A természet egyik legfontosabb törvénye a Mengyelejev által 1869-ben felfedezett periodikus törvény, amelyet a következőképpen fogalmazott meg: „Az egyszerű anyagok tulajdonságai, valamint a vegyületek formái és tulajdonságai periodikusan függenek az atomtól. az elemek súlya."
A kvantumkémia fejlődésével a periódusos törvény szigorú elméleti indoklást kapott, és ezzel egy új megfogalmazást: „Az egyszerű anyagok tulajdonságai, valamint az elemek vegyületeinek formái és tulajdonságai periodikus függésben vannak a nagyságtól. atomjaik magjainak töltéseiről."
Mengyelejev előtt sokan próbálták rendszerezni az elemeket, Mayer (Németország) került a legközelebb. 1864-ben könyvében egy táblázatot adott, amelyben az elemeket is növekvő sorrendbe rendezték. atomtömegek, de Mayer csak 27 elemet helyezett el ebben a táblázatban, aminek akkoriban kevesebb mint a fele ismert. Mengyelejev érdeme, hogy a táblázatában nemcsak az összes ismert elemnek volt helye, hanem a még fel nem fedezett elemeknek is maradt üres hely (ecabor - Sc, ekaaluminum - Ga, ekasilicon - Ge).
Az atom elektronszerkezete szempontjából:
Időszak Nevezze meg az elemek vízszintes sorrendjét az alkálifémtől kezdve a nemesgázig ugyanaz a maximális tőkeérték kvantumszám egyenlő az időszak számával.
Egy periódus elemeinek számát az alszintek kapacitása határozza meg.
csoport Az elemek olyan elemek függőleges gyűjteménye, amelyek azonos elektronikus konfigurációval és bizonyos kémiai hasonlósággal rendelkeznek. A csoportszám (az I, II, VIII oldali alcsoportok kivételével) egyenlő a vegyértékelektronok összegével.
A periódusokkal való osztáson kívül (amelyet a főkvantumszám határoz meg) létezik egy felosztás is: családok, amelyet az orbitális kvantumszám határozza meg. Ha egy elemben s-alszint van kitöltve, akkor az s-család vagy s-elem; p-alszint - p-elem; d-alszint - d-elem; f-alszint - f-elem.
A periódusos rendszer rövid periódusú formájában 8 csoport van, amelyek mindegyike fő és másodlagos alcsoportokra oszlik. Az I. és II. fő alcsoport s-elemekkel van feltöltve; III-VIII fő alcsoportok - p-elemek. d-elemek oldalsó alcsoportokba tartoznak. f-elemek külön csoportokba kerülnek.
Így az elemek periodikus rendszerében minden elem egy szigorúan meghatározott helyet foglal el, amelyet sorszám jelöl, és az atom elektronhéjainak szerkezetéhez kapcsolódik.
1.2.1. Az elemek és vegyületeik tulajdonságainak változási mintái periódusonként és csoportonként
Kísérleti vizsgálatok megállapították, hogy az elemek kémiai és fizikai tulajdonságai függenek a helyüktől periodikus rendszer.
Ionizációs energia az az energia, amelyet el kell fordítani egy elektron leválasztására és eltávolítására egy atomról, ionról vagy molekuláról . J-ben vagy eV-ben van kifejezve (1eV=1,6,10 -19 J).
Az ionizációs energia az a helyreállító képesség mértéke atom. Minél kisebb az ionizációs energia értéke, annál nagyobb az atom redukciós képessége. Az atomok elveszítenek egy elektront, és pozitív töltésű ionokká válnak.
elektronaffinitás az az energia, amely akkor szabadul fel, amikor egy elektron atomhoz, molekulához vagy gyökhöz kapcsolódik.
Az atomok elektronaffinitási energiája természetesen változik az elemek atomjainak elektronszerkezetének természetével összhangban. Időszakok balról jobbra nő az elemek elektronaffinitása és oxidáló tulajdonságai. A fentről lefelé haladó csoportokban az elektronaffinitás csökken.
A halogéneknek van a legnagyobb elektronaffinitásuk, mert egy elektront semleges atomhoz kapcsolva a nemesgáz teljes elektronkonfigurációját kapja.
Azt a karakterisztikát, hogy melyik atomnak könnyebb elektront adni vagy hozzáadni, ún elektronegativitás ami fele az ionizációs energia és az elektronaffinitás összegének.
Az elektronegativitás balról jobbra növekszik az egyes időszakok elemeinél, és fentről lefelé csökken ugyanazon PS-csoport elemeinél.
Atomi és ionos sugarak
Az atomok és ionok nem rendelkeznek szigorúan meghatározott határokkal az elektronok hullámtermészete miatt. Ezért a kristályokban kémiai kötésekkel egymáshoz kapcsolódó atomok és ionok feltételes sugarait határozzák meg.
A fématomok sugara az elemek sorszámának növekedésével járó periódusokban csökken, mert ugyanannyi elektronréteg esetén megnő az atommag töltése, és ennek következtében az elektronok vonzása általa.
Az egyes elemcsoportokon belül általában az atomok sugara felülről lefelé nő., mert az energiaszintek száma nő. Az ionok sugara is periodikusan függ az elem rendszámától.
Példa. Hogyan változik az atomok mérete egy perióduson belül, amikor egyik periódusból a másikba haladnak, és ugyanazon a csoporton belül? Mely elemeknek van egy atom legkisebb és legnagyobb mérete?
A perióduson belül (balról jobbra) az atomok mérete csökken, mert az atommag töltése megnő, és az elektronok erősebben vonzódnak az atommaghoz. A fő alcsoportokban az atomok mérete nő, mert. az elektronrétegek száma nő. Az oldalsó alcsoportokban a d-sűrítés miatt kevésbé észrevehetőek az ilyen változások, az V periódusból a VI periódusba lépve pedig még az atomok méretének csökkenése is megfigyelhető az f-sűrítés miatt.
E szabályok szerint az atom legkisebb mérete az hélium, és a maximum cézium. A franciumnak nincsenek hosszú élettartamú izotópjai (a természetes izotóp radioaktív, felezési ideje 21 perc).
Fémek és nemfémek. Az elemek és egyszerű anyagok fémekre és nemfémekre való felosztása bizonyos mértékig feltételes.
Fizikai tulajdonságait tekintve a fémekre jellemző a nagy hő- és elektromos vezetőképesség, negatív hőmérsékleti vezetőképességi együttható, fajlagos fémes fényesség, alakíthatóság, hajlékonyság stb.
A kémiai tulajdonságok alapján a fémeket az oxidok és hidroxidok fő tulajdonságai, valamint redukáló tulajdonságai jellemzik.
Az egyszerű anyagok tulajdonságainak hasonló különbségei a természethez kapcsolódnak kémiai kötés oktatásuk során. A fémekben fémes kötés vegyértékelektronok hiányával, a kovalens kötés a nemfémekben megfelelő számú elektronok esetén jön létre. Ebből kiindulva függőleges határvonal húzható a IIIA és IV csoport elemei között. A bal oldalon - a vegyértékelektronok hiányával rendelkező elemek, a jobb oldalon - a felesleggel. Ez a Zintl határ.
Példa. Miben különböznek a tipikus fémek a nemfémektől? Miért és hogyan változnak a fémes tulajdonságok az elemek sorszámának növekedésével?
Az elemek periódusos rendszerében elsősorban a fémek szerepelnek, a nemfémek kevés (összesen 22). A fémek minden s-elemet tartalmaznak. Ez annak köszönhető, hogy kisszámú vegyértékelektron (1 vagy 2) van bennük, az elektronhiány következtében fémes kötés jön létre.
Minden d - és f -elem is fém. Amikor kémiai kötések jönnek létre, a külső energiaszint s-elektronjai és az utolsó előtti szint d-elektronjainak egy része vagy egésze vegyértékelektronként működnek a d-elemek atomjaiban, és a d-elektronok csak a kémiai kötések kialakításában vesznek részt. minden külső s- elektronok után. Ezenkívül a nukleáris töltés szűrő hatása hozzájárul az s-elektronok könnyű eltávolításához. Ez abból áll, hogy csökkenti az atommag pozitív töltésének az elektronra gyakorolt hatását a kérdéses elektron és az atommag között más elektronok jelenléte miatt (ezek d- vagy f-elektronok).
A p-elemekben verseny van a vegyértékelektronok számának növekedése (nem fémes tulajdonságok) és a magtöltés szűrése (javulnak a fémes tulajdonságok) között. E tekintetben a p-elemekben az alsó oxidációs állapotok stabilitása felülről lefelé növekszik az alcsoportban.
Jobbról balra az atomok nemfémes tulajdonságai az időszak során növekednek, az atommag töltésének növekedése és az elektronok kibocsátásának nehézsége miatt. Az alcsoportban felülről lefelé a fémes tulajdonságok nőnek, mivel a külső elektronok és az atommag közötti kötés gyengül.
A vegyületek tulajdonságait sav-bázis és redox csoportokra osztják. Az elemek periódusos rendszere jól magyarázza ezeket a mintákat. Tekintsük ezt a hidroxidok példáján.
Ha az elem alacsony oxidációs állapotú (+1 vagy +2), például Na-O-H, akkor a Na-O kötés kevésbé erős, mint az O-H, és a kötés egy gyengébb kötés mentén szakad meg.
Na-O-H Na + + Ó - . A vegyület alapvető tulajdonságokkal rendelkezik.
Ha az elem oxidációs állapota nagy (+5-től +7-ig), akkor az elem-oxigén kötés erősebb, mint O-N csatlakozásés a vegyület savas tulajdonságokkal rendelkezik. A salétromsavban a nitrogén oxidációs állapota nagy (+5).
H + + NEM 3 -
A +3 és +4 oxidációs állapotú vegyületek amfoter tulajdonságokat mutatnak, azaz. A reakciópartnertől függően savas és bázikus tulajdonságokat is mutathatnak. De vannak kivételek a Zn +2, Be +2, Sn +2, Pb +2, Ge +2 oxidációs állapota +2, de amfoter vegyületek.
Időszak szerint jobbról balra a csoportszámmal megegyező legmagasabb oxidációs állapot növekszik, ezért a nemfémes és savas tulajdonságok fokozódnak.
Alcsoportonként felülről lefelé növeli a fémes és bázikus tulajdonságokat, mert az atom mérete megnő és a szomszédos atommal való kötés gyengül .
A periódusos rendszer tehát lehetővé teszi az egyszerű anyagok helyzetének elemzését tulajdonságaik (fémek, nemfémek) sajátosságai kapcsán.
Mengyelejev periodikus törvénye lehetővé teszi az egyszerű anyagok tulajdonságainak meghatározását kémiai vegyületek. A tulajdonságok előrejelzését először maga Mengyelejev végezte el. Kiszámolta azoknak az elemeknek a tulajdonságait, amelyeket még nem fedeztek fel.
1. Mit tanul az informatika?
Számítógépes technológiák
az információ megfoghatatlan
folyamat.
szag
hang
emberi beszéd
íz
fényképeket
Titkosítás
információ továbbítása
adattárolás
lista rendezés
adatbázis keresés
6. Mi a kódolás?
információkereső eszköz
információk torzítása
az információ típusának megváltoztatása
Teszt a következő témában: "Információ és információs folyamatok"
1. Mit tanul az informatika?
az információval kapcsolatos bármely folyamat és jelenség
számítógép programozás
a természeti jelenségek kapcsolata
Számítógépes technológiák
matematikai módszerek a feladatok megoldására
2. Jelölje meg az összes helyes állítást!
az információ megfoghatatlan
az információ a való világ tükre
információ jellemzi a sokszínűséget
információ fogadásakor a tudás bizonytalansága csökken
az információnak szigorú meghatározása van
3. Jelölje be azokat az információk típusait, amelyeket a számítógép még nem ismer
folyamat.
szag
hang
emberi beszéd
íz
fényképeket
4. Válassza ki az információfeldolgozásnak nevezhető folyamatokat.
Titkosítás
információ továbbítása
adattárolás
lista rendezés
adatbázis keresés
5. Jelölje meg az összes helyes állítást!
információ csak a hordozóval együtt létezhet
az információ tárolása az információs folyamatok egyike
annak érdekében, hogy egy üzenetből információt nyerjen ki, az ember tudást használ
az információfeldolgozás tartalmi változása
az információ megírásakor a média tulajdonságai megváltoznak
6. Mi a kódolás?
információkereső eszköz
információ rögzítése egy másik jelrendszerben
információk torzítása
az információ típusának megváltoztatása
az információ mennyiségének változása
a szükséges elemek kiválasztása
az elemek sorrendjének megváltoztatása
a szükségtelen elemek eltávolítása
információt közvetíteni?
elvek?
_______________________________________________________________
megoldani néhány problémát?
_______________________________________________________________
saját magad?
_______________________________________________________________
rendszerek?
_______________________________________________________________
7. Milyen kifejezés szolgálhat a válogatás definíciójaként?
a szükséges elemek kiválasztása
egy lista elemeit adott sorrendbe rendezni
húrok ábécé szerinti elrendezése
az elemek sorrendjének megváltoztatása
a szükségtelen elemek eltávolítása
8. Mi a neve a médiatulajdonságokban használt változásnak?
információt közvetíteni?
_______________________________________________________________
9. Mi a neve a tudásnak, amelyek tények, törvények,
elvek?
_______________________________________________________________
10. Mi a neve annak a tudásnak, amely az algoritmusok
megoldani néhány problémát?
_______________________________________________________________
11. Mi a neve az ember természetről, társadalomról és önmagáról alkotott elképzeléseinek?
saját magad?
_______________________________________________________________
12. Jelölje meg az összes helyes állítást!
a kapott információ a címzett tudásától függ
a kapott információ csak a kapott üzenettől függ
az információszerzés mindig növeli a tudást
a tudás csak akkor növekszik, ha a kapott információ részben ismert
ugyanazok az információk különböző formában jeleníthetők meg
13. Mi a neve a valamilyen formában rögzített (kódolt) információnak, különösen számítógépes információban?
rendszerek?
_______________________________________________________________
Válasz:
1 2 3 4 5 6 7
a, b, ha, b, c, ha, ha, d, e a, c, e b, gb
8 9 10 11 12 13 jel deklaratív eljárási ismeretek a, d, e adat
Előadás: Az elemek és vegyületeik tulajdonságainak változási mintái periódusonként és csoportonként
Jog D.I. Mengyelejev
Az orosz tudós, D. I. Mengyelejev a tudomány számos területén sikeresen dolgozott. Leginkább azonban a periodikus törvény egyedülálló felfedezéséről ismert. kémiai elemek 1869-ben. Kezdetben így hangzott: "Minden elem tulajdonságai, valamint az általuk alkotott egyszerű és összetett anyagok minősége, periodikus függésben van az atomtömegüktől."
Jelenleg a törvény szövege eltérő. A tény az, hogy a törvény felfedezésekor a tudósoknak fogalmuk sem volt az atom szerkezetéről, és egy kémiai elem tömegét vették atomsúlynak. Később aktív tanulás Az atom és a szerkezetére vonatkozó új információk megszerzése során egy ma is érvényes törvény született: "Az atomok tulajdonságai chem. elemek és az általuk alkotott egyszerű anyagok az atomjaik atommagjainak töltéseitől periodikusan.
A törvény grafikusan is kifejeződik. A táblázat jól mutatja:
Periódusos rendszer a D.I. Mengyelejev
Ebben a leckében megtanuljuk, hogyan nyerhetünk ki belőle fontos és szükséges információkat a tudomány megértéséhez. Ebben vonalakat látsz. Ez időszakokban. Összesen hét van. Emlékezzünk vissza az előző leckéből, hogy az egyes periódusok száma azt az energiaszintet jelzi, amelyben egy kémiai elem atomjának elektronjai találhatók. Például a nátrium (Na) és a magnézium (Mg) a harmadik periódusba tartozik, ami azt jelenti, hogy elektronjaik három energiaszintre helyezkednek el. Minden periódus, az 1. kivételével, alkálifémmel kezdődik és nemesgázzal végződik.
Elektronikus konfiguráció:
alkálifém - ns 1,
nemesgáz - ns 2 p 6, kivéve a héliumot (He) - 1s2.
Ahol n - az időszak száma.
Függőleges oszlopokat is látunk a táblázatban – ezek csoportok. Egyes táblázatokban 18 csoport látható arab számokkal. A táblázatnak ezt a formáját hosszúnak nevezik, a d-elemek, valamint az s- és p-elemek közötti különbségek felfedezése után jelent meg. De a hagyományos Mengyelejev által megalkotott a rövid forma, ahol az elemek 8 csoportba vannak csoportosítva, római számokkal számozva:
A jövőben az Ön számára már ismert és megszokott rövid táblázatot fogjuk használni.Tehát milyen információt adnak nekünk a csoportszámok? A számból megtudjuk a kémiai kötéseket alkotó elektronok számát. Úgy hívják vegyérték. 8 csoport két alcsoportra oszlik: fő és mellékcsoportra.
- Milyen egyéb információkat nyerhetünk ki a táblázatból? Láthatja, hogy minden elemhez sorozatszám tartozik. Ez sem véletlen. Egy elem számából ítélve meg tudjuk ítélni az elektronok számát egy adott elem atomjában. Például a kalcium (Ca) száma 20, ami azt jelenti, hogy az atomjában 20 elektron van.
Az s- és p-alszint elektronjai belépnek a főbe. Ezek az IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA és VIIIA alcsoportok. Például az alumínium (Al) - a III. csoport fő alcsoportjának egyik eleme ... 3s 2 3p 1 vegyértékelektronokkal rendelkezik.
Az oldalsó alcsoportokban elhelyezkedő elemek d - alszintű elektronokat tartalmaznak. Oldala az IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB és VIIIB csoport. Például a mangán (Mn), a VII. csoport fő alcsoportjának egyik eleme …3d 5 4s 2 vegyértékelektronokkal rendelkezik.
A rövid táblázatban az s-elemek pirossal, a p-elemek sárgával, a d-elemek kékkel, az f-elemek pedig fehérrel.
A táblázatból a következő következtetés is levonható: minél nagyobb az elem sorozatszáma, annál kisebb az atom sugara. Miért? Az a tény, hogy az elektronok teljes számának növekedésével az atom sugara csökken. Minél több elektron, annál nagyobb az atommaghoz való kötődésük energiája. Például a foszfor (P) atom magja sokkal erősebben tartja a külső szintjének elektronjait, mint a nátrium (Na) atommagja, amelynek a külső szintjén egy elektron van. És ha a foszfor és a nátrium atomjai reagálnak, a foszfor átveszi ezt az elektront a nátriumból, mivel a foszfor elektronegatívabb. Ezt a folyamatot elektronegativitásnak nevezzük. Ne feledje, ha a táblázat elemeinek egy sora mentén jobbra mozog, az elektronegativitásuk nő, egy alcsoporton belül pedig csökken. Az elemeknek erről a tulajdonságáról részletesebben a következő leckékben fogunk beszélni.
Emlékezik:
1. A sorozatszám növekedésével járó időszakokban megfigyelhetjük:- a magtöltés növekedése és az atomsugár csökkenése;
- a külső elektronok számának növekedése;
- az ionizáció és az elektronegativitás növekedése;
- a nemfémes oxidáló tulajdonságok növekedése és a fém redukáló tulajdonságainak csökkenése;
- a savasság növekedése és a hidroxidok és oxidok bázikusságának csökkenése.
- a magtöltés növekedése és az atomsugár növekedése;
- az ionizáció és az elektronegativitás csökkenése;
- a nem fémes oxidáló tulajdonságok csökkenése és a fém redukáló tulajdonságainak növekedése;
- a hidroxidok és oxidok bázikusságának növekedése és savasságának csökkenése.
Ionizálás az atomok ionokká (pozitív töltésű kationokká vagy negatív töltésű anionokká) történő átalakulási folyamata egy kémiai reakció során.
Elektronegativitás az atom képessége Nak nek kémiai reakció során egy másik atom elektronjának vonzása.
Oxidáció- az elektron átvitelének folyamata redukálószer atomról (elektrondonor) oxidáló atomra (elektronakceptorra), és az anyagatom oxidációs fokának növelése.
Az oxidáció fokának három értéke van:
- egy elem nagy elektronegativitásával erősebben vonzza magához az elektronokat és atomjai negatív fokozat oxidáció (például a fluor oxidációs állapota mindig -1);
- alacsony elektronegativitás esetén az elem feladja az elektronokat és pozitív oxidációs állapotot vesz fel (minden fém + fokozatú, például kálium +1, kalcium +2, alumínium +3);
- Az egy elemből álló egyszerű anyagok atomjai magas, a szabad atomok pedig nulla fokúak.
1. Mit tanul az informatika?
Számítógépes technológiák
az információ megfoghatatlan
folyamat.
szag
hang
emberi beszéd
íz
fényképeket
Titkosítás
információ továbbítása
adattárolás
lista rendezés
adatbázis keresés
6. Mi a kódolás?
információkereső eszköz
információk torzítása
az információ típusának megváltoztatása
Teszt a következő témában: "Információ és információs folyamatok"
1. Mit tanul az informatika?
az információval kapcsolatos bármely folyamat és jelenség
számítógép programozás
a természeti jelenségek kapcsolata
Számítógépes technológiák
matematikai módszerek a feladatok megoldására
2. Jelölje meg az összes helyes állítást!
az információ megfoghatatlan
az információ a való világ tükre
információ jellemzi a sokszínűséget
információ fogadásakor a tudás bizonytalansága csökken
az információnak szigorú meghatározása van
3. Jelölje be azokat az információk típusait, amelyeket a számítógép még nem ismer
folyamat.
szag
hang
emberi beszéd
íz
fényképeket
4. Válassza ki az információfeldolgozásnak nevezhető folyamatokat.
Titkosítás
információ továbbítása
adattárolás
lista rendezés
adatbázis keresés
5. Jelölje meg az összes helyes állítást!
információ csak a hordozóval együtt létezhet
az információ tárolása az információs folyamatok egyike
annak érdekében, hogy egy üzenetből információt nyerjen ki, az ember tudást használ
az információfeldolgozás tartalmi változása
az információ megírásakor a média tulajdonságai megváltoznak
6. Mi a kódolás?
információkereső eszköz
információ rögzítése egy másik jelrendszerben
információk torzítása
az információ típusának megváltoztatása
az információ mennyiségének változása
a szükséges elemek kiválasztása
az elemek sorrendjének megváltoztatása
a szükségtelen elemek eltávolítása
információt közvetíteni?
elvek?
_______________________________________________________________
megoldani néhány problémát?
_______________________________________________________________
saját magad?
_______________________________________________________________
rendszerek?
_______________________________________________________________
7. Milyen kifejezés szolgálhat a válogatás definíciójaként?
a szükséges elemek kiválasztása
egy lista elemeit adott sorrendbe rendezni
húrok ábécé szerinti elrendezése
az elemek sorrendjének megváltoztatása
a szükségtelen elemek eltávolítása
8. Mi a neve a médiatulajdonságokban használt változásnak?
információt közvetíteni?
_______________________________________________________________
9. Mi a neve a tudásnak, amelyek tények, törvények,
elvek?
_______________________________________________________________
10. Mi a neve annak a tudásnak, amely az algoritmusok
megoldani néhány problémát?
_______________________________________________________________
11. Mi a neve az ember természetről, társadalomról és önmagáról alkotott elképzeléseinek?
saját magad?
_______________________________________________________________
12. Jelölje meg az összes helyes állítást!
a kapott információ a címzett tudásától függ
a kapott információ csak a kapott üzenettől függ
az információszerzés mindig növeli a tudást
a tudás csak akkor növekszik, ha a kapott információ részben ismert
ugyanazok az információk különböző formában jeleníthetők meg
13. Mi a neve a benne rögzített (kódolt) információnak
valamilyen formában, különösen a számítógépes információban
rendszerek?
_______________________________________________________________
Válasz:
1
2
3
4
5
6
7
a, b, d
a B C D
a, g
a, d, d
a, c, d
b, d
8
9
10
11
12
13
jel
kijelentő
eljárási
tudás
a, d, d
A kémiai elemek tulajdonságainak periodicitásaBAN BEN modern tudomány D. I. Mengyelejev táblázatát a kémiai elemek periodikus rendszerének nevezik, mivel ebben a rendszerben bizonyos időközönként - periódusonként - megismétlődnek az atomok, a kémiai elemek által alkotott egyszerű és összetett anyagok tulajdonságainak változásának általános mintái. Így a világon létező összes kémiai elem egyetlen, a természetben objektíven ható periodikus törvénynek van alávetve, amelynek grafikus ábrázolása az elemek periodikus rendszere. Ez a törvény és rendszer a nagy orosz kémikus, D. I. Mengyelejev nevét viseli.
Időszakok- ezek vízszintesen elhelyezett elemek sorai, a vegyértékelektronok fő kvantumszámának azonos maximális értékével. A periódusszám az elem atomjában lévő energiaszintek számának felel meg. A periódusok bizonyos számú elemből állnak: az első - 2-től, a második és a harmadik - 8-tól, a negyedik és az ötödik - 18-tól, a hatodik periódus 32 elemből áll. Ez a külső energiaszint elektronjainak számától függ. A hetedik időszak nem teljes. Minden periódus (az első kivételével) alkálifémmel (s-elemmel) kezdődik, és nemesgázzal végződik. Amikor egy új energiaszint kezd megtelni, egy új időszak kezdődik. Abban az időszakban, amikor egy kémiai elem sorszáma balról jobbra növekszik, az egyszerű anyagok fémes tulajdonságai csökkennek, míg a nemfémeseké nő.
Fém tulajdonságai- ez egy elem atomjainak azon képessége, hogy feladják elektronjaikat a kémiai kötés kialakulása során, és nem fémes tulajdonságok - ez az elem atomjainak azon képessége, hogy elektronokat kapcsoljanak más atomokhoz a kémiai kötés kialakulása során. kémiai kötés. A fémekben a külső s-alszint elektronokkal van kitöltve, ami megerősíti az atom fémes tulajdonságait. Az egyszerű anyagok nem fémes tulajdonságai a külső p-alszint kialakulása és elektronokkal való feltöltése során nyilvánulnak meg. Az atom nem fémes tulajdonságai fokozódnak a p-alszint (1-től 5-ig) elektronokkal való feltöltésének folyamatában. A teljesen kitöltött külső elektronréteggel (ns 2 np 6) rendelkező atomok csoportot alkotnak nemesgázok amelyek kémiailag semlegesek.
Rövid időn belül az atommagok pozitív töltésének növekedésével a külső szinten lévő elektronok száma megnő.(1-től 2-ig - az első periódusban és 1-től 8-ig - a második és harmadik periódusban), ami megmagyarázza az elemek tulajdonságainak változását: a periódus elején (az első periódus kivételével) alkálifém, akkor a fémes tulajdonságok fokozatosan gyengülnek, a nemfémesek pedig növekednek. Hosszú ideig A nukleáris töltés növekedésével a szintek elektronokkal való feltöltése nehezebbé válik., ami az elemek tulajdonságainak összetettebb változását is magyarázza a kis periódusú elemekhez képest. Tehát hosszú periódusok egyenletes soraiban, növekvő töltés mellett a külső szinten lévő elektronok száma állandó marad, és egyenlő 2 vagy 1. Ezért, miközben az elektronok kitöltik a külső (külsőről a második) szintet követő szintet , a páros sorokban lévő elemek tulajdonságai rendkívül lassan változnak. Csak páratlan sorokban, amikor az elektronok száma a külső szinten növekszik a magtöltés növekedésével (1-ről 8-ra), az elemek tulajdonságai ugyanúgy megváltoznak, mint a tipikusaké.
Csoportok A csoportszámmal azonos számú vegyértékelektronnal rendelkező elemek függőleges oszlopai. Van egy felosztás fő és másodlagos alcsoportokra. A fő alcsoportok kis és nagy periódusok elemeiből állnak. Ezen elemek vegyértékelektronjai a külső ns- és np-alszinteken helyezkednek el. Az oldalsó alcsoportok nagy periódusok elemeiből állnak. Valenciaelektronjaik a külső ns-alszinten és a belső (n - 1) d-alszinten (vagy (n - 2) f-alszinten) vannak. Attól függően, hogy melyik alszint (s-, p-, d- vagy f-) van tele vegyértékelektronokkal, az elemek a következőkre oszlanak:
1) s-elemek - az I. és II. csoport fő alcsoportjának elemei;
2) p-elemek - a III-VII csoportok fő alcsoportjainak elemei;
3) d-elemek - másodlagos alcsoportok elemei;
4) f-elemek - lantanidok, aktinidák.
Felülről lefelé a fő alcsoportokban a fémes tulajdonságok javulnak, míg a nemfémes tulajdonságok gyengülnek. A fő és a másodlagos csoport elemei tulajdonságaiban különböznek. A csoportszám az elem legmagasabb vegyértékét jelzi. Ez alól kivételt képeznek az oxigén, a fluor, a réz alcsoport elemei és a nyolcadik csoport. A fő és a másodlagos alcsoport elemeiben közösek a magasabb oxidok (és hidrátjaik) képletei. Az I-III csoport elemeinek magasabb oxidjaiban és hidrátjaiban (a bór kivételével) a bázikus tulajdonságok dominálnak, IV-től VIII-ig - savas. A fő alcsoportok elemeinél gyakoriak a hidrogénvegyületek képletei. Az I-III csoport elemei forma szilárd anyagok- hidridek, mivel a hidrogén oxidációs állapota -1. Elemek IV-VII csoportok - gáznemű. Hidrogénvegyületek a IV. csoport (EN 4) fő alcsoportjainak elemei semlegesek, az V. csoport (EN3) bázisok, a VI. és VII. csoport (H 2 E és NE) a savak.
Az atomok sugarai, periodikus változásaik a kémiai elemek rendszerében
Az atom sugara az atommagok töltéseinek növekedésével egy periódusban csökken, mivel az elektronhéjak vonzása az atommag által fokozódik. Van egyfajta "tömörítés". A lítiumtól a neonig az atommag töltése fokozatosan növekszik (3-ról 10-re), ami az elektronok atommaghoz való vonzási erőinek növekedését okozza, az atomok mérete csökken. Ezért a periódus elején a külső elektronrétegben kis elektronszámú és nagy atomsugárral rendelkező elemek vannak. Az atommagtól távolabb eső elektronok könnyen leválnak róla, ami a fémelemekre jellemző.
Ugyanebben a csoportban a periódusszám növekedésével az atomsugár növekszik, mivel az atom töltésének növekedése ellenkező hatást vált ki. Az atomok szerkezetének elmélete szempontjából az elemek fémekhez vagy nemfémekhez való tartozását atomjaik elektronokat adó vagy hozzáadó képessége határozza meg. A fématomok viszonylag könnyen adnak elektronokat, és nem tudják hozzáadni őket külső elektronrétegük felépítéséhez.
D. I. Mengyelejev 1869-ben fogalmazta meg a periodikus törvényt, amely így hangzik: a kémiai elemek és az általuk képzett anyagok tulajdonságai periodikus függésben vannak az elemek relatív atomtömegétől. Mengyelejev fizette a kémiai elemek rendszerezését relatív atomtömegük alapján nagy figyelmet az elemek és az általuk alkotott anyagok tulajdonságait is, a hasonló tulajdonságú elemeket függőleges oszlopokba - csoportokba osztva. Vminek megfelelően modern ötletek az atom szerkezetére vonatkozóan a kémiai elemek osztályozásának alapja az atommagjuk töltése, a periódusos törvény modern megfogalmazása pedig a következő: a kémiai elemek és az általuk képzett anyagok tulajdonságai periodikus függésben vannak. atommagjuk töltésein. Az elemek tulajdonságainak változásának periodikusságát az atomjaik külső energiaszintjének szerkezetében bekövetkező periodikus ismétlődés magyarázza. Az energiaszintek száma teljes szám a rajtuk elhelyezkedő elektronok és a külső szinten lévő elektronok száma a periódusos rendszerben átvett szimbolikát tükrözi.
a) Az elemek fémes és nemfémes tulajdonságaihoz kapcsolódó mintázatok.
- Mozgáskor JOBBÁRÓL BALRA mentén IDŐSZAK FÉM p-elem tulajdonságai NAGYOBB. Ellenkező irányban a nem fémesek növekednek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy jobbra vannak olyan elemek, amelyek elektronhéja közelebb van egy oktetthez. A periódus jobb oldalán lévő elemek kisebb valószínűséggel adják át elektronjaikat fémes kötés kialakítására, és általában a kémiai reakciókban.
- Például a szén kifejezettebb nemfém, mint a periódusbeli szomszédos bór, és a nitrogén még fényesebb nemfémes tulajdonságokkal rendelkezik, mint a szén. A periódusban balról jobbra az atommag töltése is növekszik. Következésképpen a vegyértékelektronok magjához való vonzódás növekszik, és visszatérésük nehezebbé válik. Éppen ellenkezőleg, az asztal bal oldalán lévő s-elemek külső héjában kevés elektron van, és kisebb a magtöltés, ami hozzájárul a fémes kötés kialakulásához. A hidrogén és a hélium érthető kivételével (héjuk közel vagy teljes!) minden s-elem fém; A p-elemek lehetnek fémek és nemfémek is, attól függően, hogy az asztal bal vagy jobb oldalán vannak-e.
- A d- és f-elemek, mint tudjuk, az "utolsó előtti" héjakból származó "tartalék" elektronokkal rendelkeznek, ami bonyolítja az s- és p-elemekre jellemző egyszerű képet. Általában a d- és f-elemek sokkal könnyebben mutatnak fémes tulajdonságokat.
- Az elemek túlnyomó többsége az fémekés csak 22 elem tartozik hozzá nem fémek: H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, valamint minden halogén és inert gáz. Néhány elemet félfémnek nevezünk, mivel csak gyenge fémes tulajdonságokkal rendelkeznek. Mik azok a félfémek? Ha a periódusos rendszerből kiválasztunk p-elemeket, és egy külön „blokkba” írjuk őket (ez a tábla „hosszú” alakjában történik), akkor a blokk bal alsó részén látható mintát találunk tipikus fémek, jobb felső tipikus nemfémek. A fémek és nemfémek határán helyet foglaló elemeket nevezzük félfémek.
- A félfémek megközelítőleg azon az átlón helyezkednek el, amely a periódusos rendszer bal felső sarkától a jobb alsó sarkáig a p-elemek mentén fut.
- A félfémek kovalens kristályrácsot tartalmaznak fémes vezetőképesség (elektromos vezetőképesség) jelenlétében. Vagy nincs elég vegyértékelektronjuk egy teljes értékű "oktett" kialakításához. kovalens kötés(mint a bórban), vagy nem tartják elég szilárdan (mint a tellúrban vagy a polóniumban) az atom nagy mérete miatt. Ezért ezen elemek kovalens kristályaiban a kötés részben fémes jellegű. Egyes félfémek (szilícium, germánium) félvezetők. Ezeknek az elemeknek a félvezető tulajdonságait számos összetett ok magyarázza, de ezek egyike a lényegesen alacsonyabb (bár nem nulla) elektromos vezetőképesség a gyengeség miatt. fémes kötés. A félvezetők szerepe az elektronikában rendkívül fontos.
- Mozgáskor FELÜL LE csoportok mentén MEGERŐSÍTETT FÉM elem tulajdonságait. Ez annak köszönhető, hogy lent a csoportokban vannak olyan elemek, amelyeknek már jó néhány feltöltött elektronhéja van. Külső héjuk távolabb van a magtól. Az alsó elektronhéjak vastagabb „bundája” választja el őket az atommagtól, és a külső szintek elektronjait gyengébben tartják.
b) Redox tulajdonságokhoz kapcsolódó minták. Az elemek elektronegativitásának változásai.
- A fenti okok megmagyarázzák, miért BALRA JOBBRA OXIDÁCIÓ tulajdonságait, és költözéskor FELÜL LE – VISSZAÁLLÍTÁS elem tulajdonságait.
- Ez utóbbi szabályosság még az olyan szokatlan elemekre is kiterjed, mint az inert gázok. A csoport alsó részébe tartozó kripton és xenon „nehéz” nemesgázaiban lehetőség van az elektronok „szelektálására” és erős oxidálószerekkel (fluorral és oxigénnel) előállítani vegyületeiket, de a „könnyű” hélium, neon és argon ezt nem lehet megtenni.
- A táblázat jobb felső sarkában a legaktívabb nemfém oxidálószer, a fluor (F), a bal alsó sarokban pedig a legaktívabb redukáló fém, a cézium (Cs). A francium (Fr) elemnek még aktívabb redukálószernek kellene lennie, de kémiai tulajdonságait rendkívül nehéz vizsgálni gyors radioaktív bomlása miatt.
- Ugyanazon okból, mint az elemek oxidációs tulajdonságai, azok NÖVELI A VILLAMOSSÁG Azonos BALRÓL JOBBRA, elérve a halogének maximumát. Ebben nem utolsósorban a vegyértékhéj befejezettségi foka, az oktetthez való közelsége játszik szerepet.
- Mozgáskor FELÜL LE csoportok szerint CSÖKKEN A VILLAMOSSÁG. Ennek oka az elektronhéjak számának növekedése, amelyek közül az utolsón az elektronok egyre gyengébb módon vonzódnak az atommaghoz.
- c) Az atomok méretével kapcsolatos szabályszerűségek.
- Atomméretek (ATOM SUGÁR) mozgáskor BALRÓL JOBBRA az időszak mentén CSÖKKEN. Az elektronok egyre jobban vonzódnak az atommaghoz, ahogy az atommag töltése növekszik. Még az elektronok számának növekedése a külső héjban (például a fluorban az oxigénhez képest) nem vezet az atom méretének növekedéséhez. Ezzel szemben a fluoratom mérete kisebb, mint az oxigénatomé.
- Mozgáskor FENTRŐL LEfelé ATOMSUGÁR elemeket NŐ, mert több elektronhéj töltődik meg.
d) Az elemek vegyértékével kapcsolatos minták.
- ugyanannak az elemei ALCSOPORTOK A külső elektronhéjak hasonló konfigurációjúak, és ezért ugyanaz a vegyérték a más elemekkel alkotott vegyületekben.
- Az s-elemek vegyértékei megegyeznek a csoportszámukkal.
- A p-elemek vegyértéke a lehető legmagasabb, egyenlő a csoportszámmal. Ezen túlmenően, vegyértékük megegyezhet a 8-as szám (oktett) és a csoportszámuk (a külső héj elektronjainak száma) különbségével.
- A d-elemek sokféle vegyértéket mutatnak, amelyeket nem lehet pontosan megjósolni a csoportszámból.
- Nemcsak az elemek, hanem sok vegyületük is – oxidok, hidridek, halogénvegyületek – mutat periodikusságot. Az egyes CSOPORTOK elemeket, felírhatja a vegyületek képleteit, amelyek periodikusan "ismétlődnek" (vagyis általánosított képletként írhatók fel).
Tehát foglaljuk össze a tulajdonságok változásának mintázatait, amelyek az időszakokon belül manifesztálódnak:
Az elemek egyes jellemzőinek változása periódusonként balról jobbra:
- az atomok sugara csökken;
- az elemek elektronegativitása nő;
- a vegyértékelektronok száma 1-ről 8-ra nő (a csoportszámmal egyenlő);
- legmagasabb fokozat az oxidáció fokozódik (a csoportszámmal egyenlő);
- az atomok elektronrétegeinek száma nem változik;
- a fémes tulajdonságok csökkennek;
- az elemek nem fémes tulajdonságai megnőnek.
Egy csoport elemeinek néhány jellemzőjének módosítása felülről lefelé:
- az atommagok töltése nő;
- az atomok sugara nő;
- az atomok energiaszintjeinek (elektronikus rétegeinek) száma nő (a periódusszámmal egyenlő);
- az atomok külső rétegén lévő elektronok száma azonos (egyenlő a csoportszámmal);
- a külső réteg elektronjai és az atommag közötti kötés erőssége csökken;
- az elektronegativitás csökken;
- az elemek fémessége nő;
- az elemek nemfémessége csökken.
Z egy sorozatszám, egyenlő a számmal protonok; R az atom sugara; EO - elektronegativitás; e tengely - a vegyértékelektronok száma; RENDBEN. Utca. — oxidáló tulajdonságok; Nap. Utca. - helyreállító tulajdonságok; En. ur. — energiaszintek; Me - fémes tulajdonságok; NeMe - nem fémes tulajdonságok; BCO - a legmagasabb fokú oxidáció Referenciaanyag a teszt sikeres teljesítéséhez:
Mengyelejev táblázat
Oldhatósági táblázat
