be iki aliuminio Al galima eiti tiesiai išilgai įstrižainės Be → A1 arba per borą B, tai yra išilgai dviejų kojų Be → B ir B → A1. Nemetalinių savybių stiprėjimas nuo berilio iki boro ir jų susilpnėjimas nuo boro iki aliuminio paaiškina, kodėl įstrižai išsidėstę elementai berilis ir aliuminis turi tam tikrą savybių analogiją, nors ir nepriklauso tam pačiam periodinės sistemos pogrupiui.
Taigi tarp periodinės sistemos elementų atomų sandara ir jų cheminės savybės yra glaudus ryšys.
Bet kurio elemento atomo savybės – paaukoti elektroną ir virsti teigiamai įkrautu jonu – kiekybiškai įvertinamos energijos sąnaudomis, vadinama jonizacijos energija I *. Jis išreiškiamas kcal / g-atomas arba xJ / g-atomas.
Kuo mažesnė ši energija, tuo stipresnis elemento atomas pasižymi redukuojančiomis savybėmis, tuo elementas metališkesnis; kuo daugiau šios energijos, tuo silpnesnės metalinės savybės, tuo labiau elementas pasižymi nemetalinėmis savybėmis. Bet kurio elemento atomo savybė priimti elektroną ir transformuotis į neigiamo krūvio joną įvertinama pagal išsiskiriančios energijos kiekį, kuris vadinamas energingesniu už elektrono giminingumą E; jis taip pat išreiškiamas kcal / g-atomas arba kJ / g-atomas.
Elektronų giminingumas gali būti elemento gebėjimo turėti nemetalinių savybių matas. Kuo ši energija didesnė, tuo elementas nemetališkesnis, ir, atvirkščiai, kuo mažesnė energija, tuo elementas metališkesnis.
Dažnai elementų savybėms apibūdinti naudojama reikšmė, kuri vadinama elektronegatyvumas.
Tai: parodo jonizacijos energijos ir afiniteto elektronui energijos reikšmių aritmetinę sumą
Konstanta yra elementų nemetališkumo matas. Kuo jis didesnis, tuo stipresnis elementas pasižymi nemetalinėmis savybėmis.
Reikėtų nepamiršti, kad visi elementai iš esmės yra dvejopi. Elementų skirstymas į metalus ir nemetalus tam tikru mastu yra savavališkas, nes gamtoje nėra aštrių briaunų. Stiprėjant elemento metalinėms savybėms, susilpnėja jo nemetaglinės savybės ir atvirkščiai. „Metališkiausias“ iš elementų – francis Fr – gali būti laikomas mažiausiai nemetaliniu, „nemetališkiausias“ – fluoras F – gali būti laikomas mažiausiai metaliniu.
Susumavus apskaičiuotų energijų vertes - jonizacijos energiją ir elektronų giminingumo energiją - gauname: ceziui vertė yra 90 kcal / g-a., ličiui 128 kcal / g-a., fluorui = 510 kcal / g-a. (vertė taip pat išreiškiama kJ / g-a.). Tai yra absoliučios elektronegatyvumo vertės. Paprastumo dėlei naudojamos santykinės elektronegatyvumo reikšmės, imant ličio (128) elektronegatyvumą kaip vienetą. Tada fluorui (F) gauname:
Ceziui (Cs) santykinis elektronegatyvumas bus toks
Pagrindinių pogrupių elementų elektronegatyvumo pokyčių grafike
I-VII grupės. lyginami I-VII grupių pagrindinių pogrupių elementų elektronegatyvumai. Pateikti duomenys rodo tikrąją vandenilio padėtį 1 periode; nevienodas elementų metališkumo padidėjimas, iš viršaus į apačią įvairiuose pogrupiuose; tam tikras elementų panašumas: vandenilis – fosforas – telūras (= 2,1), berilis ir aliuminis (= 1,5) ir daugybė kitų elementų. Kaip matyti iš aukščiau pateiktų palyginimų, naudojant elektronegatyvumo reikšmes, galima apytiksliai palyginti tarpusavyje, net skirtingų pogrupių elementus ir skirtingus laikotarpius.
I-VII grupių pagrindinių pogrupių elektroneigiamų elementų pokyčių grafikas.
Periodinis dėsnis ir periodinė elementų lentelė turi didelę filosofinę, mokslinę ir metodologinę reikšmę. Jie yra: priemonė pažinti mus supantį pasaulį. Periodinis dėsnis atskleidžia ir atspindi dialektinę-materialistinę gamtos esmę. Periodinė, dėsninė ir periodinė elementų sistema su visais įtikinamais mus supančio pasaulio vienybės ir materialumo įrodymais. Jie geriausiai patvirtina pagrindinių marksistinio dialektinio pažinimo metodo bruožų pagrįstumą: a) objektų ir reiškinių tarpusavio ryšį ir priklausomybę, b) judėjimo ir vystymosi tęstinumą, c) kiekybinių pokyčių perėjimą į kokybinius. , d) priešybių kova ir vienybė.
Didelis mokslinę reikšmę Periodinis dėsnis yra tas, kad jis padeda kūrybiniams atradimams chemijos, fizikos, mineralogijos, geologijos, technikos ir kitų mokslų srityse. Iki periodinio dėsnio atradimo chemija buvo išsklaidytos faktinės informacijos sankaupa, neturinti vidinio ryšio; dabar visa tai buvo sujungta į vieną darnią sistemą. Remiantis periodiniu dėsniu ir periodine elementų lentele, buvo padaryta daug atradimų chemijos ir fizikos srityse. Periodinis įstatymas atvėrė kelią žinioms vidinė struktūra atomas ir jo branduolys. Jis praturtintas naujais atradimais ir patvirtinamas kaip nepajudinamas, objektyvus gamtos dėsnis. Didelė periodinio dėsnio ir periodinės elementų sistemos metodologinė ir metodinė reikšmė slypi tame, kad studijuojant chemiją jie leidžia ugdyti dialektinę-materialistinę studento pasaulėžiūrą ir palengvina chemijos kurso įsisavinimą: Chemijos studijos turėtų būti grindžiamos ne atskirų elementų ir jų junginių savybių įsiminimu, o spręsti apie paprastų ir sudėtingų medžiagų savybes, remiantis periodinio dėsnio ir periodinės elementų sistemos dėsniais.
