Davr va uning jismoniy ma'nosi. D.I.Mendeleyevning davriy qonuni. Elementlarning munosabati. Kimyoviy davriylikning fizik ma'nosi
Atom massalarining ortib borayotgan qiymatlari qatorida joylashgan elementlarning xususiyatlarini o'rganib chiqib, buyuk rus olimi D.I. Mendeleyev 1869 yilda davriylik qonunini ishlab chiqdi:
elementlarning xossalari, shuning uchun ular tomonidan hosil qilingan oddiy va murakkab jismlarning xossalari davriy ravishda elementlarning atom og'irliklarining qiymatiga bog'liq.
Mendeleyev davriy qonunining zamonaviy formulasi:
Kimyoviy elementlarning xossalari, shuningdek elementlar birikmalarining shakllari va xossalari davriy ravishda ularning yadrolarining zaryadiga bog'liq.
Yadrodagi protonlar soni yadro musbat zaryadining kattaligini va shunga mos ravishda davriy sistemadagi elementning tartib raqami Z ni belgilaydi. Proton va neytronlarning umumiy soni deyiladi massa raqami A, u taxminan yadro massasining qiymatiga teng. Shuning uchun neytronlar soni (N) yadroda quyidagi formula bo'yicha topish mumkin:
N = A - Z.
Elektron konfiguratsiya- kimyoviy element atomlarining turli elektron qavatlarida elektronlarning joylashishi formulasi
Yoki molekulalar.
17. Atomlardagi energiya sathlari va orbitallarning kvant raqamlari va to'ldirish tartibi. Klechkovskiy qoidalari
Elektronlarning atom qobig'idagi energiya darajalari va pastki darajalari bo'yicha taqsimlanish tartibi uning elektron konfiguratsiyasi deb ataladi. Atomdagi har bir elektronning holati to'rtta kvant soni bilan aniqlanadi:
1. Bosh kvant soni n atomdagi elektronning energiyasini eng katta darajada tavsiflaydi. n = 1, 2, 3… .. Elektron atom yadrosiga eng yaqin bo'lgan holda n = 1 da eng kichik energiyaga ega.
2. Orbital (garov, azimutal) kvant soni l elektron bulutning shaklini va kichik darajada uning energiyasini aniqlaydi. Asosiy kvant soni n ning har bir qiymati uchun orbital kvant soni nolga va bir qator butun qiymatlarni qabul qilishi mumkin: l = 0 ... (n-1)
l ning turli qiymatlari bilan tavsiflangan elektronning holatlari odatda atomdagi elektronning energiya pastki darajalari deb ataladi. Har bir pastki daraja ma'lum bir harf bilan belgilanadi, u elektron bulutning (orbital) ma'lum bir shakliga mos keladi.
3. Magnit kvant soni m l elektron bulutning kosmosdagi mumkin bo'lgan yo'nalishlarini aniqlaydi. Bunday yo'nalishlar soni magnit kvant soni olishi mumkin bo'lgan qiymatlar soni bilan belgilanadi:
m l = -l, ... 0, ... + l
Muayyan l uchun bunday qiymatlar soni: 2l + 1
Shunga ko'ra: s-elektronlar uchun: 2 · 0 + 1 = 1 (sferik orbital faqat bitta yo'nalishda yo'naltirilishi mumkin);
4. Spin kvant soni m s o elektronning o'z harakat momentining mavjudligini aks ettiradi.
Spin kvant soni faqat ikkita qiymatga ega bo'lishi mumkin: m s = +1/2 yoki –1/2
Ko'p elektronli atomlarda elektronlarning tarqalishi uchta tamoyilga muvofiq amalga oshiriladi:
Pauli printsipi
Atomda to'rtta kvant sonining bir xil to'plamiga ega bo'lgan elektronlar bo'lishi mumkin emas.
2. Hund qoidasi(tramvay qoidasi)
Atomning eng barqaror holatida elektronlar elektron pastki sathda joylashganki, ularning umumiy spini maksimal bo'ladi. Bu toʻxtab qolgan boʻsh tramvayda qoʻshaloq oʻrindiqlarni toʻldirish tartibiga oʻxshaydi - birinchi navbatda, bir-biriga notanish odamlar qoʻshaloq oʻrindiqlarga (va elektronlar orbitalda) birma-bir oʻtirishadi va faqat qoʻshaloq boʻsh qolganda. o'rindiqlar ikkitadan tugaydi.
Minimal energiya printsipi (V.M.Klechkovskiy qoidalari, 1954)
1) Atom yadrosi zaryadining ortishi bilan elektron orbitallarning ketma-ket to'ldirilishi asosiy va orbital kvint raqamlari yig'indisining qiymati pastroq bo'lgan orbitallardan (n + l) shu summaning katta qiymatiga ega bo'lgan orbitallarga sodir bo'ladi. .
2) Yig'indining bir xil qiymatlari uchun (n + l) orbitallarni to'ldirish asosiy kvant sonining qiymatini oshirish yo'nalishi bo'yicha ketma-ket sodir bo'ladi.
18. Kimyoviy bog'lanishni modellashtirish usullari: valentlik bog'lanish usuli va molekulyar orbital usul.
Valentlik bog'lanish usuli
Eng oddiyi 1916 yilda amerikalik fizik va kimyogari Lyuis tomonidan taklif qilingan valentlik bog'lanish usuli (BC).
Valentlik bog'lanish usuli ikki atom yadrolarining bir yoki bir nechta umumiy elektron juftlariga tortilishi natijasida kimyoviy bog'lanishni ko'rib chiqadi. Ikki atom o'rtasida lokalizatsiya qilingan bunday ikki elektronli va ikki markazli bog'lanish kovalent deb ataladi.
Aslida, kovalent bog'lanishning ikkita mexanizmi mumkin:
1. Ikki atom elektronlarining spinlari qarama-qarshi yo'nalganligi sharti bilan juftlanishi;
2. Donor-akseptor o'zaro ta'siri, bunda atomlardan birining (donorning) tayyor elektron juftligi boshqa atomning (akseptorning) energetik jihatdan qulay erkin orbitali ishtirokida keng tarqalgan bo'ladi.
Kimyoning birinchi darslaridan boshlab siz DI Mendeleyev jadvalidan foydalangansiz. Bu bizni tevarak-atrofimizdagi olam moddalarini tashkil etuvchi barcha kimyoviy elementlarning o‘zaro bog‘langanligini va umumiy qonuniyatlarga bo‘ysunishini, ya’ni ular bir butunlikni – kimyoviy elementlar tizimini ifodalashini yaqqol ko‘rsatib beradi. Shuning uchun hozirgi zamon fanida D.I.Mendeleyev jadvali kimyoviy elementlarning davriy sistemasi deb ataladi.
Nima uchun “davriylik”, siz ham tushunasiz, chunki atomlar, kimyoviy elementlardan hosil bo'lgan oddiy va murakkab moddalar xossalarining o'zgarishidagi umumiy qonuniyatlar bu tizimda ma'lum vaqt oralig'ida - davrlarda takrorlanadi. 1-jadvalda ko'rsatilgan ushbu naqshlarning ba'zilari sizga allaqachon ma'lum.
Shunday qilib, dunyoda mavjud bo'lgan barcha kimyoviy elementlar tabiatda ob'ektiv ravishda ishlaydigan yagona davriy qonunga bo'ysunadi, uning grafik tasviri elementlarning davriy jadvalidir. Bu qonun va tizim buyuk rus kimyogari D.I.Mendeleyev nomi bilan atalgan.
D.I.Mendeleyev Davriy qonunni kashf qilishga kimyoviy elementlarning xossalari va nisbiy atom massalarini solishtirish yo‘li bilan keldi. Buning uchun D.I.Mendeleyev kartochkaga har bir kimyoviy element uchun: elementning belgisini, nisbiy atom massasining qiymatini (D.I.Mendeleyev davrida bu qiymat atom og‘irligi deb atalgan), formulalari va tabiatini yozgan. yuqori oksid va gidroksid. U oʻsha davrga maʼlum boʻlgan 63 ta kimyoviy elementni nisbiy atom massalarining oʻsish tartibida bir zanjirga joylashtirgan (1-rasm) va bu elementlar toʻplamini tahlil qilib, undagi maʼlum qonuniyatlarni topishga harakat qilgan. Kuchli ijodiy mehnat natijasida u bu zanjirda intervallar - elementlar va ular hosil qilgan moddalarning xossalari xuddi shunday o'zgarib turadigan davrlar mavjudligini aniqladi (2-rasm).
Guruch. 1.
Elementlarning nisbiy atom massalarini oshirish tartibida joylashtirilgan kartalari
Guruch. 2.
Elementlar va ular hosil qilgan moddalarning xususiyatlarining davriy o'zgarishi tartibida joylashtirilgan elementlar kartalari
Laboratoriya tajribasi No 2
D. I. Mendeleyev davriy sistemasining qurilishini modellashtirish
| D. I. Mendeleyevning davriy sistemasini qurishga taqlid qiling. Buning uchun seriya raqamlari 1 dan 20 gacha bo'lgan elementlar uchun 6 x 10 sm o'lchamdagi 20 ta kartani tayyorlang. Har bir kartada element haqida quyidagi ma'lumotlarni ko'rsating: kimyoviy belgisi, nomi, nisbiy atom massasi, yuqori oksid, gidroksid formulasi (qavslar ichida ularning tabiatini ko'rsatadi - asosiy, kislotali yoki amfoter), uchuvchi vodorod birikmasining formulasi (metall bo'lmaganlar uchun). Kartochkalarni aralashtiramiz, so'ngra ularni elementlarning nisbiy atom massalari bo'yicha o'sish tartibida bir qatorga joylashtiring. 1 dan 18 gacha o'xshash elementlarni bir-birining ostiga qo'ying: litiy ustidan vodorod va natriy ostida kaliy, mos ravishda magniy ostida kaltsiy, neon ostida geliy. Siz aniqlagan namunani qonun shaklida shakllantiring. Argon va kaliyning nisbiy atom massalari va elementlarning umumiy xossalari nuqtai nazaridan ularning joylashuvi o'rtasidagi tafovutga e'tibor bering. Ushbu hodisaning sababini tushuntiring. |
Keling, zamonaviy atamalardan foydalangan holda, davrlar ichida namoyon bo'ladigan xususiyatlarning muntazam o'zgarishlarini yana bir bor sanab o'tamiz:
- metall xususiyatlari zaiflashadi;
- metall bo'lmagan xususiyatlar yaxshilanadi;
- yuqori oksidlarda elementlarning oksidlanish darajasi +1 dan +8 gacha oshadi;
- uchuvchi vodorod birikmalarida elementlarning oksidlanish darajasi -4 dan -1 gacha oshadi;
- asosiydan amfotergacha bo'lgan oksidlar kislotali bilan almashtiriladi;
- gidroksidlardan amfoter gidroksidlar orqali kislorod o'z ichiga olgan kislotalar bilan almashtiriladi.
Ushbu kuzatishlar asosida 1869 yilda D.I.Mendeleev shunday xulosaga keldi - u Davriy qonunni ishlab chiqdi, u zamonaviy atamalardan foydalangan holda shunday eshitiladi:
Kimyoviy elementlarni nisbiy atom massalari asosida tizimlashtirgan D.I.Mendeleyev elementlarning xossalariga va ular hosil qilgan moddalarga ham katta e’tibor berdi, xossalari o‘xshash elementlarni vertikal ustunlar – guruhlarga taqsimladi. Ba'zan, u aniqlagan naqshni buzgan holda, u nisbiy atom massalarining qiymati pastroq bo'lgan elementlarning oldiga og'irroq elementlarni qo'yadi. Masalan, u stolidagi nikel oldiga kobaltni, yod oldiga tellurni, inert (olijanob) gazlar topilganda esa kaliy oldiga argonni yozgan. D.I.Mendeleyev bunday tartibga solishni zarur deb hisobladi, chunki aks holda bu elementlar xossalari bo‘yicha ularga o‘xshamaydigan elementlar guruhlariga kiradi. Shunday qilib, xususan, ishqoriy metall kaliy inert gazlar guruhiga, inert gaz argon esa ishqoriy metallar guruhiga kiradi.
D.I.Mendeleyev bu istisnolarni umumiy qoidaga, shuningdek, elementlar va ular hosil qilgan moddalar xossalarining o‘zgarishining davriyligi sababini tushuntirib bera olmadi. Biroq, u bu sabab atomning murakkab tuzilishida ekanligini oldindan bilgan. Aynan D.I.Mendeleyevning ilmiy sezgisi unga kimyoviy elementlar tizimini ularning nisbiy atom massalarini oshirish tartibida emas, balki atom yadrolarining zaryadlarini oshirish tartibida qurish imkonini berdi. Elementlarning xossalari ularning atom yadrolarining zaryadlari bilan aniq belgilanishi, siz o'tgan yili uchrashgan izotoplarning mavjudligi bilan aniq ko'rsatilgan (u nima ekanligini eslang, sizga ma'lum bo'lgan izotoplarga misollar keltiring).
Atomning tuzilishi haqidagi zamonaviy g'oyalarga muvofiq, kimyoviy elementlarni tasniflash uchun ularning atom yadrolarining zaryadlari asos bo'lib, Davriy qonunning zamonaviy formulasi quyidagicha:
Elementlar va ularning birikmalari xossalarining o'zgarishining davriyligi ularning atomlarining tashqi energiya darajalari strukturasida davriy takrorlanishi bilan izohlanadi. Bu davriy jadvalda qabul qilingan ramziylikni aks ettiruvchi energiya darajalari, ularda joylashgan elektronlarning umumiy soni va tashqi darajadagi elektronlar soni, ya'ni ular elementning tartib raqamining jismoniy ma'nosini ochib beradi. , davr raqami va guruh soni (u nimadan iborat?).
Atomning tuzilishi elementlarning metall va metall bo'lmagan xossalarining davrlar va guruhlardagi o'zgarishi sabablarini ham tushuntiradi.
Binobarin, davriy qonun va D.I.ning davriy tizimi.
Davriy qonun va D.I davriy jadvalining bu ikki eng muhim ma'nosi. Davriy sistemani yaratish bosqichidayoq D.I.Mendeleyev elementlarning o‘sha davrda hali ma’lum bo‘lmagan xossalari haqida bir qancha bashoratlarni aytdi va ularni ochish yo‘llarini ko‘rsatdi. O'zi yaratgan jadvalda D.I.Mendeleyev bu elementlar uchun bo'sh katakchalarni qoldirgan (3-rasm).
Guruch. 3.
D.I.Mendeleyev tomonidan taklif qilingan elementlarning davriy tizimi
Davriy qonunning bashorat qilish kuchining yorqin misollari elementlarning keyingi kashfiyotlari bo'ldi: 1875 yilda frantsuz Lekok de Boisabaudran besh yil oldin D. I. Mendeleev tomonidan bashorat qilingan galyumni "ekaalyuminiy" (eka - keyingi) deb nomlangan element sifatida kashf etdi; 1879 yilda shved L.Nilson D.I.Mendeleyevga ko‘ra “ekabor” ochgan; 1886 yilda nemis K.Vinkler tomonidan – D.I.Mendeleyev bo‘yicha “ekasilitsiy” (D.I.Mendeleyev jadvali bo‘yicha bu elementlarning zamonaviy nomlarini aniqlang). D.I.Mendeleyev o‘z bashoratlarida qanchalik to‘g‘ri bo‘lganligi 2-jadvaldagi ma’lumotlarda ko‘rsatilgan.
jadval 2
Germaniyning bashorat qilingan va eksperimental ravishda kashf etilgan xususiyatlari
|
1871 yilda D.I.Mendeleyev tomonidan bashorat qilingan |
1886 yilda K.Vinkler tomonidan asos solingan. |
|
Nisbiy atom massasi 72 ga yaqin |
Nisbiy atom massasi 72,6 |
|
Kulrang refrakter metall |
Kulrang refrakter metall |
|
Metallning zichligi taxminan 5,5 g / sm 3 ni tashkil qiladi |
Metallning zichligi 5,35 g / sm 3 |
|
E0 2 oksidi formulasi |
Oksid formulasi Ge0 2 |
|
Oksidning zichligi taxminan 4,7 g / sm 3 ni tashkil qiladi |
Oksidning zichligi 4,7 g / sm 3 ni tashkil qiladi |
|
Oksid osongina metallga aylanadi. |
Ge0 2 oksidi vodorod oqimida qizdirilganda metallga qaytariladi |
|
Xlorid ES1 4 qaynash nuqtasi taxminan 90 ° C va zichligi taxminan 1,9 g / sm 3 bo'lgan suyuqlik bo'lishi kerak. |
Germaniy (IV) xlorid GeCl 4 - qaynash nuqtasi 83 ° C va zichligi 1,887 g / sm 3 bo'lgan suyuqlikdir. |
Yangi elementlarning kashfiyotchilari rus olimining kashfiyotini yuqori baholadilar: “Elementlarning davriyligi haqidagi ta’limotning to‘g‘riligiga hali faraziy ekasilitiyaning kashf etilishidan ko‘ra aniqroq dalil bo‘lishi mumkin emas; Bu, albatta, jasur nazariyaning oddiy tasdig'idan ko'proq narsa - bu ko'rishning kimyoviy maydonining ajoyib kengayishini, bilim sohasidagi ulkan qadamni anglatadi "(K. Vinkler).
101-raqamli elementni kashf etgan amerikalik olimlar unga “Mendelev” nomini buyuk rus kimyogari Dmitriy Mendeleyevning xizmatlarini e’tirof etib, birinchi bo‘lib elementlar davriy sistemasidan o‘sha paytda ochilmagan elementlarning xususiyatlarini bashorat qilgan.
Siz 8-sinfda tanishgansiz va bu yil davriy jadval shaklidan foydalanasiz, bu qisqa davr deb ataladi. Biroq, ixtisoslashtirilgan sinflarda va oliy o'quv yurtlarida asosan boshqa shakl qo'llaniladi - uzoq muddatli versiya. Ularni solishtiring. Davriy jadvalning bu ikki ko'rinishida umumiy va nimasi bilan farq qiladi?
Yangi so'zlar va tushunchalar
- D.I.Mendeleyevning davriy qonuni.
- D.I.Mendeleyevning Kimyoviy elementlarning davriy tizimi davriy qonunning grafik ko‘rinishidir.
- Element raqami, davr raqami va guruh raqamining jismoniy ma'nosi.
- Davr va guruhlarda elementlar xossalarining o'zgarishi qonuniyatlari.
- D.I.Mendeleyevning davriy qonuni va kimyoviy elementlarning davriy sistemasining ahamiyati.
O'z-o'zini o'rganish uchun topshiriqlar
- D.I.Mendeleyevning davriy qonuni tabiatning boshqa qonunlari kabi tushuntirish, umumlashtiruvchi va bashorat qilish vazifasini bajarishini isbotlang. Kimyo, fizika va biologiya kurslaridan bilgan boshqa qonunlarda bu funksiyalarni tasvirlash uchun misollar keltiring.
- Atom elektronlari sonlar qatoriga ko'ra sathlarda joylashgan kimyoviy elementni ayting: 2, 5. Bu element qanday oddiy moddani hosil qiladi? Uning vodorod birikmasining formulasi qanday va u qanday ataladi? Bu elementning eng yuqori oksidi formulasi qanday, tabiati qanday? Ushbu oksidning xossalarini xarakterlovchi reaksiya tenglamalarini yozing.
- Ilgari berilliy III guruh elementi sifatida tasniflangan va uning nisbiy atom massasi 13,5 deb hisoblangan. Nima uchun D.I.Mendeleyev uni II guruhga o‘tkazdi va berilliyning atom massasini 13,5 dan 9 gacha tuzatdi?
- Kimyoviy element hosil qilgan oddiy moddaning atomida elektronlar energiya sathlari boʻyicha qator raqamlarga koʻra taqsimlangan: 2, 8, 8, 2 va 7-sonli elementlar hosil qilgan oddiy moddalar oʻrtasidagi reaksiyalar tenglamalarini yozing. va davriy jadvaldagi 8-o'rin. Reaksiya maxsulotlaridagi kimyoviy bog’lanish turi qanday? Boshlang'ich oddiy moddalar va ularning o'zaro ta'sir mahsulotlarining kristall tuzilishi qanday?
- Quyidagi elementlarni metall xossalarini mustahkamlash tartibida joylashtiring: As, Sb, N, P, Bi. Olingan qatorni shu elementlar atomlarining tuzilishidan kelib chiqib asoslang.
- Quyidagi elementlarni metall bo'lmagan xususiyatlarni oshirish tartibida joylashtiring: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Olingan qatorni shu elementlar atomlarining tuzilishidan kelib chiqib asoslang.
- Formulalari: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7 boʻlgan oksidlarning kislotalik xossalarini zaiflashuv tartibida joylashtiring. Olingan qatorni asoslang. Ushbu oksidlarga mos keladigan gidroksidlarning formulalarini yozing. Siz taklif qilgan diapazonda ularning kislotali xarakteri qanday o'zgaradi?
- Bor, berilliy va litiy oksidlarining formulalarini yozing va ularni asosiy xossalari bo‘yicha o‘sish tartibida joylashtiring. Ushbu oksidlarga mos keladigan gidroksidlarning formulalarini yozing. Ularning kimyoviy tabiati qanday?
- Izotoplar nima? Davriy qonunning shakllanishiga izotoplarning ochilishi qanday yordam berdi?
- Nima uchun D.I.ning davriy sistemasidagi elementlarning atom yadrolarining zaryadlari.
- Davriy qonunning uchta formulasini keltiring, unda kimyoviy elementlarni sistemalashtirish uchun nisbiy atom massasi, atom yadrosining zaryadi va atomning elektron qobig'idagi tashqi energiya darajalarining tuzilishi asos qilib olinadi.
IV - VII - katta davrlar beri ikki qator (juft va toq) elementlardan iborat.
Odatda metallar katta davrlarning teng qatorlarida joylashgan. Toq qator metalldan boshlanadi, keyin metall xossalari zaiflashadi va metall bo'lmagan xususiyatlar kuchayadi, davr inert gaz bilan tugaydi.
Guruh kimyoning vertikal qatoridir. kimyo bilan birlashtirilgan elementlar. xususiyatlari.
Guruh
asosiy kichik guruh kichik kichik guruh
Asosiy kichik guruh kichik guruhni o'z ichiga oladi
faqat katta davrlarning kichik va katta elementlarining elementlari.
davrlar.
H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Cu, Ag, Au
kichik katta katta
Xuddi shu guruhga birlashtirilgan elementlar uchun quyidagi naqshlar xarakterlidir:
1. Kislorod bilan birikmalardagi elementlarning eng yuqori valentligi(ba'zi istisnolar bilan) guruh raqamiga mos keladi.
Yon kichik guruhlarning elementlari boshqa yuqori valentliklarni ham ko'rsatishi mumkin. Masalan, Cu - ikkilamchi kichik guruhning I guruhining elementi - oksidi Cu 2 O hosil qiladi. Biroq, eng keng tarqalgan birikmalar ikki valentli mis birikmalaridir.
2. Asosiy kichik guruhlarda(yuqoridan pastga) atom massalarining ortishi bilan elementlarning metall xossalari ortadi va metall bo'lmagan xossalari zaiflashadi.
Atomning tuzilishi.
Uzoq vaqt davomida fanda atomlar bo'linmaydi, degan fikr hukmron edi, ya'ni. oddiyroq komponentlarni o'z ichiga olmaydi.
Biroq, 19-asrning oxirida atomlarning murakkab tarkibi va ularning o'zaro konvertatsiya qilish imkoniyatidan dalolat beruvchi bir qator faktlar aniqlandi.
Atomlar kichikroq strukturaviy birliklardan tuzilgan murakkab tuzilmalardir.
|
|
ē - elektron - yadrodan tashqarida
Kimyo uchun atomning elektron qobig'ining tuzilishi katta qiziqish uyg'otadi. ostida elektron qobiq atomdagi barcha elektronlarning umumiyligini tushuning. Atomdagi elektronlar soni protonlar soniga teng, ya'ni. elementning tartib raqami, chunki atom elektr neytraldir.
Elektronning eng muhim xususiyati uning atom bilan bog'lanish energiyasidir. Yaqin energiyaga ega bo'lgan elektronlar yagona hosil qiladi elektron qatlam.
Har bir kimyo. davriy jadvaldagi element raqamlangan.
Har bir element oladigan raqam chaqiriladi ishlab chiqarish raqami.
Seriya raqamining jismoniy ma'nosi:
1. Elementning tartib raqami qancha bo'lsa, atom yadrosining zaryadi ham shunday.
2. Yadro atrofida bir xil miqdordagi elektronlar aylanadi.
Z = p + Z - elementning tartib raqami
n 0 = A - Z
n 0 = A - p + A - elementning atom massasi
n 0 = A - ē
Masalan, Li.
Davr raqamining jismoniy ma'nosi.
Element qaysi davrda joylashgan bo'lsa, u shunchalik ko'p elektron qobiqlarga (qatlamlarga) ega bo'ladi.
| |
+2 emas | |
| |
Bitta elektron qavatdagi elektronlarning maksimal sonini aniqlash.
Variant 1
A1. Mendeleyev jadvalining guruh raqamining fizik ma’nosi nima?
2.Bu atom yadrosining zaryadidir
4. Bu yadrodagi neytronlar soni
A2. Energiya darajalari soni qancha?
1. Seriya raqami
2. Davr raqami
3. Guruh raqami
4. Elektronlar soni
A3.
2. Bu atomdagi energiya darajalarining soni
3. Bu atomdagi elektronlar soni
A4. Fosfor atomidagi tashqi energiya darajasidagi elektronlar sonini ko'rsating:
1,7 elektron
2,5 elektron
3,2 elektron
4,3 elektron
A5. Gidrid formulalari qaysi qatorda joylashgan?
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. YO‘Q, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O
A 6. Qaysi birikmada azotning oksidlanish darajasi +1 ga teng?
1. N 2 O 3
2. YO'Q
3. N 2 O 5
4. N 2 O
A7. Marganets (II) oksidiga qaysi birikma mos keladi:
1. MnO 2
2. Mn 2 O 7
3. MnCl 2
4. MnO
A8. Qaysi qatorda faqat oddiy moddalar joylashgan?
1. Kislorod va ozon
2. Oltingugurt va suv
3. Uglerod va bronza
4. Shakar va tuz
A9. Elementning atomida 44 ta elektron borligini aniqlang:
1.kobalt
2.tin
3.ruteniy
4.niobiy
A10. Atom kristall panjarasi nimaga ega?
1.yod
2.Germaniy
3.ozon
4.oq fosfor
IN 1. Xat yozishni o'rnatish
Atomning tashqi energiya darajasidagi elektronlar soni
Kimyoviy element belgisi
A. 3
B. 1
AT 6
G. 4
1) S 6) C
2) Fr 7) U
3) Mg 8) Ga
4) Al 9) Te
5) Si 10) K
IN 2. Xat yozishni o'rnatish
Moddaning nomi
Moddaning formulasi
A. Oksidoltingugurt(Vi)
B. Natriy gidrid
B. Natriy gidroksid
G. Temir (II) xlorid
1) SO 2
2) FeCl 2
3) FeCl 3
4) NaH
5) SO 3
6) NaOH
Variant 2
A1. Mendeleyev jadvalining davr raqamining fizik ma’nosi nima?
1.Bu atomdagi energiya darajalarining soni
2.Bu atom yadrosining zaryadidir
3.Bu atomning tashqi energiya darajasidagi elektronlar soni.
4. Bu yadrodagi neytronlar soni
A2. Atomdagi elektronlar soni qancha?
1. Seriya raqami
2. Davr raqami
3. Guruh raqami
4. Neytronlar soni
A3. Kimyoviy elementning seriya raqamining fizik ma'nosi nima?
1. Bu yadrodagi neytronlar soni
2. Bu atom yadrosining zaryadidir
3. Bu atomdagi energiya darajalarining soni
4. Bu atomning tashqi energiya darajasidagi elektronlar soni
A4. Kremniy atomidagi tashqi energiya darajasidagi elektronlar sonini ko'rsating:
1,14 elektron
2,4 elektron
3,2 elektron
4,3 elektron
A5. Oksid formulalari qaysi qatorda joylashgan?
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. YO‘Q, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O
A 6. Qaysi birikmada xlorning oksidlanish darajasi -1 ga teng?
1. Cl 2 O 7
2. HClO
3. HCl
4. Cl 2 O 3
A7. Qaysi birikma azot oksidiga mos keladi (III):
1. N 2 O
2. N 2 O 3
3. YO'Q
4. H 3 N
A8. Oddiy va murakkab moddalar qaysi qatorda joylashgan?
1. Olmos va ozon
2. Oltin va karbonat angidrid
3. Suv va sulfat kislota
4. Shakar va tuz
A9. Elementning atomida 56 ta proton borligini aniqlang:
1.temir
2.tin
3.bariy
4.marganets
A10. Molekulyar kristall panjara nimaga ega?
olmos
kremniy
rinstone
bor
IN 1. Xat yozishni o'rnatish
Atomdagi energiya darajalari soni
Kimyoviy element belgisi
A. 5
B. 7
V. 3
G. 2
1) S 6) C
2) Fr 7) U
3) Mg 8) Ga
4) B 9) Te
5) Sn 10) Rf
IN 2. Xat yozishni o'rnatish
Moddaning nomi
Moddaning formulasi
A. Uglerod gidrid (IV)
B. Kaltsiy oksidi
B. Kaltsiy nitridi
D. Kaltsiy gidroksid
1) H 3 N
2) Ca (OH) 2
3) KOH
4) CaO
5) CH 4
6) Ca 3 N 2
Elementlarning birlamchi moddalar sifatidagi tushunchasi qadim zamonlardan beri paydo bo'lgan va asta-sekin o'zgarib, tozalanib, bizning davrimizga qadar etib kelgan. Kimyoviy elementlar haqidagi ilmiy qarashlarning asoschilari R.Boyl (7-asr), M.V.Lomonosov (18-asr) va Dalton (19-asr).
19-asr boshlariga kelib. 30 ga yaqin element ma'lum edi, 19-asrning o'rtalarida - taxminan 60. Elementlar sonining to'planishi dengizi tufayli ularni tizimlashtirish muammosi paydo bo'ldi. Bunday urinishlar D.I. Mendeleev kamida ellik yoshda edi; tizimlashtirish uchun asos olindi: va atom og'irligi (hozir atom massasi deb ataladi) va kimyoviy ekvivalent va valentlik. Kimyoviy elementlarni metafizik jihatdan tasniflashga yaqinlashib, faqat o'sha paytda ma'lum bo'lgan elementlarni tizimlashtirishga harakat qilib, D.I. Fan uchun muhim bo'lgan bu muammoni 1869 yilda davriy qonunni kashf etgan buyuk rus olimi D.I.Mendeleyev ajoyib tarzda hal qildi.
Mendeleev tizimlashtirish uchun asos qilib oldi: a) atom og'irligi va b) elementlar orasidagi kimyoviy o'xshashlik. Elementlar xossalarining o'xshashligining eng yorqin ifodasi ularning bir xil eng yuqori valentligidir. Elementning atom og‘irligi (atom massasi) ham, eng yuqori valentligi ham tizimlashtirish uchun qulay bo‘lgan miqdoriy, son konstantalardir.
O'sha paytda ma'lum bo'lgan barcha 63 elementni atom massalarining ortib borishi bo'yicha ketma-ket joylashtirgan holda, Mendeleev elementlar xossalarining teng bo'lmagan oraliqlar orqali davriy takrorlanishini payqadi. Natijada Mendeleyev davriy sistemaning birinchi versiyasini yaratdi.
Jadvalning vertikal va gorizontal chiziqlari bo'ylab elementlarning atom massalari o'zgarishining tabiiy tabiati, shuningdek, unda hosil bo'lgan bo'sh bo'shliqlar Mendeleevga tabiatda mavjud bo'lmagan bir qator elementlarning mavjudligini jasorat bilan bashorat qilishga imkon berdi. O'sha paytda fanga ma'lum bo'lgan va hatto jadvaldagi taxminiy pozitsiyalarga asoslanib, ularning atom massalari va asosiy xususiyatlarini belgilab beradi. Buni faqat materiyaning rivojlanish qonunini ob'ektiv aks ettiruvchi tizim asosida amalga oshirish mumkin. D.I.Mendeleyev 1869 yilda davriy qonunning mohiyatini shunday shakllantirdi: «Oddiy jismlarning xossalari, shuningdek elementlar birikmalarining shakllari va xossalari davriy ravishda elementlarning atom og‘irliklari (massalari) qiymatiga bog‘liqdir».
Elementlarning davriy sistemasi.
1871 yilda D. I. Mendeleev davriy jadvalning ikkinchi variantini (jadvalning qisqa shakli deb ataladi) beradi, unda u elementlar orasidagi munosabatlarning turli darajalarini ochib beradi. Tizimning ushbu versiyasi Mendeleyevga 12 ta element mavjudligini bashorat qilish va ulardan uchtasining xususiyatlarini juda yuqori aniqlik bilan tasvirlash imkonini berdi. 1875 yildan 1886 yilgacha bo'lgan davrda. bu uchta element topildi va ularning xususiyatlarining buyuk rus olimi bashorat qilgan narsalarga to'liq mos kelishi aniqlandi. Ushbu elementlar quyidagi nomlarni oldi: skandiy, galliy, germaniy. Shundan so'ng davriy qonun tabiatning ob'ektiv qonuni sifatida umumjahon e'tirofini oldi va hozirda kimyo, fizika va boshqa tabiiy fanlarning asosi hisoblanadi.
Kimyoviy elementlarning davriy tizimi davriy qonunning grafik ifodasidir. Ma'lumki, bir qator qonunlar og'zaki formuladan tashqari, grafik shaklda tasvirlanishi va matematik formulalarda ifodalanishi mumkin. Bu ham davriy qonun; faqat unga xos bo'lgan, quyida muhokama qilinadigan matematik qonunlar hali umumiy formula bilan birlashtirilmagan. Davriy tizimni bilish umumiy kimyo kursini o'rganishni osonlashtiradi.
Zamonaviy davriy jadvalning dizayni, printsipial jihatdan, 1871 yildagi versiyadan unchalik farq qilmaydi. Davriy jadvaldagi elementlarning belgilari vertikal va gorizontal grafiklar bo'ylab joylashtirilgan. Bu elementlarning guruhlarga, kichik guruhlarga, davrlarga birlashishiga olib keladi. Har bir element jadvaldagi ma'lum bir katakchani egallaydi. Vertikal grafiklar guruhlar (va kichik guruhlar), gorizontal grafiklar - nuqtalar (va qatorlar).
Guruh kislorod valentligi bir xil bo'lgan elementlar to'plami deyiladi. Bu eng yuqori valentlik guruh raqami bilan belgilanadi. Metall bo'lmagan elementlar uchun kislorod va vodorod uchun eng yuqori valentliklarning yig'indisi sakkizta bo'lganligi sababli, guruh raqami bo'yicha yuqori vodorod birikmasining formulasini aniqlash oson. Shunday qilib, beshinchi guruh elementi bo'lgan fosfor uchun kislorodning eng yuqori valentligi besh, eng yuqori oksidi formulasi P2O5 va vodorod bilan birikma formulasi PH3. Oltinchi guruh elementi bo'lgan oltingugurt uchun yuqori oksidning formulasi SO3 va vodorod bilan yuqori birikma H2S dir.
Ba'zi elementlar o'z guruhlari soniga teng bo'lmagan yuqori valentlikka ega. Bunday istisnolar mis Cu, kumush Ag, oltin Au. Ular birinchi guruhga kiradi, ammo ularning valentligi birdan uchgacha o'zgaradi. Masalan, birikmalar mavjud: CuO; AgO; Cu2O3; Au2O3. Kislorod oltinchi guruhga kiritilgan, ammo uning valentligi ikkidan yuqori bo'lgan birikmalari deyarli topilmaydi. Ftor P - VII guruh elementi - eng muhim birikmalarida bir valentli; brom Br - VII guruh elementi - maksimal besh valentli. VIII guruhda ayniqsa ko'plab istisnolar mavjud. Unda faqat ikkita element mavjud: ruteniy Ru va osmiy Os sakkizga teng valentlikni namoyish etadi, ularning yuqori oksidlari RuO4 va OsO4 formulalariga ega VIII guruhning boshqa elementlarining valentligi ancha past.
Dastlab Mendeleyev davriy tizimi sakkiz guruhdan iborat edi. XIX asr oxirida. Rus olimi N.A.Morozov tomonidan bashorat qilingan inert elementlar topildi va davriy tizim ketma-ket to'qqizinchi guruh - nol soni bilan to'ldirildi. Endi ko'plab olimlar barcha elementlarni yana 8 guruhga bo'lish uchun qaytish zarur deb hisoblaydilar. Bu tizimni ingichka qiladi; oktet (sakkiz) guruh nuqtai nazaridan ba'zi qoidalar va qonunlar aniqroq bo'ladi.
Guruhning elementlari tomonidan taqsimlanadi kichik guruhlar... Kichik guruh bu guruhning kimyoviy xossalariga ko'ra o'xshash elementlarni birlashtiradi. Bu o'xshashlik elementlar atomlarining elektron qobiqlari tuzilishidagi analogiyaga bog'liq. Davriy jadvalda har bir kichik guruh elementlarining belgilari qat'iy vertikal ravishda joylashtirilgan.
Birinchi yetti guruhda bitta asosiy va bitta ikkinchi darajali kichik guruh mavjud; sakkizinchi guruhda bitta asosiy kichik guruh, "inert" elementlar va uchta ikkinchi darajali elementlar mavjud. Har bir kichik guruhning nomi odatda yuqori element nomi bilan beriladi, masalan: litiy kichik guruhi (Li-Na-K-Rb-Cs-Fr), xrom kichik guruhi (Cr-Mo-W), bir xil elementlar esa kichik guruh kimyoviy analoglar bo'lib, bir guruhning turli kichik guruhlari elementlari ba'zan ularning xususiyatlarida juda keskin farqlanadi. Xuddi shu guruhning asosiy va ikkilamchi kichik guruhlari elementlari uchun umumiy xususiyat, asosan, kislorod uchun faqat bir xil eng yuqori valentlikdir. Shunday qilib, VII guruhning turli kichik guruhlarida joylashgan marganets Mn va xlor C1 kimyoviy jihatdan deyarli hech qanday umumiyliklarga ega emas: marganets - metall, xlor - odatiy metall bo'lmagan. Biroq, ularning yuqori oksidlari va tegishli gidroksidlarining formulalari o'xshash: Mn2O7 - Cl2O7; LMnO4 - NS1O4.
Davriy jadvalda guruhlardan tashqarida joylashgan 14 ta elementdan iborat ikkita gorizontal qator mavjud. Ular odatda stolning pastki qismiga joylashtiriladi. Bu qatorlardan biri lantanidlar deb ataladigan elementlardan (so'zma-so'z: lantanga o'xshash), boshqa qator - aktinidlar elementlaridan (anemonlar kabi) iborat. Aktinid belgilari lantanid belgilari ostida joylashgan. Ushbu tartib har biri 2 ta elementdan iborat 14 ta qisqaroq kichik guruhlarni ochib beradi: bular ikkinchi tomon yoki lantanoid-aktinoid kichik guruhlar.
Barcha aytilganlar asosida quyidagilar mavjud: a) asosiy kichik guruhlar, b) yon kichik guruhlar va c) ikkinchi tomon (lantanoid-aktinoid) kichik guruhlar.
Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi bir asosiy kichik guruhlar o'z elementlari atomlarining tuzilishida ham bir-biridan farq qiladi. Shunga asoslanib, davriy tizimning barcha kichik guruhlarini 4 ga bo'lish mumkin toifalar.
I. I va II guruhlarning asosiy kichik guruhlari (litiy va berilliy kichik guruhlari).
II. Oltita asosiy kichik guruh III - IV - V - VI - VII - VIII guruhlar (bor, uglerod, azot, kislorod, ftor va neon kichik guruhlari).
III. O'nta yon kichik guruhlar (I-VII guruhlarda bitta va VIII guruhda uchta). JFC,
IV. O'n to'rtta lantanoid-aktinoid kichik guruhlari.
Ushbu 4 toifadagi kichik guruhlarning raqamlari arifmetik progressiyani tashkil qiladi: 2-6-10-14.
Shuni ta'kidlash kerakki, har qanday asosiy kichik guruhning yuqori elementi 2-davrda; har qanday ikkilamchi yuqori element - 4-davrda; har qanday lantanoid-aktinoid kichik guruhining yuqori elementi - 6-davrda. Shunday qilib, davriy tizimning har bir yangi juft davri bilan kichik guruhlarning yangi toifalari paydo bo'ladi.
Har bir element, u yoki bu guruh va kichik guruhda bo'lishdan tashqari, etti davrning boshqasida.
Davr - bu elementlarning ketma-ketligi bo'lib, ularning xossalari odatda metalldan odatda metall bo'lmaganga (metalloid) bosqichma-bosqich yaxshilanish tartibida o'zgaradi. Har bir davr inert element bilan tugaydi. Metall xossalarning zaiflashishi bilan metall bo'lmagan xususiyatlar paydo bo'la boshlaydi va elementlarda asta-sekin o'sib boradi; davrlarning o'rtasida, odatda, u yoki bu darajada metall va metall bo'lmagan xususiyatlarni birlashtirgan elementlar mavjud. Ushbu elementlar ko'pincha amfoter deb ataladi.
Davrlarning tarkibi.
Davrlar ularga kiritilgan elementlar soni bo'yicha bir xil emas. Birinchi uchtasi kichik, qolgan to'rttasi katta deyiladi. Shaklda. 8 davrlar tarkibini ko'rsatadi. Har qanday davrdagi elementlar soni 2n2 formula bilan ifodalanadi, bunda n butun sondir. 2 va 3 davrlarda har birida 8 ta element mavjud; 4 va 5 - har biri 18 ta element; 6-32 element; 7 ta, hali tugallanmagan, hozirgacha 18 ta, elementlar, garchi nazariy jihatdan ham 32 ta element bo'lishi kerak.
1 davr asl. U faqat ikkita elementni o'z ichiga oladi: vodorod H va geliy He. Xususiyatlarning metalldan metall bo'lmaganga o'tishi sodir bo'ladi: bu erda bitta tipik amfoter element - vodorod. Ikkinchisi, o'ziga xos metall xususiyatlariga ko'ra, gidroksidi metallar kichik guruhiga va o'ziga xos metall bo'lmagan xususiyatlariga ko'ra galogenlar kichik guruhiga rahbarlik qiladi. Shuning uchun vodorod ko'pincha davriy jadvalda ikki marta - 1 va VII guruhlarga joylashtiriladi.
Davrlarning har xil miqdoriy tarkibi muhim oqibatga olib keladi: kichik davrlarning qo'shni elementlari, masalan, uglerod C va azot N, o'z xususiyatlariga ko'ra bir-biridan nisbatan keskin farq qiladi: uzoq davrlarning qo'shni elementlari, masalan, qo'rg'oshin Pb. va vismut Bi, xossalari jihatidan bir-biriga ancha yaqinroqdir.Doʻstim, chunki katta davrlarda elementlar tabiatining oʻzgarishi kichik sakrashlarda sodir boʻladi. Katta davrlarning ba'zi hududlarida hatto metalllikning shunchalik sekin pasayishi kuzatiladiki, qo'shni elementlar kimyoviy xossalari bo'yicha juda o'xshashdir. Bu, masalan, to'rtinchi davr elementlari triadasi: temir Fe - kobalt Ko - nikel Ni, ko'pincha "temir oilasi" deb ataladi. Gorizontal o'xshashlik (gorizontal analogiya) hatto vertikal o'xshashlikni (vertikal analogiya) bekor qiladi; demak, temir kichik guruhining elementlari - temir, ruteniy, osmiy - "temir oilasi" elementlariga qaraganda kimyoviy jihatdan bir-biriga kamroq o'xshashdir.
Gorizontal analogiyaning eng yorqin misoli lantanoidlardir. Ularning barchasi kimyoviy jihatdan bir-biriga va lantan La ga o'xshaydi. Tabiatda ular shirkatlarda uchraydi, ajratish qiyin, ularning ko‘pchiligining tipik eng yuqori valentligi 3. Lantanidlar o‘ziga xos ichki davriylikka ega: ularning har sakkizinchisi joylashish tartibida ma’lum darajada xossalarini takrorlaydi. va birinchisining valentlik holatlari, ya'ni ortga hisoblash boshlanadiganidan. Shunday qilib, terbium Tb serium Ce ga o'xshaydi; lutetiy Lu - gadoliniyga Gd.
Aktinidlar lantanidlarga o'xshaydi, lekin ularning gorizontal o'xshashligi juda kam darajada namoyon bo'ladi. Ayrim aktinidlarning (masalan, uran U) eng yuqori valentligi oltitaga etadi. Printsipial va ular orasida mumkin bo'lgan ichki davriylik hali tasdiqlanmagan.
Davriy sistemadagi elementlarning joylashishi. Moseley qonuni.
D.I.Mendeleyev elementlarni ma’lum ketma-ketlikda joylashtirgan, ba’zan “Mendeleyev qatori” deb ham ataladi.Umuman olganda, bu ketma-ketlik (raqamlash) elementlarning atom massalarining ortishi bilan bog‘liq.Ammo istisnolar ham mavjud.Ba’zan o‘zgarishlarning mantiqiy yo‘nalishi. valentlikda atom massalarining oʻzgarishi jarayoniga zid keladi Bunday hollarda tizimlashtirishning ushbu ikki asosidan biriga ustunlik berish zarurati tugʻiladi.D.I.Mendeleyev baʼzi hollarda elementlarning joylashish tamoyilini buzgan, lekin atom massalarining ortib borishiga tayangan. elementlar orasidagi kimyoviy analogiya bo'yicha Co, yod I tellur Te dan oldin bo'lsa, u holda bu elementlar o'zlarining xossalari va eng yuqori valentligiga mos kelmaydigan kichik guruhlar va guruhlarga bo'linadi.
1913-yilda ingliz olimi G.Mozili turli elementlar uchun rentgen nurlari spektrlarini oʻrganar ekan, Mendeleyev davriy sistemasidagi elementlar sonini shu nurlarning toʻlqin uzunliklari bilan bogʻlovchi qonuniyatga eʼtibor qaratdi, bu esa maʼlum elementlarning katod bilan nurlanishi natijasida paydo boʻladi. bulutlar. Ushbu nurlarning to'lqin uzunliklarining o'zaro qiymatlarining kvadrat ildizlari mos keladigan elementlarning seriya raqamlari bilan chiziqli bog'liq ekanligi ma'lum bo'ldi. X.Mozili qonuni “Mendeleyev qatori”ning toʻgʻriligini tekshirish imkonini berdi va uning benuqsonligini tasdiqladi.
Masalan, tizimdagi raqamlar bizning ongimizda hech qanday shubha tug'dirmaydigan 20 va 30-sonli elementlarning qiymatlarini bilib olaylik. Ushbu qiymatlar ko'rsatilgan raqamlar bilan chiziqli bog'liqdir. Masalan, kobaltga berilgan raqamning to'g'riligini tekshirish uchun (27) va atom massasiga ko'ra, bu raqam nikelga ega bo'lishi kerak edi, u katod nurlari bilan nurlanadi: natijada rentgen nurlari kobaltdan chiqariladi. kobalt. Ularni mos keladigan diffraktsiya panjaralarida (kristallarda) parchalab, biz bu nurlarning spektrini olamiz va spektral chiziqlardan eng aniqini tanlab, biz ushbu chiziqqa mos keladigan nurning to'lqin uzunligini () o'lchaymiz; keyin biz ordinatadagi qiymatni kechiktiramiz. Hosil bo'lgan A nuqtadan abscissa o'qiga parallel to'g'ri chiziqni u avval aniqlangan to'g'ri chiziq bilan kesishguncha o'tkazing. B kesishuv nuqtasidan abscissa o'qiga perpendikulyar tushiramiz: u bizga 27 ga teng bo'lgan kobalt sonini aniq ko'rsatadi. Shunday qilib, D.I.Mendeleyev elementlarining davriy jadvali - olimning mantiqiy xulosalari mevasi - eksperimental olingan. tasdiqlash.
Davriy qonunning zamonaviy formulasi. Elementning seriya raqamining jismoniy ma'nosi.
G. Mozilining asarlaridan so‘ng elementning atom massasi o‘zining yetakchi rolini asta-sekin yangi, ichki (fizik) ma’nosi bo‘yicha hali aniq bo‘lmagan, lekin aniqrog‘i doimiyga – ordinal yoki hozirgidek bo‘la boshladi. chaqiruv, elementning atom raqami. Bu konstantaning fizik ma'nosi 1920 yilda ingliz olimi D.Chedvikning asarlarida ochib berilgan. D.Chedvik elementning tartib raqami son jihatdan shu element atomi yadrosining musbat zaryadi Z qiymatiga, ya’ni yadrodagi protonlar soniga teng ekanligini D.Chedvik tajriba yo‘li bilan aniqladi. Ma’lum bo‘lishicha, D.I.Mendeleyev hech qanday gumon qilmay, elementlarni ularning atomlari yadrolari zaryadining ortishiga aynan mos keladigan ketma-ketlikda joylashtirgan.
Shu bilan birga, bir elementning atomlari bir-biridan massasi bo'yicha farq qilishi ham aniqlandi; bunday atomlar izotoplar deyiladi. Misol tariqasida atomlarni keltirish mumkin: va. Davriy sistemada bir xil elementning izotoplari bitta hujayrani egallaydi. Izotoplarning kashf etilishi munosabati bilan kimyoviy element tushunchasiga aniqlik kiritildi. Hozirgi vaqtda kimyoviy element yadro zaryadi bir xil - yadrodagi protonlar soni bir xil bo'lgan atomlar turi deb ataladi. Davriy qonun matni ham aniqlab berildi. Qonunning zamonaviy formulasida aytilishicha, elementlar va ularning birikmalarining xossalari davriy ravishda ularning atomlari yadrolarining hajmi va zaryadiga bog'liq.
Atomlarning tashqi elektron qatlamlari tuzilishi, atom hajmlari, ionlanish energiyasi va boshqa xossalari bilan bog'liq elementlarning boshqa xarakteristikalari ham davriy ravishda o'zgarib turadi.
Davriy sistema va elementlar atomlarining elektron qobiqlarining tuzilishi.
Keyinchalik ma'lum bo'ldiki, nafaqat elementning tartib raqami chuqur jismoniy ma'noga ega, balki ilgari ko'rib chiqilgan boshqa tushunchalar ham asta-sekin jismoniy ma'noga ega bo'ladi. Masalan, elementning eng yuqori valentligini ko'rsatadigan guruh raqami, shu bilan kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok eta oladigan element atomining elektronlarining maksimal sonini ochib beradi.
Davr raqami, o'z navbatida, ma'lum bir davr elementi atomining elektron qobig'ida mavjud bo'lgan energiya darajalari soniga bog'liq bo'lib chiqdi.
Shunday qilib, masalan, qalay Sn ning «koordinatalari» (seriya raqami 50, davr 5, IV guruhning asosiy kichik guruhi) qalay atomida 50 ta elektron mavjudligini bildiradi, ular 5 energiya darajasida taqsimlanadi, faqat 4 ta elektron mavjud. valentlik.
Turli toifadagi kichik guruhlardagi elementlarni topishning jismoniy ma'nosi juda muhimdir. Aniqlanishicha, I toifadagi kichik guruhlarda joylashgan elementlar uchun keyingi (oxirgi) elektron tashqi sathning s-kichik sathida joylashgan. Ushbu elementlar elektron oilaga tegishli. II toifadagi kichik guruhlarda joylashgan elementlarning atomlari uchun keyingi elektron tashqi darajadagi p-pastki darajasida joylashgan. Bular "p" elektron oilasining elementlari. Shunday qilib, qalay atomlarining keyingi 50-elektroni tashqi, ya'ni 5-energetika darajasining p-kichik darajasida joylashgan.
III toifadagi kichik guruhlar elementlarining atomlarida keyingi elektron d-pastki sathida joylashgan, ammo tashqi darajadan oldin bular "d" elektron oilasining elementlari. Lantanidlar va aktinidlar atomlarida keyingi elektron tashqi sathdan oldin f-pastki sathda joylashgan. Bular "f" elektron oilasining elementlari.
Shu sababli, bu 4 toifadagi kichik guruhlarning yuqorida qayd etilgan raqamlari, ya'ni 2-6-10-14 s-p-d-f pastki sathlaridagi elektronlarning maksimal soniga to'g'ri kelishi tasodif emas.
Ammo ma'lum bo'lishicha, elektron qobiqni to'ldirish tartibi masalasini hal qilish va har qanday element atomi uchun elektron formulani va davriy tizim asosida olish mumkin, bu esa etarli darajada aniqlik bilan ko'rsatadi. har bir keyingi elektron. Davriy jadval elementlarning birin-ketin davrlar, guruhlar, kichik guruhlar bo'yicha joylashishini va ularning elektronlarining darajalar va pastki darajalar bo'yicha taqsimlanishini ham ko'rsatadi, chunki har bir element uni tavsiflovchi o'ziga xos oxirgi elektronga ega. Misol tariqasida sirkoniy (Zr) elementi atomining elektron formulasini tuzishni tahlil qilaylik. Davriy jadvalda ushbu elementning ko'rsatkichlari va "koordinatalari" berilgan: seriya raqami 40, davr 5, guruh IV, yon kichik guruh.Birinchi xulosalar: a) barcha elektronlar 40, b) bu 40 elektron beshta energiya darajasida taqsimlangan; c) tashqariga 40 ta elektrondan atigi 4 tasi valentlik, d) keyingi 40-elektron d-kichik darajaga tashqi, yaʼni toʻrtinchi energiya sathidan oldin kirdi. Sirkoniydan oldingi 39 ta elementning har biri haqida ham xuddi shunday xulosalar chiqarish mumkin, faqat indikatorlar va koordinatalar boʻladi. har safar boshqacha bo'ling.
Shuning uchun davriy tizim asosida elementlarning elektron formulalarini tuzishning uslubiy usuli shundan iboratki, biz har bir elementning elektron qobig'ini berilganiga olib boradigan yo'lda ketma-ket ko'rib chiqamiz, uning "koordinatalari" bilan aniqlaymiz. keyingi elektron qobiqqa kirdi.
Birinchi davrning dastlabki ikkita elementi vodorod H va geliy s-oilasiga kirmaydi. Ularning elektronlari, shu jumladan ikkitasi, birinchi darajaning s-kichik darajasiga kiradi. Biz yozamiz: Birinchi davr shu erda tugaydi, birinchi energiya darajasi ham. Ikkinchi davrning keyingi ikkita elementi - litiy Li va berilliy Be - I va II guruhlarning asosiy kichik guruhlarida. Ular ham s-elementlardir. Ularning keyingi elektronlari 2-darajali s pastki sathida joylashadi. Keyingi 2-davrning 6 ta elementini ketma-ket yozamiz: bor B, uglerod C, azot N, kislorod O, ftor F va neon Ne. Ushbu elementlarning III - Vl guruhlarning asosiy kichik guruhlarida joylashishiga ko'ra, ularning oltitasi orasidagi keyingi elektronlari 2-darajali p-kichik sathida joylashgan bo'ladi. Biz yozamiz: Ikkinchi davr neon bilan inert element bilan tugaydi, ikkinchi energiya darajasi ham tugadi. Buning ortidan I va II guruhlarning asosiy kichik guruhlari uchinchi davrining ikkita elementi: natriy Na va magniy Mg. Bular s-elementlar va ularning keyingi elektronlari 3-darajaning s-kichik sathida joylashgan.Keyin 3-davrning oltita elementi: alyuminiy Al, kremniy Si, fosfor P, oltingugurt S, xlor C1, argon Ar. III - VI guruhlarning asosiy kichik guruhlarida bu elementlarning topilishiga ko'ra, ularning oltitasi orasidagi keyingi elektronlari 3-darajali p-kichik sathida joylashgan bo'ladi - 3-davr argon inert elementi bilan tugadi, lekin 3-energiya. darajasi hali tugamagan, uning uchinchi mumkin bo'lgan d-kichik darajasida elektronlar yo'q.
Buning ortidan I va II guruhlarning asosiy kichik guruhlari 4-davrining 2 elementi: kaliy K va kaltsiy Ca. Bular yana s-elementlar. Ularning keyingi elektronlari s-kichik darajada bo'ladi, lekin allaqachon 4-darajada. Ushbu keyingi elektronlar uchun 3D pastki sathni to'ldirishdan ko'ra yadrodan uzoqroqda 4-darajani to'ldirishni boshlash energiya jihatidan qulayroqdir. Biz yozamiz: 21-sonli skandium Sc dan 30-sink Zn gacha bo'lgan 4-davrning quyidagi o'nta elementi III - V - VI - VII - VIII - I - II guruhlar yon kichik guruhlarida. Ularning barchasi d-elementlar bo'lganligi sababli, ularning keyingi elektronlari tashqi sathdan oldingi d-pastki sathda, ya'ni yadrodan uchinchisi joylashgan. Biz yozamiz:
4-davrning keyingi olti elementi: galliy Ga, germaniy Ge, mishyak As, selen Se, brom Br, kripton Kr - guruhlarning III - VIIJ asosiy kichik guruhlarida. Ularning keyingi 6 ta elektroni tashqi, ya'ni 4-darajaning p-pastki sathida joylashgan: 3b elementlar ko'rib chiqiladi; to'rtinchi davr inert element kripton bilan tugaydi; 3-energiya darajasi ham tugadi. Biroq, 4-darajada faqat ikkita pastki daraja to'liq to'ldiriladi: s va p (mumkin bo'lgan 4 tadan).
Buning ortidan I va II guruhlarning asosiy kichik guruhlari 5-davrining 2 ta elementi: rubidiy No 37 Rb va stronsiy No 38 Sr. Bular s-oilasining elementlari bo'lib, ularning keyingi elektronlari 5-darajali s-pastki sathida joylashgan: Oxirgi 2 element - No39 itriy YU No 40 tsirkoniy Zr - allaqachon yon kichik guruhlarda, ya'ni ular d-oilasiga tegishli. Ularning keyingi elektronlaridan ikkitasi d-kichik darajaga o'tadi, tashqi elektrondan oldin, ya'ni. 4-darajadan Barcha yozuvlarni ketma-ket jamlab, 40-sonli tsirkoniy atomining elektron formulasini tuzamiz. Sirkoniy atomi uchun olingan elektron formulani pastki darajalarni ularning darajalarini raqamlash tartibida joylashtirish orqali biroz o'zgartirish mumkin:
Olingan formulani, albatta, elektronlarni faqat energiya darajalari bo'yicha taqsimlashda soddalashtirish mumkin: Zr - 2 | 8 | 18 | 8 + 2 | 2 (strelka keyingi elektronning kirish joyini ko'rsatadi; valent elektronlarning tagiga chizilgan). Kichik guruhlar toifasining jismoniy ma'nosi nafaqat keyingi elektronning atom qobig'iga kirish joyidagi farqda, balki valentlik elektronlari joylashgan darajalarda hamdir. Soddalashtirilgan elektron formulalarni taqqoslashdan, masalan, xlor (3-davr, VII guruhning asosiy kichik guruhi), sirkoniy (5-davr, IV guruhning ikkilamchi kichik guruhi) va uran (7-davr, lantanoid-aktinoid kichik guruhi)
№ 17, C1-2 | 8 | 7
№40, Zr - 2 | 8 | 18 | 8+ 2 | 2
№92, U - 2 | 8 | 18 | 32 | 18 + 3 | 8 + 1 | 2
har qanday asosiy kichik guruh elementlari uchun faqat tashqi darajadagi elektronlar (s va p) valentlik bo'lishi mumkinligini ko'rish mumkin. Yon kichik guruhlarning elementlari tashqi va qisman oldingi tashqi darajadagi (s va d) valentlik elektronlariga ega bo'lishi mumkin. Lantanidlarda va ayniqsa aktinidlarda valentlik elektronlari uchta darajada bo'lishi mumkin: tashqi, tashqi va tashqi. Odatda, valentlik elektronlarining umumiy soni guruh soniga teng.
Elementlarning xossalari. Ionizatsiya energiyasi. Elektron yaqinlik energiyasi.
Elementlarning xossalarini qiyosiy ko'rib chiqish davriy tizimning uchta mumkin bo'lgan yo'nalishi bo'yicha amalga oshiriladi: a) gorizontal (davr bo'yicha), b) vertikal (kichik guruh bo'yicha), v) diagonal. Fikrni soddalashtirish uchun biz 1-davrni, tugallanmagan 7-ni, shuningdek, butun VIII guruhni istisno qilamiz. Tizimning asosiy parallelogrammasi qoladi, uning yuqori chap burchagida lityum Li (no. 3), pastki chap burchakda - seziy Cs (no. 55) bo'ladi. Yuqori o'ngda - ftor F (no. 9), pastki o'ngda - astatin At (no. 85).
yo'nalishlari. Chapdan o'ngga gorizontal yo'nalishda atomlarning hajmlari asta-sekin kamayadi; sodir bo'ladi, bu yadro zaryadining elektron qobig'idagi ortishi ta'siri natijasida sodir bo'ladi. Yuqoridan pastgacha vertikal yo'nalish bo'ylab, darajalar sonining ko'payishi natijasida atomlarning hajmlari asta-sekin o'sib boradi; diagonal yo'nalishda - juda kam aniq va qisqaroq - yaqin qoladi. Bular umumiy naqshlar bo'lib, har doimgidek istisnolar mavjud.
Asosiy kichik guruhlarda atomlarning hajmlari ortishi bilan, ya'ni yuqoridan pastga qarab tashqi elektronlarni yo'q qilish osonlashadi va atomlarga yangi elektronlarning biriktirilishi qiyinlashadi. Elektronlarning orqaga qaytishi elementlarning qaytarilish qobiliyatini tavsiflaydi, bu ayniqsa metallar uchun xosdir. Elektronlarning biriktirilishi metall bo'lmaganlar uchun xos bo'lgan oksidlanish qobiliyatini tavsiflaydi. Binobarin, asosiy kichik guruhlarda yuqoridan pastga qarab elementlar atomlarining qaytarilish qobiliyati ortadi; bu elementlarga mos keladigan oddiy jismlarning metall xossalari ham ortadi. Oksidlanish qobiliyati pasayadi.
Davrlar bo'yicha chapdan o'ngga qarab, o'zgarishlar manzarasi qarama-qarshidir: elementlar atomlarining qaytarilish qobiliyati pasayadi, oksidlanish qobiliyati kuchayadi; bu elementlarga mos keladigan oddiy jismlarning metall bo'lmagan xossalari ortadi.
Diagonal yo'nalishda elementlarning xususiyatlari ko'proq yoki kamroq yaqin bo'lib qoladi. Keling, ushbu yo'nalishni misol bilan ko'rib chiqaylik: berilliy-alyuminiy 
Beriliy Be dan alyuminiy Al ga to'g'ridan-to'g'ri Be → A1 diagonali bo'ylab yoki bor B orqali, ya'ni Be → B va B → A1 ikki oyoqlari bo'ylab borish mumkin. Beriliydan borgacha metall bo'lmagan xususiyatlarning kuchayishi va ularning bordan alyuminiyga zaiflashishi, diagonal joylashgan berilliy va alyuminiy elementlari davriy tizimning bir xil kichik guruhiga kirmasa-da, nima uchun xossalari bo'yicha qandaydir o'xshashliklarga ega ekanligini tushuntiradi.
Shunday qilib, davriy sistema, elementlar atomlarining tuzilishi va ularning kimyoviy xossalari o'rtasida yaqin bog'liqlik mavjud.
Har qanday element atomining xususiyatlari - elektronni berish va musbat zaryadlangan ionga aylanish - ionlanish energiyasi I * deb ataladigan energiya sarfi bilan aniqlanadi. U kkal/g-atom yoki xJ/g-atomda ifodalanadi.
Bu energiya qancha kam bo'lsa, element atomi qanchalik kuchli bo'lsa, qaytaruvchi xususiyatga ega bo'lsa, element shunchalik metalldir; bu energiya qanchalik ko'p bo'lsa, metall xossalari qanchalik zaif bo'lsa, element metall bo'lmagan xususiyatlarni ko'rsatadi. Har qanday element atomining elektronni qabul qilish va o'zini manfiy zaryadlangan ionga aylantirish xususiyati E elektron yaqinligidan ko'ra ko'proq energiya deb ataladigan bo'shatilgan energiya miqdori bilan baholanadi; u kkal/g-atom yoki kJ/g-atomda ham ifodalanadi.
Elektronga yaqinlik elementning metall bo'lmagan xususiyatlarini ko'rsatish qobiliyatining o'lchovi bo'lishi mumkin. Bu energiya qanchalik katta bo'lsa, element shunchalik metall bo'lmagan va aksincha, energiya qanchalik past bo'lsa, element shunchalik metalldir.
Ko'pincha elementlarning xususiyatlarini tavsiflash uchun qiymat ishlatiladi, bu deyiladi elektromanfiylik.
U: ionlanish energiyasi va elektronga yaqinlik energiyasi qiymatlarining arifmetik yig'indisini ifodalaydi.
Doimiy elementlarning metall bo'lmaganligini ko'rsatadigan o'lchovdir. U qanchalik katta bo'lsa, element metall bo'lmagan xususiyatlarni qanchalik kuchliroq namoyon qiladi.
Shuni yodda tutish kerakki, barcha elementlar mohiyatan ikki tomonlama xususiyatga ega. Elementlarning metallar va metall bo'lmaganlarga bo'linishi ma'lum darajada o'zboshimchalik bilan amalga oshiriladi, chunki tabiatda o'tkir qirralar yo'q. Elementning metall xususiyatlarining kuchayishi bilan uning nometaglik xususiyatlari zaiflashadi va aksincha. Elementlarning eng "metall"i - fransiy Fr - eng kam metall bo'lmagan, eng "metall bo'lmagan" - ftor F - eng kam metall deb hisoblanishi mumkin.
Hisoblangan energiya qiymatlarini - ionlanish energiyasi va elektronga yaqinlik energiyasini umumlashtirib, biz olamiz: seziy uchun qiymat 90 kkal / g-a., litiy uchun 128 kkal / g-a., ftor uchun = 510 kkal / g-a. (qiymat ham kJ / g-a da ifodalanadi). Bular elektronegativlikning mutlaq qiymatlari. Oddiylik uchun litiyning (128) elektr manfiyligini birlik sifatida qabul qilib, elektronegativlikning nisbiy qiymatlari qo'llaniladi. Keyin ftor (F) uchun biz quyidagilarni olamiz:
Seziy (Cs) uchun nisbiy elektronegativlik bo'ladi
Asosiy kichik guruhlar elementlarining elektronegativligidagi o'zgarishlar grafigi bo'yicha
I-VII guruhlar. I-VII guruhlarning asosiy kichik guruhlari elementlarining elektronegativliklari taqqoslanadi. Berilgan ma'lumotlar vodorodning 1-davrdagi haqiqiy holatini ko'rsatadi; turli kichik guruhlarda yuqoridan pastgacha elementlarning metallligining tengsiz o'sishi; elementlarning ba'zi o'xshashligi: vodorod - fosfor - tellur (= 2,1), berilliy va alyuminiy (= 1,5) va boshqa bir qator elementlar. Yuqoridagi taqqoslashlardan ko'rinib turibdiki, elektromanfiylik qiymatlaridan foydalangan holda, taxminan bir-biri bilan, hatto turli kichik guruhlarning elementlarini va turli davrlarni solishtirish mumkin.
I-VII guruhlarning asosiy kichik guruhlari elektro-salbiy elementlarning o'zgarishlar grafigi.
Davriy qonun va elementlarning davriy tizimi katta falsafiy, ilmiy va uslubiy ahamiyatga ega. Ular: atrofimizdagi dunyoni bilish vositasi. Davriy qonun tabiatning dialektik-materialistik mohiyatini ochib beradi va aks ettiradi. Atrofimizdagi dunyoning birligi va moddiyligining barcha ishonchli dalillari bilan davriy, qonun va davriy elementlar tizimi. Ular marksistik dialektik bilish usulining asosiy belgilarining haqiqiyligini eng yaxshi tasdig'idir: a) narsa va hodisalarning o'zaro bog'liqligi va o'zaro bog'liqligi, b) harakat va rivojlanishning uzluksizligi, v) miqdoriy o'zgarishlarning sifatga o'tishi. , d) qarama-qarshiliklarning kurashi va birligi.
Davriy qonunning katta ilmiy ahamiyati shundaki, u kimyo, fizika, mineralogiya, geologiya, texnika va boshqa fanlar sohasidagi ijodiy kashfiyotlarga yordam beradi. Davriy qonun kashf etilishidan oldin, kimyo ichki aloqadan mahrum bo'lgan tarqoq faktik ma'lumotlarning to'planishi edi; endi bularning barchasi yagona uyg'un tizimga keltirildi. Davriy qonun va elementlarning davriy sistemasi asosida kimyo va fizika sohasida koʻplab kashfiyotlar qilingan. Davriy qonun atomning ichki tuzilishi va uning yadrosini bilishga yo'l ochdi. U yangi kashfiyotlar bilan boyidi va tabiatning buzilmas, obyektiv qonuni sifatida tasdiqlandi. Davriy qonun va elementlarning davriy tizimining katta uslubiy va uslubiy ahamiyati shundaki, ular kimyoni o'rganishda talabada dialektik-materialistik dunyoqarashni rivojlantirishga imkon beradi va kimyo kursini o'zlashtirishga yordam beradi: Kimyo fanini o‘rganish alohida elementlar va ularning birikmalarining xossalarini yod olishga emas, balki oddiy va murakkab moddalarning xossalarini davriy qonun va elementlarning davriy sistemasi bilan ifodalangan qonuniyatlarga asoslanib hukm qilishga asoslanishi kerak.
