Как расположены элементы в периоде: Периодическая таблица — урок. Химия, 8–9 класс.

Содержание

Полуметаллы — полуметаллы, металл, химия, уровень и свойства.

Полуметаллы, Полуметаллы.
Полуметаллы (металлоиды, амфотерные металлы) — химические элементы, расположенные в периодической системе на границе между металлами и неметаллами. Для них характерно образование ковалентной кристаллической решётки и наличие металлической проводимости.

В физике твёрдого тела полуметаллами называются различные вещества, занимающие по электрическим свойствам промежуточное положение между металлами и полупроводниками.

К полуметаллам относят Bi, Sb, Po, иногда — As, Te, Ge, которые по своим химическим свойствам являются неметаллами, но по типу проводимости относятся к проводникам, а также Sn, имеющее полупроводниковую форму, и аллотропную модификацию углерода — графит.

Группа элементов, металлов относящихся к Полуметаллам:

 

Отличие от полупроводников полуметаллы обладают электрической проводимостью при абсолютном нуле температуры, и в отличие от металлов их проводимость с температурой возрастает. Характерной особенностью полуметаллов является слабое перекрытие валентной зоны и зоны проводимости, что приводит, с одной стороны, к тому, что полуметаллы остаются проводниками электрического тока вплоть до абсолютного нуля температуры, а с другой стороны — с повышением температуры число носителей тока (электронов и дырок) возрастает, но всё-таки остаётся небольшим, достигая концентрации 1018—1020 см–3, или 10–3 на атом.

Носители тока в полуметаллах отличаются большой подвижностью и малой эффективной массой. Благодаря этому полуметаллы — наиболее подходящие объекты для наблюдения размерных эффектов, фазовых переходов полуметалл — диэлектрик в сильных магнитных полях и ряда других явлений.

Близки к группе неметаллы — химическим элементам с неметаллическими свойствами, которые занимают правый верхний угол Периодической системы. Расположение их в главных подгруппах соответствующих периодов следующее. Характерной особенностью неметаллов является большее (по сравнению с металлами) число электронов на внешнем энергетическом уровне их атомов. Это определяет их большую способность к присоединению дополнительных электронов и проявлению более высокой окислительной активности, чем у металлов.

Неметаллы имеют высокие значения сродства к электрону, большую электроотрицательность и высокий окислительно-восстановительный потенциал.

Благодаря высоким значениям энергии ионизации неметаллов их атомы могут образовывать ковалентные химические связи с атомами других неметаллов и амфотерных элементов. В отличие от преимущественно ионной природы строения соединений типичных металлов, простые неметаллические вещества, а также соединения неметаллов имеют ковалентную природу строения.

Нас находят по запросам:
— полуметаллы
— уровень ферми
— полуметаллах
— полуметалл и его свойства
— химия и полуметаллы
— Полуметаллы и физика
— Физика твёрдого тела
 

Периодический закон | CHEMEGE.RU

 

Периодический закон — это фундаментальный закон, который был сформулирован Д.И. Менделеевым в 1869 году.

В формулировке Дмитрия Ивановича Менделеева периодический закон звучал так: «Свойства элементов, формы и свойства образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от величины их атомной массы.» Периодическое изменение свойств элементов Менделеев связывал с атомной массой. Понимание периодичности изменения многих свойств позволило Дмитрию Ивановичу определить и описать свойства веществ, образованных еще не открытыми химическими элементами, предсказать природные рудные источники и даже места их залегания.

 

 

Более поздние исследования показали, что свойства атомов и их соединений зависят в первую очередь от электронного строения атома. А электронное строение определяется свойствами атомного ядра. В частности, зарядом ядра атома.

Поэтому современная формулировка периодического закона звучит так:

«Свойства элементов, форма и свойства образованных ими соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов«.

Следствие периодического закона – изменение свойств элементов в определенных совокупностях, а также повторение свойств по периодам, т.е. через определенное число элементов. Такие совокупности Менделеев назвал периодами.

Периоды – это горизонтальные ряды элементов с одинаковым количеством заполняемых электронных уровней. Номер периода обозначает число энергетических уровней в атоме элемента. Все периоды (кроме первого) начинаются щелочным металлом (s-элементом), а заканчиваются благородным газом.

Группы – вертикальные столбцы элементов с одинаковым числом валентных электронов, равным номеру группы. Различают главные и побочные подгруппы. Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов, валентные электроны которых расположены на внешних ns— и np— подуровнях.

 

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева состоит из

семи периодов, которые представляют собой горизонтальные последовательности элементов, расположенные по возрастанию заряда их атомного ядра. 

Каждый период (за исключением первого) начинается атомами щелочных металлов (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) и заканчивается благородными газами (Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), которым предшествуют типичные неметаллы.

В периодах слева направо возрастает число электронов на внешнем уровне.

Как следствие,

В периодах слева направо постепенно ослабевают металлические и усиливаются неметаллические свойства

.

В первом периоде имеются два элемента – водород и гелий. При этом водород условно размещают в IA или VIIA подгруппе, так как он проявляет сходство и со щелочными металлами, и с галогенами. Как и щелочные металлы, водород является восстановителем. Отдавая один электрон, водород образует однозарядный катион H+. Как и галогены, водород – неметалл, образует двухатомную молекулу H2 и может проявлять окислительные свойства при взаимодействии с активными металлами:

2Na + H2  →  2NaH

В четвертом

периоде вслед за Са расположены 10 переходных элементов (от скандия Sc до цинка Zn), за которыми находятся остальные 6 основных элементов периода ( от галлия Ga до криптона Кr). Аналогично построен пятый период. Переходными элементами обычно называют любые элементы с валентными d– или f–электронами.

Шестой и седьмой периоды имеют двойные вставки элементов. За элементом Ва расположены десять d–элементов (от лантана La — до гадолиния Hg), а после первого переходного элемента лантана La следуют 14 f–элементов — лантаноидов (Се — Lu). После ртути Hg располагаются остальные 6 основных р-элементов шестого периода (Тl — Rn).

В седьмом (незавершенном) периоде за Ас следуют 14 f–элементов- актиноидов (Th — Lr). В последнее время La и Ас стали причислять соответственно к лантаноидам и актиноидам. Лантаноиды и актиноиды помещены отдельно внизу таблицы.

В Периодической системе каждый элемент расположен в строго определенном месте, которое соответствует его порядковому номеру.

Элементы в Периодической системе разделены на восемь групп (I – VIII), которые в свою очередь делятся на подгруппыглавные, или подгруппы А и побочные, или подгруппы Б. Подгруппа VIIIБ-особая, она содержит

триады элементов, составляющих семейства железа (Fе, Со, Ni) и платиновых металлов (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt).

Внутри каждой подгруппы элементы проявляют похожие свойства и схожи по химическому строению. А именно:

В главных подгруппах сверху вниз усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические.

В зависимости от того, какая энергетическая орбиталь заполняется в атоме последней, химические элементы можно разделить на s-элементы, р-элементы, d- и f-элементы.

У атомов s-элементов заполняются s-орбитали на внешних энергетических уровнях. К s-элементам относятся водород и гелий, а также все элементы I и II групп главных подгрупп (литий, бериллий, натрий и др.). У p-элементов электронами заполняются p-орбитали. К ним относятся элементы III-VIII групп, главных подгрупп. У d-элементов заполняются, соответственно, d-орбитали. К ним относятся элементы побочных подгрупп.

 

Из строения атомов и электронных оболочек вытекают следующие закономерности:

 

Номер периода соответствует числу заполняемых энергетических уровней.

Номер группы, как правило, соответствует числу валентных электронов в атоме (т.е. электроном, способных к образованию химической связи).

Номер группы, как правило, соответствует высшей положительной степени окисления атома. Но есть исключения!

 

О каких же еще свойствах говорится в Периодическом законе?

Периодически зависят от заряда ядра такие характеристики атомов, как орбитальный радиус, энергия сродства к электрону, электроотрицательность, энергия ионизации, степень окисления и др.

Рассмотрим, как меняется атомный радиус. Вообще, атомный радиус – понятие довольно сложное и неоднозначное. Различают радиусы атомов металлов и ковалентные радиусы неметаллов.

Радиус атома металла равен половине расстояния между центрами двух соседних атомов в металлической кристаллической решетке. Атомный радиус зависит от типа кристаллической решетки вещества, фазового состояния и многих других свойств.

Мы говорим про орбитальный радиус изолированного атома .

Орбитальный радиус – это  теоретически рассчитанное расстояние от ядра до максимального скопления  наружных электронов.

Орбитальный радиус завит в первую очередь от числа энергетических уровней, заполненных электронами.

Чем больше число энергетических уровней, заполненных электронами, тем больше радиус частицы.

Например, в ряду атомов: F – Cl – Br – I количество заполненных энергетических уровней увеличивается, следовательно, орбитальный радиус также увеличивается.

 

 

Если количество заполняемых энергетических уровней одинаковое, то радиус определяется зарядом ядра частицы.

Чем больше заряд ядра, тем сильнее притяжение валентных электронов к ядру.

Чем больше притяжение валентных электронов к ядру, тем меньше радиус частицы. Следовательно:

Чем больше заряд ядра атома (при одинаковом количестве заполняемых энергетических уровней), тем меньше атомный радиус.

Например, в ряду Li – Be – B – C количество заполненных энергетических уровней, заряд ядра увеличивается, следовательно, орбитальный радиус также уменьшается.

 

 

В группах сверху вниз увеличивается число энергетических уровней у атомов. Чем больше количество энергетических уровней у атома, тем дальше расположены электроны внешнего энергетического уровня от ядра и тем больше орбитальный радиус атома.

В главных подгруппах сверху вниз увеличивается орбитальный радиус.

В периодах же число энергетических уровней не изменяется. Зато в периодах слева направо увеличивается заряд ядра атомов. Следовательно, в периодах слева направо уменьшается орбитальный радиус атомов.

В периодах слева направо орбитальный радиус атомов уменьшается.

 

 

Пример. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одной группе, и расположите эти элементы в порядке увеличения радиуса  атома

  1) O         2) Se       3) F       4) S       5) Na

 Решение: 

В одной группе Периодической системы находятся элементы кислород O, селен Se и сера S.

В группе снизу вверх атомный радиус уменьшается, а сверху вниз – увеличивается. Следовательно, правильный ответ: O, S, Se или 142.

Ответ: 142

 

Пример. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите эти элементы в порядке уменьшения радиуса атома

  1) K         2) Li       3) F       4) B       5) Na

Решение: 

В одном периоде Периодической системы находятся элементы литий Li, фтор F и натрий Na.

В периоде слева направо атомный радиус уменьшается, а справа налево – увеличивается. Следовательно, правильный ответ: Li, B, F или 243.

Ответ: 243

 

Рассмотрим закономерности изменения радиусов ионов: катионов и анионов.

Катионы – это положительно заряженные ионы. Катионы образуются, если атом отдает электроны.

Радиус катиона меньше радиуса соответствующего атома. С увеличением положительного заряда иона радиус уменьшается.

Например, радиус иона Na+ меньше радиуса атома натрия Na:

 

 

Анионы – это отрицательно заряженные ионы. Анионы образуются, если атом принимает электроны.

 

 Радиус аниона больше радиуса соответствующего атома.

 

Радиусы ионов также зависят от числа заполненных энергетических уровней в ионе и от заряда ядра.

Например, радиус иона Cl больше радиуса атома хлора Cl.

Изоэлектронные ионы – это  ионы с одинаковым числом электронов. Для изоэлектронных частиц радиус также определяется зарядом ядра: чем больше заряд ядра иона, тем меньше радиус.

Например: частицы Na+ и F содержат по 10 электронов. Но заряд ядра натрия +11, а у фтора только +9. Следовательно, радиус иона Na+ меньше радиуса иона F .

 

Еще одно очень важное свойство атомов – электроотрицательность (ЭО)

Электроотрицательность – это способность атома смещать к себе электроны других атомов при образовании связи. Оценить электроотрицательность можно только примерно. В настоящее время существует несколько систем оценки относительной электроотрицательности атомов. Одна из наиболее распространенных – шкала Полинга.

 

 

По Полингу наиболее электроотрицательный атом – фтор (значение ЭО≈4). Наименее элекроотрицательный атом –франций (ЭО = 0,7).

 

В главных подгруппах сверху вниз уменьшается электроотрицательность.

В периодах слева направо электроотрицательность увеличивается.

 

Пример.Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента-неметалла. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их электроотрицательности. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности:

  1) Mg         2) P       3) O       4) N       5) Ti

Решение: 

Элементы-неметаллы – это фосфор Р, кислород О и азот N.

Электроотрицательность увеличивается в группах снизу вверх и слева направо в периодах. Следовательно, правильный ответ: P, N, O или 243.

Ответ: 243

 

 

Периодический закон, подготовка к ЕГЭ по химии

Периодический закон был открыт Д.И. Менделеевым в 1868 году. Его современная формулировка: свойства химических элементов и образуемых ими соединений (простых и сложных) находятся в периодической зависимости от величины заряда атомного ядра.

Периодический закон лежит в основе современного учения о строении вещества. Периодическая система Д.И. Менделеева является наглядным отражением периодического закона.

В периодической таблице элементы расположены в порядке увеличения атомного заряда, группируются в “строки и столбцы” – периоды и группы.

Период – ряд горизонтально расположенных химических элементов. 1, 2 и 3 периоды называются малыми, они состоят из одного ряда элементов. 4, 5, 6 – называются большими периодами, они состоят из двух рядов химических элементов.

Группой называют вертикальный ряд химических элементов в периодической таблице. Элементы собраны в группы на основе степени окисления в высшем оксиде. Каждая из восьми групп состоит из главной подгруппы (а) и побочной подгруппы (б).

Периодическая таблица Д.И. Менделеева содержит колоссальное число ответов на самые разные вопросы. При умелом ее использовании вы сможете предполагать строение и свойства веществ, успешно писать химические реакции и решать задачи.

Радиус атома

Радиусом атома называют расстояние между атомным ядром и самой дальней электронной орбиталью. Это не четкая, а условная граница, которая говорит о наиболее вероятном месте нахождения электрона.

В периоде радиус атома уменьшается с увеличением порядкового номера элементов (“→” слева направо). Это связано с тем, что с увеличением номера группы увеличивается число электронов на внешнем уровне. Запомните, что для элементов главных подгрупп номер группы равен числу электронов на внешнем уровне.

С увеличением числа электронов они становятся более скученными, так как притягиваются друг к другу сильнее: это и есть причина маленького радиуса атома.

Чем меньше электронов, тем больше у них свободы и больше радиус атома, поэтому радиус увеличивается в периоде “←” справа налево.

В группе радиус атома увеличивается с увеличением заряда атомных ядер – сверху вниз “↓”. Чем больше период, тем больше электронных орбиталей вокруг атома, соответственно, и больше его радиус.

С уменьшением заряда атома в группе радиус атома уменьшается – снизу вверх “↑”. Это связано с уменьшением количества электронных орбиталей вокруг атома. Для примера возьмем атомы бора и алюминия, элементов, расположенных в одной группе.

Период, группа и электронная конфигурация

Обратите внимание еще раз на важную деталь: элементы, находящиеся в одной группе (главной подгруппе!), имеют сходную конфигурацию внешнего уровня. Так у бора на внешнем уровне расположены 3 электрона, у алюминия – тоже 3. Оба они в III группе.

Такая закономерность иногда может сильно облегчить жизнь, однако у элементов побочных подгрупп она отсутствует – там нужно считать электроны “вручную”, располагая их на электронных орбиталях.

Раз уж мы повели речь об электронных конфигурациях, давайте запишем их для бора и алюминия, чтобы лучше представлять их внешний уровень и увидеть то самое “сходство”:

  • B5 – 1s22s22p1
  • Al13 – 1s22s22p63s23p1

Общую электронную конфигурацию для элементов III группы главной подгруппы можно записать ns2np1. Это будет работать для бора, внешний уровень которого 2s22p1, алюминия – 3s23p1, галия – 4s24p1, индия – 5s25p1 и таллия – 6s26p1. За “n” мы принимаем номер периода.

Правило составления электронной конфигурации, которое вы только что увидели, универсально. Если вы имеете дело с элементом главной подгруппы, то увидев номер группы вы знаете, сколько электронов у него на внешнем уровне. Посмотрев на период, знаете номер его внешнего уровня.

Вам остается только распределить известное число электронов по s и p ячейкам, а затем подставить номер периода – и вот быстро получена конфигурация внешнего уровня. Предлагаю посмотреть на примере ниже 🙂

Очень надеюсь, что теперь вы знаете: только глядя на положение элемента в периодической таблице, на группу и период, в которых он расположен, вы уже можете составить конфигурацию его внешнего уровня. Безусловно, это для элементов главных подгрупп. Повторюсь: у побочных – только “вручную”.

Длина связи

Длина связи – расстояние между атомами химически связанных элементов. Очевидно, что понятия длины связи и атомного радиуса взаимосвязаны напрямую. Чем больше радиус атома, тем больше длина связи.

Убедимся в этом на наглядном примере, сравнив длину связей в четырех веществах: HF, HCl, HBr, HI.

Чем больше радиусы атомов, которые образуют химическую связь, тем больше между ними и длина связи. Радиус атома водорода неизменен во всех трех веществах, а в ряду F → Cl → Br → I происходит увеличение радиуса атома. Наибольшим радиусом обладает йод, поэтому самая длинная связь в молекуле HI.

Металлические и неметаллические свойства

В периоде с увеличением заряда атома металлические свойства ослабевают, неметаллические – усиливаются (слева направо “→”). В группе с увеличением заряда атома металлические свойства усиливаются, а неметаллические – ослабевают (сверху вниз “↓”).

Сравним металлические и неметаллические свойства Rb, Na, Al, S. Натрий, алюминий и сера находятся в одном периоде. Металлические свойства возрастают S → Al → Na. Натрий и рубидий находятся в одной группе, металлические свойства возрастают Na → Rb.

Таким образом, самые сильные металлические свойства проявляет рубидий, но с другой стороны – у него самые слабые неметаллические свойства. Сера обладает самыми слабыми металлическими свойствами, но, если посмотреть по-другому, сера – самый сильный неметалл.

Распределение металлов и неметаллов в периодической таблице также является наглядным отображением этого правила. Если провести условную линию, проходящую от бора до астата, то справа окажутся неметаллы, а слева – металлы.

Основные и кислотные свойства

Основные свойства в периоде с увеличением заряда атома уменьшаются, кислотные – возрастают. В группе с увеличением заряда атома основные свойства усиливаются, а кислотные – ослабевают.

Кислотные и основные свойства противопоставлены друг другу, как противопоставлены металлические и неметаллические. Где первые усиливаются, вторые – убывают. Все аналогично, поэтому смело ассоциируйте одни с другими, так будет гораздо легче запомнить.

Замечу, что здесь есть одно важное исключение. Как и в общем случае: исключения только подтверждают правила. В ряду галогенводородных кислот HF → HCl → HBr → HI происходит усиление кислотных свойств (а не ослабление, как должно быть по логике нашего правила).

Это можно объяснить в темах диссоциации и химических связей. Когда мы дойдем до соответствующей темы, я напомню про HF и водородные связи между молекулами, которые делают эту кислоту самой слабой. Сейчас воспринимайте это как исключение: HF – самая слабая из этих кислот, а HI – самая сильная.

Восстановительные и окислительные свойства

Восстановительные свойства в периоде с увеличением заряда атома ослабевают, окислительные – усиливаются. В группе с увеличением заряда атома восстановительные свойства усиливаются, а окислительные – ослабевают.

Ассоциируйте восстановительные свойства с металлическими и основными, а окислительные – с неметаллическими и кислотными. Так гораздо проще запомнить 😉

Электроотрицательность (ЭО), энергия связи, ионизации и сродства к электрону

Электроотрицательность – способность атома, связанного с другими, приобретать отрицательный заряд (притягивать к себе электроны). Мы уже касались ее в статье, посвященной степени окисления. Это важное свойство, ведь более ЭО-ый атом притягивает к себе электроны и уходит в отрицательную степень окисления со знаком минус “-“.

Все перечисленные в подзаголовке свойства вместе с ЭО усиливаются в периоде с увеличением заряда атома, в группе с увеличением заряда атома они ослабевают. Таким образом, самый электроотрицательный элемент расположен справа вверху таблицы Д.И. Менделеева – это фтор.

Для примера сравним ЭО-ость атомов Te, In, Al, P. Индий расположен в одной группе с алюминием, ЭО-ость In → Al возрастает (снизу вверх). Алюминий расположен в одном периоде с серой, ЭО-ость возрастает Al → S (слева направо). Сравнивая серу и теллур, мы видим, что сера расположена в группе выше теллура, значит и ее электроотрицательность тоже выше.

Энергия связи (а также ее прочность) возрастают с увеличением электроотрицательности атомов, образующих данную связь. Чем сильнее атом тянет на себя электроны (чем больше он ЭО-ый), тем прочнее получается связь, которую он образует.

Понятию ЭО-ости “синонимичны” также понятия сродства к электрону – энергии, выделяющейся при присоединении электрона к атому, и энергии ионизации – количеству энергии, которое необходимо для отщепления электрона от атома. И то, и другое возрастают с увеличением электроотрицательности.

Продемонстрирую на примере. Сравним энергию связи в трех молекулах: H2O, H2S, H2Se.

Высшие оксиды и летучие водородные соединения (ЛВС)

В периодической таблице Д.И. Менделеева ниже 7 периода находится строка, в которой для каждой группы указаны соответствующие высшие оксиды, ниже строка с летучими водородными соединениями.

Для элементов главных подгрупп начиная с IV группы (в большинстве случае) максимальная степень окисления (СО) определяется по номеру группы. К примеру, для серы (в VI группе) максимальная СО = +6, которую она проявляет в соединениях: H2SO4, SO3.

В таблице видно, что для VIa группы формула высшего оксида RO3, а, к примеру, для IIIa группы – R2O3. Напишем высшие оксиды для веществ из VIa : SO3, SeO3, TeO3 и IIIa группы: B2O3, Al2O3, Ga2O3.

На экзамене строка с готовыми “высшими” оксидами, как в таблице наверху, может отсутствовать. Считаю важным подготовить вас к этому. Предположим, что эта строчка внезапно исчезла из таблицы, и вам нужно записать высшие оксиды для фосфора и углерода.

С летучими водородными соединениями (ЛВС) ситуация аналогичная: их может не быть в периодической таблице Д.И. Менделеева, которая попадется на экзамене. Я расскажу вам, как легко их запомнить.

ЛВС характерны для IV, V, VI и VII группы. Элементы этих групп более электроотрицательны, чем водород, поэтому ходят в “-” отрицательную СО. Минимальная степень окисления для элементов главных подгрупп, начиная с IV группы, может быть рассчитана так: номер группы – 8.

Например, для углерода минимальная СО = 4-8 = -4; для азота 5-8 = -3; для кислорода 6-8 = -2; для фтора 7-8 = -1. Для того, чтобы запомнить ЛВС, вы должны ассоциировать IV, V, VI и VII группы с хорошо известными вам веществами: метаном, аммиаком, водой и фтороводородом.

Так как общее строение ЛВС в пределах одной группы сходно, то, вспомнив например H2O для кислорода в VI группе, вы легко найдете формулы других ЛВС VI группы: серы – H2S, H2Se, H2Te, H2Po.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Элементы – Общая и неорганическая химия

 

p-Элементы III группы
К p-элементов III группе относятся бор B, алюминий Al, галлий Ga, индий In и таллий Tl. По характеру этих элементов бор является типичным неметаллом, остальные – металлы. В пределах подгруппы прослеживаются резкий переход от неметаллу к металлам. Свойствами и поведением бор подобный кремния, что является результатом диагональной сродства элементов в периодической системе, согласно которой смещение в периоде вправо вызывает усиление неметаллического характера, а вниз по группе – металлического, поэтому аналогичные по свойствам элементы оказываются расположенными диагонально рядом, например Li и Mg, Ber и Al, B и Si.

Электронное строение валентных подуровней атомов p-элементов III группы в основном состоянии имеет вид ns2np1. В соединениях бор и трехвалентные алюминий, галлий и индий, кроме того, могут образовывать соединения со степенью окисления +1, а для таллия последний является довольно характерным.

Алюминий является одним из самых распространенных элементов природы, бор – достаточно распространенный, галлий, индий а таллий распространены мало и очень рассеяны, поэтому относятся к редким.

p-Элементы IV группы


К p-элементов IV группы относятся углерод C, кремний Si, германий Ge, олово Sn и свинец Pb. Общая электронная конфигурация валентных подуровней атомов p-элементов в основном состоянии ns2np2. Вследствие наличия 2-х неспаренных p-электронов в соединениях они могут проявлять степень окисления +2, причем эта тенденция усиливается в направлении к свинцу. Атомы могут переходить в возбужденное состояние с образованием четырех валентных электронов, что обусловливает возникновение соединений со степенью окисления +4. Это состояние является характерным для углерода и кремния, способность к выявлению степени окисления +4 ослабляется в направлении к свинцу.

Характер изменения физических свойств элементов и соответствующих простых веществ свидетельствует о закономерное ослабление неметаллических и усиление металлических свойств в ряду C – Si – Ge – Pb.

Углерод и кремний – типичные неметаллы, образующие атомные кристаллические решетки с ковалентной связью. Их простые вещества характеризуются высокими твердостью, температурами плавления и кипения. Для германия эти параметры остаются относительно большими, что вместе с хрупкостью характеризует его как алмазоподобный кристалл с ковалентным типом связи. В то же время в германию уже обнаружено некоторое взнос металлической связи. На это указывает заметное уменьшение ширины запрещенной зоны и росту электропроводности. Для олова полупроводниковые свойства сохраняются лишь до температуры 13,2°С, при дальнейшем нагревании олово переходит в металлический состояние. Свинец – металл, который не проявляет полупроводниковых свойств. Возрастание металлических свойств сопровождается постепенным уменьшением энергии ионизации элементов, их электроотрицательности и усилением восстановительной способности простых веществ.

p-Элементы V группы


К p-элементов V группы относятся азот N, фосфор P, мышьяк As, стибий Sb и висмут Bi, при чем азот и фосфор являются типичными элементами, а остальные элементы образуют подгруппу мышьяка. Электронная конфигурация валентных подуровней элементов в основном состоянии ns2np3.

На последнем энергетическом уровне атомы элементов этой подгруппы имеют по три одноэлектронные орбита ли, которые могут образовывать три ковалентные связи. В то же время в связывании могут принимать участие двухэлектронная орбиталь, а в случае элементов, размещенных после азота, – также свободные nd-орбитали. Так, азот способен образовывать четвертая ковалентная связь по донорно-акцепторным механизмом с использованием своей неподеленной пары электронов. Примером может служить ион аммония NH4+ и его многочисленные производные. Максимально возможная валентность азота в его соединениях равна 4, и каждая пара электронов четырех ковалентных связей занимает одну из четырех орбиталей.

В отличие от азота остальное атомов p-элементов V группы имеют nd-подуровень, вакантные орбитали которого способны участвовать в образовании дополнительных ковалентных связей, за счет чего их ковалентность может расти до 5.

Факторы увеличения радиусов атомов и уменьшение электроотрицательности в ряду N – P – As – Sb – Bi влияют на свойства простых веществ и соединений элементов: постепенно уменьшается стойкость неметаллических форм простых веществ и увеличивается устойчивость металоподобных (азот — типичный неметал с большой электронегативностью, а висмут — типичный металл, электроотрицательности которого лишь 1,70), ослабляются кислотные и усиливаются основные свойства бинарных соединений элементов, их гидроксидов и тому подобное.

p-Элементы VI группы


К p-элементов VI группы относятся кислород O, сера S, селен Se, теллур Te и полоний Po. На валентных подуровням атомов p-Элементы VI группы размещено 6 электронов: электронная конфигурация валентных подуровней атомов в основном состоянии ns2np4.

За счет использования неспаренных электронов элементы в своих соединениях обнаруживают характерную для них валентность 2. Она может расти в случае образования донорно-акцепторных связей, в которых принимают участие двухэлектронные орбитали. Например, в кислых водных растворах существуют ионы гидроксонию H3O+, в которых атом кислорода соединен с тремя атомами водорода ковалентными связями. В отличие от кислорода атомы остальных p-элементов VI группы имеют свободный nd-подуровень, орбитали которого также способны принимать участие в образовании химических связей, в результате чего валентность серы, селена, теллура и полония может возрастать до 6.

Для атомов p-элементов VI группы характерно присоединение электронов для завершения np-подуровня и образования устойчивой электронной конфигурации следующего благородного газа ns2np6. Это определяет характерный для них степень окисления -2 в соединениях с менее электронегативными элементами.

С переходом к полонию наблюдается характерное для групп p-элементов уменьшение устойчивости высшей степени окисления. Для полония соединения со степенью окисления +6 очень неустойчивы. Это обусловлено сильным ростом энергетической разницы между ns-и np-подуровнями, что затрудняет участие ns-электронов в образовании химических связей.

В ряду O – S – Se – Te – Po возрастают радиусы атомов, что характерно для групп p-элементов, уменьшение энергии их ионизации и электроотрицательности. Ослабление неметаллических свойств элементов проявляется также в уменьшении стойкости неметаллических форм простых веществ и в росте устойчивости металлических. Это приводит к тому, что в отличие от предыдущих элементов подгруппы полоний уже имеет металлическую кристаллическую решетку и относится к металлам.

p-Элементы VII группы – галогены


К p-элементов VII группы относятся фтор F, хлор Cl, бром Br, йод I и астату At. Элементы имеют общее название галогены. Электронная конфигурация валентных подуровней атомов p-элементов VII группы соответствует формуле ns2np5.

На последнем энергетическом уровне атомы элементов имеют по семь электронов, один из которых является неспаренным. Этим объясняется сходство их свойств. Наличие одноэлектронной орбитали определяет характерную для всех элементов валентность 1. Одновременно галогены (кроме фтора) имеют вакантный nd-подуровень, орбитали которого также могут участвовать в образовании химических связей и увеличивать валентность атомов элементов до 7.

Молекулы галогенов двухатомные, неполярные. Все галогены являются неметаллами. В ряду F – Cl – Br – I – At ослабляются признаки неметаличности: фтор — самый типичный элемент-неметала, а астату обнаруживает некоторые свойства элемента-металла.

В пределах своих периодов галогены характеризуются малыми атомными радиусами, что обуславливает их высокие электроотрицательности и сродство к электрону, поэтому для них в сложных веществах самым стойким является степень окисления -1.

p-Элементы VIII группы


К p-элементов VIII группы относятся гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe и радон Rh, которые составляют главную подгруппу. Атомы этих элементов имеют завершенные внешние электронные слои, поэтому электронная конфигурация валентных подуровней их атомов в основном состоянии имеет вид 1s2 (Не) и ns2np6 (остальные элементы). Благодаря очень высокой устойчивости электронных конфигураций они в целом характеризуются большими значениями энергий ионизации и химической инертностью, поэтому их называют благородными (инертными) газами. В свободном состоянии они существуют в виде атомов (одноатомных молекул). Атомы гелия (1s2), неона (2s22p6) и аргона (3s23p6) имеют особо устойчивую электронную структуру, поэтому соединения валентного типа для них неизвестны.

Криптон (4s24p6), ксенон (5s25p6) и радон (6s26p6) отличаются от предыдущих благородных газов большими размерами атомов и, соответственно, меньшими энергиями ионизации. Они способны образовывать соединения, которые зачастую имеют низкую стойкость.

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА – это… Что такое ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА?

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА, систематизация химических ЭЛЕМЕНТОВ в порядке возрастания их АТОМНЫХ НОМЕРОВ в соответствии с ПЕРИОДИЧЕСКИМ ЗАКОНОМ МЕНДЕЛЕЕВА, сформулированным МЕНДЕЛЕЕВЫМ в 1869 г., и позднее скорректированным Генри Мозли. В современном варианте таблицы элементы сгруппированы в 18 вертикальных колонок и 7 горизонтальных периодов. Вертикальные колонки, содержащие группы, пронумерованы от I до VII (иногда называемые также IA – VIIA), а последняя колонка имеет номер 0. Металлические ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ расположены в середине таблицы, между группой II и III. ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ находятся в группе I, a ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ – в группе II. МЕТАЛЛОИДЫ и неметаллы расположены в группах III- VII, с ГАЛОГЕНАМИ в группе VII, а БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ (инертные газы) составляют группу 0. Элементы в каждой группе имеют одинаковое число валентных электронов, а значит, и похожие химические свойства. Элементы в одном и том же горизонтальном периоде имеют одинаковое число электронных оболочек. Элементы размещены в периодах в порядке увеличения атомного номера слева направо. см. также ВАЛЕНТНОСТЬ; ЭЛЕКТРОН

Периодическая таблица В периодической таблице химические элементы расположены в соответствии с их атомными номерами. Вертикальные колонки, называемые группами, содержат элементы со сходными химическими свойствами. В горизонтальных рядах, назы -ваемых периодами, элементы расположены в порядке возрастания их атомных номеров, и все элементы одного периода имеют одинаковое число электронных оболочек. Элементы, окрашенные зеленым цветом,являются неметаллами, а элементы, окрашенные оранжевым, — металлами; желтые элементы – металлоиды; голубые, фиолетовые и розовые элементы — переходные металлы, фиолетовые являются редкоземельными элементами, а розовые являются трансактиноидами

Научно-технический энциклопедический словарь.

  • ПЕРИОД
  • ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН МЕНДЕЛЕЕВА

Полезное


Смотреть что такое “ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА” в других словарях:

  • Периодическая таблица — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… …   Википедия

  • Периодическая таблица Менделеева — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… …   Википедия

  • Периодическая таблица химических элементов — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… …   Википедия

  • Периодическая таблица элементов (расширенная) — Расширенная периодическая таблица элементов была предложена Теодором Сиборгом в 1969. Она явилась логическим продолжением принципов стандартной периодической таблицы, также призвана включить возможные необнаруженные химические элементы. Все… …   Википедия

  • периодическая таблица элементов Менделеева — Mendelejevo periodinė elementų lentelė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Mendeleef’s periodic table; periodic chart of the elements vok. Periodentafel, f; Tafel des Periodensystems der Elemente, f rus. периодическая таблица элементов… …   Fizikos terminų žodynas

  • Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева — систематика химических элементов, основанная на открытом в 1869 году великим русским химиком Дмитрием Менделеевым системообразующем (системоупо рядочивающем) факторе атомном весе, отображающем периодический закон, согласно которому физико… …   Начала современного естествознания

  • Периодическая таблица по изотопам элементов — 1 H 2 He 3 Li 4 Be 5 B …   Википедия

  • Расширенная периодическая таблица элементов — Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения. Расширенная периодическая таблица элементов …   Википедия

  • Альтернативная периодическая таблица — Альтернативная система элементов Теодора Бенфея Альтернативные периодические таблицы являются табличным представлением химических элементов, которое значительно отличаются от организации элементов в …   Википедия

  • Шаблон:Периодическая таблица по изотопам элементов — 1 H 2 He 3 Li 4 Be …   Википедия


Периодический закон и периодическая система Менделеева

Периодический закон

Д.И. Менделеев сформулировал Периодический закон в 1869 году, в основе которого была одна из главнейших характеристик атома – атомная масса. Последующее развитие Периодического закона, а именно, получение большого экспериментальных данных, несколько изменило первоначальную формулировку закона, однако эти изменения не противоречат главному смыслу, заложенному Д.И. Менделеевым. Эти изменения только придали закону и Периодической системе научную обоснованность и подтверждение правильности.

Современная формулировка Периодического закона Д.И. Менделеева такова: свойства химических элементов, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов.

Структура Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева

К настоящему мнению известно большое количество интерпретаций Периодической системы, но наиболее популярная – с короткими (малыми) и длинными (большими) периодами. Горизонтальные ряды называют периодами (в них расположены элементы с последовательным заполнением одинакового энергетического уровня), а вертикальные столбцы – группами (в них расположены элементы, имеющие одинаковое количество валентных электронов – химические аналоги). Так же все элементы можно разделить на блоки по по типу внешней (валентной) орбитали: s-, p-, d-, f-элементы.

Всего в системе (таблице) 7 периодов, причем номер периода (обозначается арабской цифрой) равен числу электронных слоев в атоме элемента, номеру внешнего (валентного) энергетического уровня, значению главного квантового числа для высшего энергетического уровня. Каждый период (кроме первого) начинается s-элементом — активным щелочным металлом и заканчивается инертным газом, перед которым стоит p-элемент — активный неметалл (галоген). Если продвигаться по периоду слева направо, то с ростом заряда ядер атомов химических элементов малых периодов будет возрастать число электронов на внешнем энергетическом уровне, вследствие чего свойства элементов изменяются – от типично металлических (т.к. в начале периода стоит активный щелочной металл), через амфотерные (элемент проявляет свойства и металлов и неметаллов) до неметаллических (активный неметалл – галоген в конце периода), т.е. металлические свойства постепенно ослабевают и усиливаются неметаллические.

В больших периодах с ростом заряда ядер заполнение электронов происходит сложнее, что объясняет более сложное изменение свойств элементов по сравнению с элементами малых периодов. Так, в четных рядах больших периодов с ростом заряда ядра число электронов на внешнем энергетическом уровне остается постоянным и равным 2 или 1. Поэтому, пока идет заполнение электронами следующего за внешним (второго снаружи) уровня, свойства элементов в четных рядах изменяются медленно. При переходе к нечетным рядам, с ростом величины заряда ядра увеличивается число электронов на внешнем энергетическом уровне (от 1 до 8), свойства элементов изменяются также, как в малых периодах.

Вертикальные столбцы в Периодической системе – группы элементов со сходным электронным строением и являющимися химическими аналогами. Группы обозначают римскими цифрами от I до VIII. Выделяют главные (А) и побочные (B) подгруппы, первые из которых содержат s- и p-элементы, вторые – d – элементы.

Номер А подгруппы показывает число электронов на внешнем энергетическом уровне (число валентных электронов). Для элементов В-подгрупп нет прямой связи между номером группы и числом электронов на внешнем энергетическом уровне. В А-подгруппах металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические – уменьшаются с возрастанием заряда ядра атома элемента.

Между положением элементов в Периодической системе и строением их атомов существует взаимосвязь:

— атомы всех элементов одного периода имеют равное число энергетических уровней, частично или полностью заполненных электронами;

— атомы всех элементов А подгрупп имею равное число электронов на внешнем энергетическом уровне.

Периодические свойства элементов

Близость физико-химических и химических свойств атомов обусловлена сходством их электронных конфигураций, причем, главную роль играет распределение электронов по внешней атомной орбитали. Это проявляется в периодическом появлении, по мере увеличения заряда ядра атома, элементов с близкими свойствами. Такие свойства называют периодическими, среди которых наиболее важными являются:

1. Количество электронов на внешней электронной оболочке (заселенностьw). В малых периодах с ростом заряда ядра w внешней электронной оболочки монотонно увеличивается от 1 до 2 (1 период), от 1 до 8 (2-й и 3-й периоды). В больших периодах на протяжении первых 12 элементов w не превышает 2, а затем монотонно увеличивается до 8.

2. Атомный и ионный радиусы (r), определяемые как средние радиусы атома или иона, находимые из экспериментальных данных по межатомным расстояниям в разных соединениях. По периоду атомный радиус уменьшается (постепенно прибавляющиеся электроны описываются орбиталями с почти равными характеристиками, по группе атомный радиус возрастает, поскольку увеличивается число электронных слоев (рис.1.).

Рис. 1. Периодическое изменение атомного радиуса

Такие же закономерности наблюдаются и для ионного радиуса. Следует заметить, что ионный радиус катиона (положительно заряженный ион) больше атомного радиуса, а тот в свою очередь, больше ионного радиуса аниона (отрицательно заряженный ион).

3. Энергия ионизациии) – количество энергии, необходимое для отрыва электрона от атома, т.е. энергия, необходимая для превращения нейтрального атома в положительно заряженный ион (катион).

Э0 — → Э+ + Еи

Еи измеряется в электронвольтах (эВ) на атом. В пределах группы Периодической системы значения энергии ионизации атомов уменьшаются с возрастанием зарядов ядер атомов элементов. От атомов химических элементов можно последовательно отрывать все электроны, сообщив дискретные значения Еи. При этом Еи1 < Еи2 < Еи3 <….Энергии ионизации отражают дискретность структуры электронных слоев и оболочек атомов химических элементов.

4. Сродство к электронуе) – количество энергии, выделяющееся при присоединении дополнительного электрона к атому, т.е. энергия процесса

Э0 + → Э

Ее также выражается в эВ и, как и Еи зависит от радиуса атома, поэтому характер изменения Ее по периодам и группам Периодической системы близок характеру изменения атомного радиуса. Наибольшим сродством к электрону обладают p-элементы VII группы.

5. Восстановительная активность (ВА) – способность атома отдавать электрон другому атому. Количественная мера – Еи. Если Еи увеличивается, то ВА уменьшается и наоборот.

6. Окислительная активность (ОА) – способность атома присоединять электрон от другого атома. Количественная мера Ее. Если Ее увеличивается, то ОА также увеличивается и наоборот.

7. Эффект экранирования – уменьшение воздействия на данный электрон положительного заряда ядра из-за наличия между ним и ядром других электронов. Экранирование растет с увеличением числа электронных слоев в атоме и уменьшает притяжение внешних электронов к ядру. Экранированию противоположен эффект проникновения, обусловленный тем, что электрон может находиться в любой точке атомного пространства. Эффект проникновения увеличивает прочность связи электрона с ядром.

8. Степень окисления (окислительное число) – воображаемый заряд атома элемента в соединении, который определяется из предположения ионного строения вещества. Номер группы Периодической системы указывает высшую положительную степень окисления, которую могут иметь элементы данной группы в своих соединениях. Исключение – металлы подгруппы меди, кислород, фтор, бром, металлы семейства железа и другие элементы VIII группы. С ростом заряда ядра в периоде максимальная положительная степень окисления растет.

9. Электроотрицательность, составы высших водородных и кислородных соединений, термодинамические, электролитические свойства и т.д.

Примеры решения задач

Периодический закон и система Д.И. Менделеева

1. Слева направо по периоду (см. Таблица Менделеева):

    • металлические свойства простых веществ ослабевают (уменьшаются)
    • неметаллические свойства усиливаются (увеличиваются)
    • радиус атома уменьшается (атомное сжатие из-за увеличения заряда ядра)
    • электроотрицательность элементов возрастает (самый ЭО элемент – фтор)
    • восстановительные свойства уменьшаются
    • окислительные свойства увеличиваются
    • основные свойства оксидов и гидроксидов уменьшаются
    • Кислотные свойства оксидов и гидроксидовусиливаются
    • идет увеличение числа электронов на внешнем уровне
    • увеличивается максимальная валентность элементов

2. Сверху вниз по группе (см. Таблица Менделеева) (для главной подгруппы):

    • металлические свойства простых веществ усиливаются
    • неметаллические свойства ослабевают
    • радиус атома увеличивается
    • электроотрицательность элементов уменьшается
    • основные свойства оксидов и гидроксидов усиливаются
    • кислотные свойства оксидов и гидроксидов убывают
    • Число электронов на внешнем уровне не меняется

3. К основным оксидам относятся оксиды металлов со степенью окисления +1 и +2

4. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов и оксиды металлов со степенью окисления +5, +6, +7

5. К амфотерным оксидам относятся Al2O3, BeO, ZnO, Cr2O3

Давайте порассуждаем вместе

1. Как изменяется радиус атома в ряду Be – Mg – Ca ?

1) уменьшается

2) увеличивается

3) не изменяется

4) сначала уменьшается, потом увеличивается

 

Ответ: все элементы находятся в одной группе, сверху вниз, значит радиус атома увеличивается

2. Как изменяются металлические свойства в ряду Li – Be – B?

1) не изменяются

2) сначала усиливаются, потом уменьшаются

3) ослабевают

4) усиливаются

 

Ответ: все элементы находятся в одном периоде слева направо, значит металлические свойства ослабевают

3. Как изменяется электроотрицательность в ряду F – O – N?

1) сначала усиливается, потом ослабевает

2) уменьшается

3) не изменяется

4) усиливается

 

Ответ: все элементы находятся в одном периоде справа налево, значит электроотрицательность уменьшается.

4. Как изменяются неметаллические свойства в ряду As – P – N?

1) уменьшаются

2) не изменяются

3) сначала усиливаются, потом уменьшаются

4) усиливаются

 

Ответ: все элементы находятся в одной группе снизу вверх, значит неметаллические свойства усиливаются

5. Как изменяется число валентных электронов в ряду Li – Na – K?

1) не изменяется

2) увеличивается

3) уменьшается

4) сначала уменьшается, затем увеличивается

 

Ответ: все элементы находятся в одной группе сверху вниз, значит число валентных электронов не изменяется

6. Как изменяются окислительные свойства в ряду O – S – Se?

1) увеличиваются

2) сначала уменьшаются, затем увеличиваются

3) не изменяются

4) уменьшаются

 

Ответ: все элементы находятся в одной группе сверху вниз, значит окислительные свойства уменьшаются

7. Как изменяются восстановительные свойства в ряду Si – Al – Mg?

1) сначала уменьшаются, затем усиливаются

2) увеличиваются

3) не изменяются

4) уменьшаются

 

Ответ: все элементы находятся в одном периоде справа налево, значит восстановительные свойства усиливаются

8. Как изменяются свойства оксидов в ряду MgO -> Al2O3 –> SiO2

1) от основных к кислотным

2) от кислотных к основным

3) от кислотных к амфотерным

4) от основных к амфотерным

 

Ответ: все элементы находятся в одном периоде слева направо, значит свойства оксидов изменяются от основных к кислотным

 

Задания повышенной сложности

 

1. В главных подгруппах периодической системы с увеличением заряда ядра атомов химических элементов происходит:

1) усиление неметаллических свойств

2) усиление металлических свойств

3) высшая валентность элементов остается постоянной

4) изменяется валентность в водородных соединениях

5) уменьшается радиус атомов

 

Ответ: 2, 3

2. В главных подгруппах периодической системы  восстановительная способность атомов увеличивается по мере

1) уменьшения радиуса атома

2) увеличения числа электронных слоев в атомах

3) уменьшения заряда ядра атомов

4) увеличения числа валентных электронов

5) увеличения порядкового номера элемента

 

Ответ: 2, 5

3. В ряду химических элементов Be, Mg, Ca, Sr

1) усиливается способность атомов отдавать электроны

2) уменьшается заряд ядра атомов

3) усиливается восстановительная способность

4) уменьшаются металлические свойства

5) усиливается способность атомов принимать электроны

 

Ответ: 1, 3

4. В ряду химических элементов I, Br, Cl, F восстановительная способность атомов уменьшается, потому что

1) увеличивается радиус атома

2) увеличивается заряд ядра атомов

3) увеличивается число электронных слоев в атомах

4) уменьшается число электронных слоев в атомах

5) уменьшается способность атомов отдавать электроны

 

Ответ: 4, 5

5. В ряду химических элементов As, P, N

1) увеличивается радиус атома

2) увеличивается электроотрицательность

3) усиливаются кислотные свойства их высших оксидов

4) возрастает значение высшей степени окисления

5) увеличивается число электронов во внешнем электронном слое атомов

 

Ответ: 2, 3

6.  В ряду химических элементов  P, N, O

1) уменьшается число электронов во внешнем электронном слое

2) увеличивается электроотрицательность

3) возрастает значение высшей валентности

4) ослабевают неметаллические свойства

5) усиливается способность атомов принимать электроны

 

Ответ: 2, 5

7. В ряду гидроксидов NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3

1) увеличивается термическая стойкость

2) ослабевают основные свойства

3) увеличивается способность к электролитической диссоциации

4) ослабевают окислительные свойства

5) уменьшается растворимость в воде

 

Ответ: 2,5

1.2: Организация элементов – Периодическая таблица

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Участники и авторства

Число протонов в ядре элемента называется атомным номером этого элемента.Химики обычно размещают элементы в порядке возрастания атомных номеров в особом порядке, который называется периодической таблицей.

Периодическая таблица Менделеева – это не просто числовая сетка элементов. В периодической таблице элементы расположены в горизонтальные ряды, называемые периодами (пронумерованные синим цветом), и вертикально в столбцы, называемые группами. Эти группы пронумерованы двумя, несколько противоречащими друг другу схемами. В простейшей презентации, одобренной Международным союзом теоретической и прикладной химии ( IUPAC ), группы просто пронумерованы от 1 до 18.Однако в большинстве стран мира принято пронумеровать первые две группы 1A и 2A, а последние шесть групп 3A-8A; средние десять групп нумеруются от 1B до 8B (но не в таком порядке!). Хотя нумерация IUPAC кажется намного проще, в этом тексте мы будем использовать текущую номенклатуру США (1A-8A). Причина этого выбора станет более очевидной в главе 3, когда мы обсудим «валентность» и электронную конфигурацию более подробно. Фактическая структура таблицы Менделеева основана на группировке элементов по химическим свойствам.Например, элементы в каждой группе периодической таблицы (каждый вертикальный столбец) будут обладать многими из одних и тех же химических свойств. Когда мы обсудим свойства элементов и способы их сочетания с другими элементами, причины такого конкретного расположения периодической таблицы станут более очевидными.

Как видите, каждый элемент в периодической таблице представлен прямоугольником, содержащим химический символ, атомный номер (количество протонов в ядре) и атомную массу элемента.Помните, что атомная масса – это средневзвешенная масса всех природных изотопов конкретного элемента.

Периодические таблицы часто окрашены или закрашены, чтобы различать группы элементов, которые имеют схожие свойства или химическую активность. Самая широкая классификация – это металлы, металлоиды (или полуметаллы) и неметаллы. Элементы в группах 1A – 8A называются репрезентативными элементами, а элементы в группах 3-15 называются переходными металлами. металлические элементы показаны фиолетовым цветом.Металлы являются твердыми телами (за исключением ртути), могут проводить электричество и, как правило, податливы (могут раскатываться в листы) и пластичны (могут вытягиваться в проволоку). Металлы обычно делятся на металлы основной группы (элементы, окрашенные в фиолетовый цвет в группах 1A – 5A) и переходные металлы (в группах 3-15). Неметаллы (желтые на рисунке) не проводят электричество (за исключением углерода в форме графита) и имеют множество физических состояний (некоторые из них являются твердыми телами, некоторые жидкости и некоторые газы).Двумя важными подклассами неметаллов являются галогены (Группа 7A) и инертные газы (или благородные газы; Группа 8A). На границе между металлами и неметаллами лежат элементы бор, кремний, германий, астат, сурьма и теллур. Эти элементы имеют общие физические свойства металлов и неметаллов и называются металлоидами или полуметаллами. К этой группе относятся обычные полупроводники кремний и германий, и именно их уникальные электрические свойства делают возможными транзисторы и другие твердотельные устройства.Позже в этой книге мы увидим, что положение элементов в периодической таблице также коррелирует с их химической реакционной способностью.

Авторы и авторство

Периодическая таблица

См. интерактивную таблицу Менделеева.

Хотя некоторые элементы, такие как золото и железо, были известны людям с доисторических времен, первое научное открытие элемента (фосфора) было сделано только в 17 веке. .До 1700 года было известно только 12 элементов, но по мере того, как открывалось все больше и больше элементов – к 1900 году их было более 80 – ученые пытались найти способ систематизировать их в соответствии с их физическими и химическими свойствами.

Сегодня в периодической таблице элементы выстраиваются в горизонтальные ряды или периоды в порядке возрастания атомного номера, который равен количеству протонов в атомном ядре каждого элемента. Элементы также организованы в вертикальные столбцы или группы на основе схожих физических характеристик и химического поведения.Это устройство развивалось бок о бок с атомной теорией около 200 лет, и оно продолжает развиваться по мере открытия новых элементов.

Ранние попытки

Одна из первых попыток организовать элементы на основе их химических и физических свойств была предпринята немецким химиком Иоганном Доберейнером. В 1817 г. Доберейнер заметил, что некоторые химически похожие элементы могут быть сгруппированы по тройке, например, кальций, стронций и барий; литий, натрий и калий; хлор, бром и йод.В каждой группе из трех элементов атомный вес одного элемента находился посередине между атомным весом двух других элементов. Картина казалась слишком примечательной, чтобы быть совпадением. Основываясь на своих открытиях, Доберейнер предложил Закон триад в 1829 году. Его работа вскоре подтолкнула других ученых к поиску закономерностей среди еще более крупных групп элементов.

Еще одна попытка систематизировать элементы на основе их свойств была предпринята французским геологом Александром-Милем Бегуайе де Шанкуртуа в 1862 году.Он разработал своего рода спиральный граф, расположенный на цилиндре, с элементами, упорядоченными по возрастанию атомного веса, и с аналогичными элементами, расположенными вертикально. Де Шанкуртуа был первым, кто заметил периодичность элементов, то есть, когда элементы были расположены в соответствии с их атомным весом, похожие элементы, казалось, появлялись через равные промежутки времени.

Год спустя английский химик Джон Ньюлендс также попытался классифицировать известные элементы своего времени на основе их атомного веса.Как и де Шанкуртуа, он заметил повторяющийся узор – каждый восьмой элемент имел похожие свойства. Ньюлендс назвал это Законом октав. Хотя таблицы, разработанные и де Шанкуртуа, и Ньюлендсом, были важными предшественниками периодической таблицы, в то время ни одна из них не получила особого внимания.

Менделеев

Следующим этапом в развитии периодической таблицы Менделеева стал русский химик Дмитрий Менделеев, которого все называют «отцом». современной периодической таблицы.Менделеев записал названия элементов вместе с их атомным весом и другими свойствами на карточках, которые затем разложил рядами и столбцами, как в пасьянсе. Когда элементы были упорядочены в соответствии с атомным весом, Менделеев, подобно де Шанкуртуа и Ньюлендсу, мог видеть, что определенные химические свойства периодически повторяются; однако не все элементы точно вписываются в этот узор. Решение Менделеева состояло в том, чтобы переместить определенные элементы на новые позиции, несмотря на их принятый вес, чтобы сгруппировать их с другими элементами, обладающими схожими свойствами.(Почти полвека спустя, после того, как периодическая таблица была пересмотрена в соответствии с атомным номером, а не атомным весом, эти элементы встали на свои места.)

Работа Менделеева по периодическому закону, в которой говорится, что свойства элементов периодически повторяются в зависимости от их атомного веса. Увеличение? было объявлено в 1869 году. Примерно в то же время немецкий химик по имени Юлиус Лотар Мейер независимо создал периодическую таблицу, которая была удивительно похожа на таблицу Менделеева. К несчастью для Мейера, Менделеев первым представил свою работу научному сообществу.Однако таблица Менделеева также превосходила таблицу Мейера, потому что он оставил ряд пустых мест для учета элементов, которые еще не были обнаружены.

Редакции 20-го века

Первое крупное изменение в периодической таблице произошло после открытия совершенно новой группы элементов, благородных газов, между 1895 и 1901 годами. Их называли благородными газами, потому что они считались инертными. • неспособен вступать в реакцию с другими элементами с образованием соединений. (Сегодня известно, что они вступают в химические соединения, но неохотно.) Эти элементы просто добавлялись в отдельный столбец под гелием.

Первый серьезный пересмотр всей таблицы Менделеева был проведен Генри Гвин-Джеффрисом Мозли, английским физиком, начавшим свои исследования под руководством Эрнеста Резерфорда. В 1914 году Мозли показал, что каждому атомному ядру можно присвоить номер, равный количеству единиц положительного заряда (позже обозначенных как «протоны»), связанных с ним. Как только периодическая таблица была реорганизована в соответствии с этим атомным номером, а не атомным весом, несколько неточностей в системе Менделеева исчезли.

За прошедшие годы в таблицу были внесены другие изменения, включая включение редкоземельных элементов (ряд лантаноидов) и синтетических элементов (технеций, прометий и всех элементов с атомным номером 93 или выше). Актиниды, которые являются радиоактивными и в основном синтетическими, и лантаноиды не соответствуют той же схеме повторяющихся свойств, что и другие элементы, поэтому они обычно показаны под периодической таблицей в отдельных строках. Большинство этих изменений было результатом работы американского химика Гленна Сиборга, который совместно открыл элементы с 94 (плутоний) по 102 (нобелий) между 1940 и 1958 годами.Сиборг также предложил суперактинидный ряд элементов с атомными номерами от 122 до 153, но до сих пор ни один из них не был синтезирован или обнаружен.

Химические элементы Таблица химических элементов

.com / ipa / 0/9/0/5/2/1 / A0

5.html

Общая структура периодической таблицы элементов

Хорошо известное представление химических элементов – лишь один пример того, как объекты могут быть организованы и классифицированы

Периодическая таблица элементов, описываемая в большинстве книг по химии, представляет собой лишь один особый случай.Этот табличный обзор химических элементов, восходящий к Дмитрию Менделееву и Лотару Мейеру, а также к подходам других химиков к организации элементов, включает различные формы представления скрытой структуры химических элементов. К такому выводу пришли исследователи из Института математических наук Макса Планка в Лейпциге и Лейпцигского университета в недавней статье. Математический подход лейпцигских ученых очень общий и может предоставить множество различных периодических систем в зависимости от принципа порядка и классификации – не только для химии, но и для многих других областей знания.

Это символ естествознания, который висит в большинстве классов химии: периодическая таблица элементов, которой в этом году исполняется 150 лет. Табличный обзор тесно связан с Дмитрием Менделеевым и Лотаром Мейером – двумя исследователями, которые в 1860-х годах создали расположение элементов на основе их атомных масс и сходства. Сегодня они сортируются по атомному номеру (который указывает количество протонов в атомном ядре) от легкого водорода (один протон) до экзотического оганессона (118 протонов).Элементы также подразделяются на группы: атомы в одном столбце обычно имеют одинаковое количество электронов на своей внешней оболочке.

Таблица Менделеева в разных вариантах

Немного другая таблица Менделеева: таблица химических элементов, восходящая к Дмитрию Менделееву и Лотару Мейеру, является лишь одним примером того, как объекты – в данном случае химические элементы – могут быть организованы в такую ​​систему. Исследователи из Лейпцига иллюстрируют общую структуру периодической таблицы на следующем примере: черные точки обозначают объекты, упорядоченные зелеными стрелками.Используя подходящий критерий, объекты можно разделить на группы (пунктирные линии), в которых красные стрелки создают подпорядок.

© Гильермо Рестрепо, MPI по математике в естественных науках

Несколько другая таблица Менделеева: таблица химических элементов, восходящая к Дмитрию Менделееву и Лотару Мейеру, является лишь одним примером того, как объекты – в данном случае химические элементы – могут быть организованы в такую ​​систему. Исследователи из Лейпцига иллюстрируют общую структуру периодической таблицы на следующем примере: черные точки обозначают объекты, упорядоченные зелеными стрелками.Используя подходящий критерий, объекты можно разделить на группы (пунктирные линии), в которых красные стрелки создают подпорядок.

© Гильермо Рестрепо, MPI по математике в естественных науках

На первый взгляд, таблица Менделеева, кажется, привела к однозначному и окончательному упорядочиванию известных в настоящее время 118 элементов. Но внешний вид может быть обманчивым, потому что многие вещи все еще остаются спорными: ученые не согласны с тем, какие именно элементы принадлежат к третьей группе, ниже скандия и иттрия.Например, обсуждается правильное положение лантана и актиния. Если присмотреться, можно обнаружить несколько иные варианты периодической таблицы Менделеева в классных комнатах, лекционных залах и учебниках.

Гильермо Рестрепо и Вильмер Леаль из Института математики и естественных наук Макса Планка и Лейпцигского университета не удивлены. Для них нет однозначно правильного расположения элементов; в зависимости от критерия, применяемого для классификации, результаты могут отличаться от таблицы Менделеева.Атомы можно подразделить в соответствии с электронной конфигурацией (то есть числом и расположением их электронов), их химическим поведением, их растворимостью или их присутствием в геологических отложениях. В настоящее время широко принято, что химические элементы должны располагаться в соответствии с их атомными номерами и делиться на группы в соответствии с их электронной конфигурацией. Но даже для этой таблицы Менделеева существует множество различных форм представления. Например: в виде спирали с различными выпуклостями, пирамидальной формы или объемного цветка.

Общая структура периодической таблицы

Гильермо Рестрепо и Вильмер Леаль систематически исследовали неоднозначность периодической таблицы Менделеева. Это привело к открытиям, которые имеют большое значение не только в химии. Соответственно, все формы представления химических элементов основаны на общей структуре, которую математики называют упорядоченным гиперграфом. Таким образом, почтенная периодическая таблица Менделеева и Мейера предлагает только представление об общей структуре, которую теперь постулируют Гильермо Рестрепо и Вильмер Леаль.Новые договоренности также могут быть получены из этого в любое время. Поэтому Гильермо Рестрепо сравнивает порядок химических элементов со скульптурой, на которую свет падает с разных сторон. «Различные тени, которые отбрасывает фигура, – это периодические таблицы. Вот почему существует так много способов создать эти таблицы. В некотором смысле таблицы периодов являются прогнозами. Проекции внутреннего строения таблицы Менделеева ».

Ученые из Лейпцига сейчас пытаются определить скрытую математическую структуру, на которой основаны известные периодические таблицы химии.На данный момент они определили три условия, которые должны быть выполнены для создания периодической таблицы. Во-первых, нужны объекты, которые нужно заказывать. Для Менделеева, Мейера и создателей других известных периодических таблиц химии это химические элементы. Эти объекты должны быть расположены в соответствии с некоторыми свойствами, такими как атомная масса или атомный номер (то есть количество протонов). Наконец, требуется один критерий для группировки объектов по классам. Менделеев и Мейер использовали для этого химическое сходство.

Периодическая таблица химических связей

Периодическая таблица химических связей: Каждый из 94 кружков с символами химических элементов представляет связь, которую соответствующий элемент образует с органическим остатком. Связи упорядочены в зависимости от того, насколько сильно они поляризованы. Там, где есть прямая стрелка, порядок ясен: например, связи водорода более поляризованы, чем связи бора, фосфора и палладия. То же самое относится к рубидию по сравнению с цезием, который имеет особенно низкие поляризованные связи и, следовательно, находится в нижней части новой периодической таблицы.Если между двумя элементами нет прямой стрелки, они все равно могут быть сопоставимы – если между ними есть цепочка стрелок. Например, связи кислорода более поляризованы, чем связи брома. Облигации, представленные одним цветом, имеют одинаковое поведение связывания и принадлежат к одному из 44 классов.

© Иллюстрация: Гильермо Рестрепо, MPI по математике в естественных науках

Периодическая таблица химических связей: каждый из 94 кружков с символами химических элементов представляет связь, которую соответствующий элемент образует с органическим остатком.Связи упорядочены в зависимости от того, насколько сильно они поляризованы. Там, где есть прямая стрелка, порядок ясен: например, связи водорода более поляризованы, чем связи бора, фосфора и палладия. То же самое относится к рубидию по сравнению с цезием, который имеет особенно низкие поляризованные связи и, следовательно, находится в нижней части новой периодической таблицы. Если между двумя элементами нет прямой стрелки, они все равно могут быть сопоставимы – если между ними есть цепочка стрелок.Например, связи кислорода более поляризованы, чем связи брома. Облигации, представленные одним цветом, имеют одинаковое поведение связывания и принадлежат к одному из 44 классов.

© Иллюстрация: Гильермо Рестрепо, MPI по математике в естественных науках

«Если эти три условия соблюдены, периодические таблицы также могут быть созданы для других химических объектов и даже для объектов, не относящихся к химии», – говорит Гильермо Рестрепо. Он и Уилмер Леал показывают это, рассматривая химические связи между атомами 94 элементов и различными конъюгатами.Поляризуемость 94 одноковалентных связей, где связи расположены в соответствии с электроотрицательностью и атомным радиусом одного из связанных атомов. Например, фтор, хлор или кислород обладают высокой электроотрицательностью и предполагают относительно небольшие радиусы атомов в соединениях. Затем облигации классифицируются в зависимости от того, насколько они похожи друг на друга.

«Мы исследовали почти 5000 веществ, состоящих из двух элементов в разных пропорциях», – поясняет Гильермо Рестрепо. «Затем мы искали сходство в этих данных.Например, натрий и литий похожи, потому что они сочетаются с одними и теми же элементами в одинаковых пропорциях (например, с кислородом или хлором, бромом и йодом). Таким образом, мы нашли шаблоны, которые можно использовать для классификации элементов ».

Таблица Менделеева как сеть вместо матрицы

В 44 классах химических элементов есть некоторые сходства с основными группами периодической таблицы Менделеева и Мейера [1]. Например, щелочные металлы натрий и литий находятся в одной группе, потому что они образуют одни и те же простые соли с галогенами, такими как хлор или фтор.Как и сами элементы, связи четырех галогенов (фтора, хлора, брома и йода) также находятся в той же группе. Однако есть также классификации, которые значительно отличаются от классификаций в обычной таблице Менделеева. Например, углерод и кремний больше не относятся к одному классу, потому что они образуют очень разные соединения.

Представление периодической таблицы химических связей также не имеет ничего общего со знакомым матричным расположением классических периодических таблиц элементов.Вместо этого 94 ковалентных связи представлены в сети разноцветных кругов. Каждый круг представляет химическую связь, а цвет символизирует принадлежность к одной из 44 групп. Поскольку теперь для сортировки используются два критерия, четкого порядка атомов (как в таблицах Менделеева и Мейера) больше нет – математики говорят о частичном порядке. Таким образом, круги соединяются с другими кругами одной или несколькими стрелками, создавая таким образом упорядоченный гиперграф.

Периодические таблицы в других областях науки

Химические элементы и их соединения также могут быть представлены в совершенно разных периодических таблицах – в зависимости от лежащего в основе порядка и принципа классификации.Более того: объекты многих других научных областей и их приложений также могут быть упорядочены в периодических таблицах. Например, упорядоченные гиперграфы используются в информационных системах и веб-майнинге. Возможные периодические системы также возникают при рассмотрении стран; их можно классифицировать по социальным или экономическим показателям, а также по географической близости или культурному сходству. Другие примеры можно найти в инженерии, науках об окружающей среде, социологии и многих других дисциплинах.Ученые изучают периодические системы не только из-за их важности для химии, но, прежде всего, из-за их применения во многих других дисциплинах.

Какими тремя способами организована таблица Менделеева? – Mvorganizing.org

Какими тремя способами организована таблица Менделеева?

Периодическая таблица организована по их валентным электронам, атомным номерам и их атомной массе (а также их реакционной способности / группам и семействам). Периодическая таблица перечисляет их элементарный символ, атомную массу и их имя.

Каковы 4 способа организации периодической таблицы Менделеева?

Периодическая таблица элементов объединяет все известные химические элементы в информативный массив. Элементы расположены слева направо и сверху вниз в порядке увеличения атомного номера. Порядок обычно совпадает с увеличением атомной массы.

Сколько периодов и групп в периодической таблице?

7 периодов

Почему она называется периодической таблицей?

Почему периодическая таблица Менделеева называется периодической таблицей? Она называется периодической таблицей из-за того, как расположены элементы.Вы заметите, что они расположены рядами и столбцами. Горизонтальные строки (которые идут слева направо) называются «периодами», а вертикальные столбцы (идущие сверху вниз) называются «группами».

Для чего нужна таблица Менделеева?

Таблица Менделеева – самая важная справочная информация по химии. Он упорядочивает все известные элементы в информативном массиве. Элементы расположены слева направо и сверху вниз в порядке увеличения атомного номера. Порядок обычно совпадает с увеличением атомной массы.

Для чего используется периодическая таблица Менделеева?

Ученые используют периодическую таблицу, чтобы быстро найти информацию об элементе, такую ​​как атомная масса и химический символ. Структура периодической таблицы также позволяет ученым различать тенденции в свойствах элементов, включая электроотрицательность, энергию ионизации и атомный радиус.

Почему Менделеев оставил пробелы в таблице Менделеева?

Менделеев оставил пробелы в своей таблице, чтобы разместить элементы, которые в то время не были известны. Изучая химические свойства и физические свойства элементов рядом с зазором, он мог также предсказать свойства этих неоткрытых элементов.Позже был открыт элемент германий.

Есть ли пробелы в таблице Менделеева?

В таблице Менделеева нет пробелов. Видимые промежутки в периодической таблице элементов – это промежутки между энергетическими уровнями орбиталей валентных электронов. Разрыв между водородом и гелием существует потому, что у них есть электроны только на s-орбитали и нет электронов на p, d или f-орбиталях.

Какие два критерия использовал Менделеев для классификации таблицы Менделеева?

Два сертификата, использованные Менделеевым для классификации элементов в своей периодической таблице:

  • Атомная масса: элементы расположены в порядке увеличения атомных масс.
  • Формулы гидридов и оксидов, образованных различными элементами.

Какие группы и периоды в периодической таблице?

Период – это горизонтальная строка периодической таблицы. В периодической таблице есть семь периодов, каждый из которых начинается в крайнем левом углу. Группа – это вертикальный столбец периодической таблицы, основанный на организации электронов внешней оболочки. Всего насчитывается 18 групп.

Каковы два критерия современной таблицы Менделеева?

1) Он основан на атомном номере.2) свойства элементов.

Что утверждает периодический закон Менделеева?

Периодический закон Менделеева гласит: Физические и химические свойства элементов являются периодической функцией их атомного веса.

В чем разница между периодичностью и периодическим законом?

В химии периодичность относится к повторяющимся тенденциям в свойствах элементов в периодической таблице. По сути, это означает, что если вы опускаете строку (период) в таблице и перемещаетесь по ней, элементы следуют той же тенденции, что и другие периоды.Периодичность отражает Периодический закон.

В чем основная идея периодического закона?

Периодический закон гласит, что физические и химические свойства элементов повторяются систематическим и предсказуемым образом, когда элементы расположены в порядке увеличения атомного номера.

Что такое периодический закон государства?

Элементы таблицы Менделеева расположены в порядке возрастания атомного номера. Периодический закон гласит: «Когда элементы расположены в порядке возрастания атомного номера, происходит периодическое повторение их химических и физических свойств.”

В чем разница между периодическим законом Менделеева и Мозли?

Разница между периодической таблицей Менделеева и Мозли состоит в том, что периодическая таблица Менделеева создана на основе атомных масс химических элементов, тогда как периодическая таблица Мозли создана на основе атомных номеров химических элементов.

Что такое первый периодический закон?

1) Периодический закон гласит, что подобные свойства периодически повторяются, когда элементы расположены в соответствии с возрастающим атомным номером.подобные свойства периодически повторяются, когда элементы располагаются в соответствии с возрастающим атомным весом. подобные свойства есть повсюду в периодической таблице.

Что такое периодический закон Мозли?

Современная таблица Менделеева основана на периодическом законе Мозли (атомные числа). Он предложил расположить элементы не в порядке возрастания их атомных масс, а в порядке возрастания их атомных номеров. Число электронов в атоме равно атомному номеру Z.

Что современный периодический закон объясняет на примерах?

Современный периодический закон гласит, что физические и химические свойства элементов являются периодическими функциями их атомных номеров. Ученые расположили элементы в порядке возрастания их атомных номеров слева направо в каждом ряду.

Что вы подразумеваете под периодическими свойствами?

Периодическое свойство: Физические и химические свойства элементов связаны с их электронной конфигурацией, особенно с конфигурациями внешней оболочки.Электронная конфигурация валентной оболочки любых двух элементов в данный период не одинакова. Это называется периодическим свойством.

Какие 4 периодических свойства?

Периодические свойства элементов с примерами

  • Атомный радиус: Атомный радиус элементов уменьшается по мере продвижения слева направо в периодической таблице.
  • Энергия ионизации: Энергия, необходимая для удаления электрона из атомов или ионов, называется энергией ионизации.
  • Сродство к электрону:
  • Электроотрицательность:
  • Металл-неметалл Недвижимость:

Какие периодические свойства приводят примеры?

Периодические свойства элементов

  • Атомный радиус.
  • Энергия ионизации (потенциал ионизации)
  • Сродство к электрону.
  • Электроотрицательность.
  • Металлический персонаж.
  • Другие тенденции.
  • Редокс-потенциалы. Окислительный потенциал. Потенциал снижения.
  • Используется для изучения периодических свойств элементов.

Что такое периодическое свойство элементов?

Периодические тренды – это определенные закономерности в свойствах химических элементов, которые проявляются в периодической таблице элементов.Основные периодические тенденции включают электроотрицательность, энергию ионизации, сродство к электрону, атомные радиусы, ионный радиус, металлический характер и химическую реактивность.

Является ли атомная масса периодическим свойством?

Периодические тенденции. Периодические тенденции или периодичность проявляются с удивительной точностью для многих физических и химических свойств. Будут обсуждаться следующие свойства: металлическая природа, атомные радиусы, ионные радиусы, реакционная способность, атомная масса, атомный номер, энергия ионизации / сродство к электрону и электроотрицательность.

атомов, молекул и соединений | manoa.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth

Химические структуры

Свойства элементов и соединений определяются их структурой. Простейшей структурной единицей элемента является атом. Атомы очень маленькие. Сто миллионов (100000000) атомов водорода, поставленных рядом, имеют длину всего один сантиметр!

Некоторые элементы являются одноатомными , что означает, что они состоят из одного ( mon- ) атома ( -атомное ) в их молекулярной форме.Гелий (He, см. Рис. 2.8) является примером одноатомного элемента. Другие элементы содержат два или более атомов в своей молекулярной форме (рис. 2.8). Молекулы водорода (H 2 ), кислорода (O 2 ) и хлора (Cl 2 ), например, содержат по два атома каждая. Другая форма кислорода, озон (O 3 ), состоит из трех атомов, а сера (S 8 ) состоит из восьми атомов. Все элементарные молекулы состоят из атомов одного элемента.


Молекулы соединений имеют атомы двух или более различных элементов.Например, вода (H 2 O) имеет три атома, два атома водорода (H) и один атом кислорода (O). Метан (CH 4 ), обычный парниковый газ, состоит из пяти атомов: одного углерода (C) и четырех атомов водорода (H, см. Рис. 2.9).


Электростатические силы

Электростатические силы удерживают атомы в молекулах. Электростатические силы, удерживающие атомы вместе в молекулах, представляют собой силы того же типа, которые вызывают статическое электричество.Распространенные примеры статического электричества – это когда кто-то получает электрический ток, когда тянется к дверной ручке, или когда волосы ребенка вздымаются, когда он спускается с пластиковой горки (рис. 2.10).


Действия

Определите, как взаимодействует заряженная материя.

Части атомов

Частицы, составляющие атом, называются субатомными частицами ( sub – означает «меньший размер»). Эти частицы –

  • протон (p + ), который заряжен положительно (+);
  • электрон ), который отрицательно (-) заряжен; и
  • нейтрон (n 0 ), у которого нет заряда, он нейтрален (0).

Протоны и нейтроны занимают ядро ​​, или центр атома. Электроны существуют в областях, называемых оболочками за пределами ядра атома (рис. 2.11).

Электростатические силы удерживают атомы вместе в молекулах – как два атома водорода, удерживаемые вместе в газе h3. Электростатические силы также удерживают электроны и протоны вместе в атоме. Притяжение между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными протонами в атоме придает атому его структуру.Сильная сила удерживает нейтроны и протоны вместе в ядре. Эта сила получила свое название, потому что она достаточно сильна, чтобы преодолеть силу отталкивания положительно заряженных протонов. Количество электронов и протонов в атоме определяет его химические свойства. Химические свойства включают особые способы реакции атомов и молекул, а также энергию, которую они выделяют или используют в этих реакциях.

Размер субатомных частиц

Сто миллионов (100 000 000) атомов водорода, поставленных бок о бок, равны примерно сантиметру.Протоны и нейтроны имеют примерно одну тысячную (1/1000) диаметра атома водорода. Это означает, что потребуется около ста миллиардов (100000000000) протонов или нейтронов, поставленных рядом, чтобы равняться сантиметру. Электроны составляют примерно одну тысячную (1/1000) диаметра протона или нейтрона. Это означает, что потребуется сто триллионов (100 000 000 000 000) электронов, поставленных бок о бок, чтобы равняться сантиметру!

Нейтральные атомы

Субатомные частицы в атоме определяют свойства атома.Некоторые атомы существуют в природе как нейтральные или незаряженные атомы. Один незаряженный атом имеет равное количество протонов (+) и электронов (-). Незаряженный атом электрически нейтрален, потому что электроны и протоны имеют противоположные заряды равных размеров. Когда количество протонов и электронов в атоме одинаково, заряды компенсируются или противодействуют друг другу.

Протоны и нейтроны

Каждый атом определенного элемента имеет одинаковое количество протонов. Атомный номер равен количеству протонов в элементе.В периодической таблице атомный номер обычно указывается как целое число над символом элемента (см. Рис. 2.13). Например, водород (H) имеет атомный номер, равный единице (1). Это означает, что у атома водорода есть один протон. Если атом водорода нейтрален, он также должен иметь один электрон. Атом кислорода (O) имеет атомный номер восемь (8). Это означает, что у нейтрального атома кислорода восемь протонов и восемь электронов. Элемент Actium (Ac) имеет атомный номер 89, поэтому у него 89 протонов и 89 электронов в нейтральном атоме.Таблица 2.2 показывает атомный номер, атомный символ, атомную структуру и количество протонов, нейтронов и электронов для первых трех элементов.

Таблица 2.2. Первые три элемента в периодической таблице, показывающие атомные номера, атомные символы, количество протонов, количество электронов, количество нейтронов и атомную структуру.
Водород Гелий Литий
Атомный номер 1 2 3
Атомный символ H He Li
Число протонов 1 2 3
Число электронов 1 2 3
Количество нейтронов 0 2 4
Атомная структура

Нейтроны влияют на массу атома и играют роль в стабильности атомов.В отличие от протонов, количество нейтронов в элементах разное. Например, у большинства атомов водорода нет нейтронов, но у некоторых есть один нейтрон, а у некоторых редких атомов водорода есть два нейтрона. У большинства атомов гелия есть два нейтрона, но у некоторых есть три нейтрона.

Периоды, группы и периодическая таблица

Периодическая таблица (рис. 2.12) – широко используемый метод организации элементов, который предоставляет полезную информацию об элементах и ​​их поведении.На рис. 2.12 элементы синего цвета – это металлы, а элементы желтого – неметаллы. На рис. 2.13 запись для водорода показывает расположение атомного номера, символа элемента, имени элемента и атомного веса.


Периодическая таблица Менделеева имеет три характерные особенности. Во-первых, таблица Менделеева выстроена в горизонтальные ряды, которые называются периодами , . Есть семь периодов. В периоде 1 есть два элемента: водород (H) и гелий (He).Второй и третий периоды содержат восемь элементов, четвертый и пятый периоды содержат 18 элементов, а шестой и седьмой периоды содержат 32 элемента.

Во-вторых, все элементы перечислены последовательно в соответствии с их атомными номерами. Атомный номер соответствует количеству протонов и находится над символом элемента. Например, на рисунке 2.13 атомный номер водорода равен 1, что соответствует H.

.

В-третьих, периодическая таблица состоит из столбцов элементов, которые реагируют одинаково.Эти столбцы называются группами . Номер группы находится вверху столбца. Группы 1–12 содержат только металлы, группы 13–16 содержат как металлы, так и неметаллы, а группы 17 и 18 содержат только неметаллы. Единственное исключение – водород. Хотя технически это неметалл, водород обладает свойствами как металлов, так и неметаллов, и его часто помещают в группу 1. Две длинные строки в нижней части периодической таблицы являются исключением. Элементы в каждой из этих строк ведут себя одинаково, поэтому считаются группами.Эти две группы расположены в ряды, а не столбцы.

Металлы и неметаллы

Металлы – это элементы, проводящие тепло и электричество. Металлы обычно ковкие, , их можно гнуть или формовать без разрушения, а – блестящие, или блестящие. Большинство металлов имеют серебристый цвет (рис. 2.14 A – C), хотя некоторые нет, как медь (Cu, рис. 2.14 D). Большинство металлов твердые при комнатной температуре. Единственным исключением является ртуть (Hg), которая при комнатной температуре является жидкостью (рис.2.14 А). Элементы группы 1, включая литий (Li), натрий (Na, рис. 2.14 B), калий (K, рис. 2.14 C) и рубидий (Rb), являются металлами. Эти металлические элементы Группы 1 обладают аналогичными реакционными свойствами. На рис. 2.12 металлы показаны синим цветом.



Неметаллы плохо проводят тепло и электричество; они не блестящие и существуют в природе в виде твердых тел, жидкостей или газов. В твердом состоянии неметаллы имеют тенденцию быть хрупкими, например сера, которая расслаивается, а не изгибается, как металл (рис.2,15 А). Элементы в группе 17, включая фтор (F 2 ), хлор (Cl 2 , рис. 2.15 B), бром (Br 2 , рис. 2.15 C) и йод (I 2 , рис. 2.15 D), все неметаллы. Неметаллы в Группе 17 все двухатомные (два атома) в своей элементарной форме и имеют аналогичные реакционные свойства. На рис. 2.12 неметаллы показаны желтым цветом.



См. Таблицу 2.3, где представлена ​​сводная информация о свойствах металлов и неметаллов.

Таблица 2.3. Свойства металлов и неметаллов
Металлы Неметаллы
Физические свойства Хороший проводник тепла и электричества Плохой проводник тепла и электричества
Ковкий – можно бить и деформировать без трещин; податливый Хрупкий
Дуктильный – можно перековать в проволоку Непластичный
Блестящий Бесцветный, может быть непрозрачным или прозрачным
Твердое вещество при комнатной температуре (кроме Hg и некоторых других металлов, находящихся в жидком состоянии при комнатной температуре или близкой к ней) Твердое, жидкое или газообразное при комнатной температуре
Химические свойства Обычно имеют 1-3 валентных электрона Обычно имеют 4-8 валентных электронов
Имеет тенденцию терять валентные электроны Накапливают электроны

Другие организационные особенности Периодической таблицы Менделеева

Есть и другие организационные особенности таблицы Менделеева.Большинство периодов имеют первый элемент периода в группе 1 и последний элемент в группе 18. Исключением является первый период. На рис. 2.12 водород (H) находится в группе 1. Иногда водород (H) помещается в группу 17, выше фтора (F), потому что он имеет свойства, аналогичные неметаллам в этой группе; например, в элементарном состоянии водород существует в виде двухатомного газа h3. Иногда водород помещают в группы 1 и 17.

Группы элементов имеют похожие свойства.Свойства некоторых групп настолько уникальны или важны, что группы называются специальными именами. Последняя группа, группа 18, включает гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe) и радон (Rn). Элементы этой группы называются благородными газами. Благородные газы редко вступают в реакцию с другими элементами. Благородные газы имеют множество применений, например, они используются в неоновых вывесках (рис. 2.16).

Группа 1 часто упоминается как щелочные металлы, Группа 2 – как щелочноземельные металлы, а Группа 17 – как галогены.Две группы, расположенные в нижней части таблицы Менделеева в строках, называются серией редкоземельных элементов лантаноидов (верхняя строка) и серией актинидов (нижняя строка).

Периодическая таблица превращается в 150. Пожалуйста, хлопайте в ладоши!

Дмитрий Менделеев перед разделом Периодической таблицы элементов

Эта статья впервые появилась в журнале Fall 2019 California >

В 1669 году Хенниг Бранд, немецкий торговец и алхимик, провел новый эксперимент, который, как он надеялся, приведет к получению мифического «философского камня» – способа превращения неблагородных металлов в золото.Его точная формула утеряна для истории, но мы знаем, что он нагревал мочу в реторте или стеклянной камере до тех пор, пока сосуд не засветился и капающая жидкость не загорелась. Оказалось, что моча не была источником золота. Это был источник фосфора, ранее неизвестного элемента, который был впервые выделен в лаборатории. Чтобы превратить открытие в прибыль, если не в буквальное золото, потребовались бы более сообразительные деловые умы, но его усилия не были потрачены зря. Бранд использовал светящийся экстракт в самодельных лампах, которые он использовал для чтения алхимических текстов после наступления темноты.

Так идет марш науки. Двумя веками позже, в 1869 году, гений сибирского происхождения по имени Дмитрий Менделеев, вдохновленный мечтой или крайним сроком публикации, организовал известные тогда 63 элемента в ряды и столбцы в соответствии с их весом и химическими свойствами. (Он обозначил фосфор как №15.) И вот настоящий гениальный штрих: он оставил ячейки-заполнители для элементов, где они, как ожидалось, должны были существовать, но еще не были обнаружены.

Как, спросите вы, Менделеев знал то, чего не знал? Проще говоря, он расположил все известные элементы в порядке от самых легких до самых тяжелых, начиная с водорода.Затем он организовал их в семь горизонтальных рядов или периодов и 18 вертикальных столбцов или групп, члены которых обладают схожими физическими и химическими свойствами – как «щелочные металлы» в первой группе, которые известны своей пластичностью и электропроводностью. Затем, когда он установил четкие шаблоны свойств и поведения, он понял, что в его таблице есть пробелы, места, где должно быть только , других элементов – и особые виды элементов с предсказуемыми свойствами.Неважно, что такие вещества никогда не были обнаружены или алхимизированы – Менделеев понимал, что целостность его системы зависит от существования этих отсутствующих в то время элементов.

Умный сибиряк изобрел свою гениальную таблицу до открытия электронов, квантовой теории или 16 радиоактивных элементов, созданных Гленном Сиборгом и другими в Калифорнийском университете в Беркли. Тем не менее, с некоторыми изменениями, его проницательное расположение элементов выдержало – в отличие, скажем, от волнистого представления Аристотеля о том, что мир состоит из четырех элементов: земли, воды, огня и воздуха – принесло Менделееву бесспорный титул «отца периодической науки». стол.”

Зачем обо всем этом писать сейчас? Что ж, если вы не слышали, 2019 год объявлен Генеральной Ассамблеей Организации Объединенных Наций и ЮНЕСКО «Международным годом Периодической таблицы химических элементов (IYPT 2019)».

Подать фейерверк

Человек в Белом доме не написал в Твиттере о IYPT 2019, что могло бы помочь объяснить, почему слухи о праздновании так медленно проникают в Твиттерсферу. С другой стороны, в последний раз большинство американцев видели периодическую таблицу Менделеева, когда она висела в классе Уолтера Уайта на Во все тяжкие, .Скорее всего, вы его почти не заметили, как и тот, что на вашем уроке химии. Более того, жаль, поскольку, по выражению ООН, таблица является «одним из самых значительных достижений науки, отражающим суть не только химии, но также физики и биологии».

Химик из Беркли Джон Арнольд попал под чары стола, когда еще учился в старшей школе в Ланкашире, Англия. Для Арнольда, ныне профессора и декана химического колледжа, в творении Менделеева есть что-то волшебное.«Я считаю, что это действительно одно из величайших научных достижений всех времен», – говорит Арнольд. «Мы можем связать то, что происходит в нашей жизни каждый день, с этой простой двумерной картиной».

Как и Арнольд, Ли Бернштейн, профессор ядерной инженерии, руководитель группы ядерных данных в лаборатории Беркли и Калифорнийском университете в Беркли, благоговейно относится к столу Менделеева. «Это повторение, эта идея, что вы достигнете одного конца, а затем начнете снова с другого, – это великолепно. Но это не просто великолепно.Это прекрасно. И это прекрасно, я бы сказал, так же красиво, как солнце, восходящее утром ».

Имейте в виду, Менделеева не первая и не единственная таблица Менделеева. Примечательно, что немецкий химик Лотар Мейер опубликовал аналогичную модель всего через несколько месяцев после Менделеева. Но точно так же, как Дарвину приписывают теорию эволюции – в отличие от его соперника, Альфреда Рассела Уоллеса, – история помнит Менделеева, а не Мейера. Тем не менее, Мейер разделил крупную награду со своим российским коллегой за их независимую работу по установлению периодического закона, который гласит, что, когда элементы расположены в порядке атомной массы, физические и химические свойства будут периодически повторяться.

Арнольд называет это явление «танцем электронов» и говорит о «магическом числе восемь». Как в восьми электронах.

Химическое взаимодействие Na и Cl. Изображение: Wikimedia Commons

Он объясняет: «Есть очень сильная тенденция к тому, что вещи так или иначе доходят до числа восемь. Один из способов сделать это – потерять или приобрести электроны в своей валентной оболочке. И вы очень ясно видите на периодической таблице, что, начиная с левой стороны, наблюдается очень сильная тенденция к потере электронов.”

Рассмотрим, например, случай натрия (Na), крайний левый, и хлора (Cl) в группе 17, один справа. (На фото выше)

Социальная жизнь элементов, кажется, – это химия, изучение того, как атомы соединяются с другими атомами, образуя соединения.

«Все они несчастны», – говорит Арнольд. «У одного есть семь электронов» – говоря здесь о внешней оболочке хлора, орбитали, которая определяет, скажем так, беспокойство атома, – «а у одного есть только один. И вот они делают эту сделку.Они говорят: «Хорошо, у меня есть электрон, который мне не нужен, а вы действительно хотите его». И в итоге вы получаете что-то, что находится в океанах, и вы можете его выкопать, и это очень стабильно ». Удачный результат – хлорид натрия (NaCl), широко известный как поваренная соль.

«Это разница между числом электронов, которое имеет элемент, и числом электронов, которое он хотел бы иметь, чтобы иметь стабильную конфигурацию, подобную благородному газу», – объясняет Бернштейн. «Менделеев понял, что, например, элементы группы 1А» или щелочные металлы – крайний левый столбец таблицы – «все обладают очень похожими свойствами, они взрываются при контакте с водой или сгорают вместе с кислородом.Он не обязательно знал почему. Но он знал, что в этом отношении все они были общими ».

Гонка до восьми очевидна даже при взгляде на кислород в столбце 16, всего в двух позициях от неона, у самого восточного края стола.

Периодическая таблица с выделенными благородными газами. Изображение: любезно предоставлено Wikimedia Commons, Грег Робсон с Inkscape / отредактировано Лией Уортингтон

«Кислород хочет быть неоном», – объясняет Бернштейн, признавая, казалось бы, универсальную привычку химиков и ученых-ядерщиков антропоморфизировать элементы.«Природа стремится минимизировать энергию. Сказать, что атом хочет что-то сделать, – это то же самое, что сказать, что происходит высвобождение энергии. И чем больше он этого хочет, тем больше выделяется энергии ».

Так почему же кислород хочет быть неоном?

«Неон стабилен. Все элементы в этом ряду, – он проводит пальцем по правому краю таблицы Менделеева ручной работы, подаренной ему бывшим студентом, – стабильны. Они благородные, у них низкоэнергетическая конфигурация “. Другими словами, у них есть полный набор из восьми валентных электронов.«Они не хотят взаимодействовать».

Самый верхний элемент в этом столбце – гелий, единственный элемент в верхнем ряду, кроме водорода. Водород сидит один в верхнем левом углу благодаря своему единственному протону. Это тоже несчастливо.

«Идея о том, что вы достигнете одного конца, а затем начнете снова с другого, – это великолепно. Но это не просто великолепно. Это прекрасно. И это прекрасно, я бы сказал, так же красиво, как солнце, восходящее утром ».

«Один – одинокое число, – говорит Бернштейн, – потому что природе нравится иметь вещи парами.Итак, если я перейду к двум протонам – гелию, – он станет гораздо менее химически активным. Очень стабильно. На самом деле это заносчиво. Он не любит играть с другими элементами. Поэтому мы называем это благородным газом ».

Социальная жизнь элементов, кажется, – это химия, изучение того, как атомы соединяются с другими атомами, образуя соединения. И, как демонстрирует собственная работа Бернштейна, таблица Менделеева достаточно обширна, чтобы охватить даже ядерную физику, исследование того, как атомы могут быть разнесены на части или преобразованы – если хотите, алхимически преобразованы – в форму новых радиоактивных элементов.У нас есть искусственная радиоактивность, за которую стоит благодарить светящиеся циферблаты часов, ПЭТ-сканирование и радиотерапию, а также проклинать ядерное оружие. (Когда дело доходит до ядерной энергии, кажется, популярными вариантами являются и благодарность, и проклятие.)

Совместное использование электронов в своих внешних оболочках – это то, как элементы связываются со своими соседями. Если их количество протонов изменится, они фактически станут их соседями. В отличие от электронов, протоны находятся с нейтронами внутри ядра атома, что является областью не химии, а ядерной физики.Представьте электроны как планеты, вращающиеся вокруг Солнца – ядра.

Ускоритель элементарных частиц, изобретенный Эрнестом О. Лоуренсом, тезкой лабораторий Ливермора и Беркли, позволил его коллегам и академическим потомкам создавать странные новые элементы путем реструктуризации самих атомов. Эта глава табличной истории началась в 1937 году с технеция, который Менделеев не определил, но ожидал как элемент 43. Менделеев даже предвидел тяжелые радиоактивные элементы, которые расширили число известных элементов далеко за пределы 88, обнаруженных в природе.(Некоторые источники приводят доводы в пользу 92 или 94, но многие ученые-ядерщики, в том числе Бернштейн, не приписывают радиоактивным элементам такой короткий период полураспада, что они скорее отсутствуют, чем присутствуют в природе.) Шестнадцать из этих так называемых трансурановых элементов, включая берклий, калифорний, лоуренсий и сиборгий, были открыты (и, как вы, наверное, догадались, получили название) учеными из Беркли. (Подробнее о берклиуме здесь.)

Не случайно Сиборг ответственен за две отколовшиеся строки, обнаруженные в современных интерпретациях таблицы Менделеева.Это лантаноиды и актиниды, которые математически связывают барий (56) и гафний (72) в строке 6, а также радий (88) и резерфорд (104) в строке 7 соответственно. Достаточно сказать, что это вводит нас в сферу квантовой механики и открытия орбитальных форм. Без резиновых перчаток и защитных очков не рекомендуется более глубокое изучение нижних областей стола.

«Это просто потрясающая, удивительная вещь, которую слишком многие люди принимают как должное. Я могу придумать очень мало с научной точки зрения.”

Дело, когда мы празднуем IYPT 2019, заключается в том, что периодическая таблица включает в себя даже те элементы, которые Менделеев никогда не мог себе представить, те, которые созданы только путем разбивания атомов с непостижимой скоростью субатомными частицами из машины, которая не существовала до десятилетий после его смерти. . Общее количество известных элементов в настоящее время составляет 118, но, вероятно, их количество будет еще больше.

«Я уверен, что мы откроем для себя новые элементы», – говорит Арнольд, – «119, 120 находятся в поле зрения людей в России и в США.S., и, вероятно, Япония. Если у нас будет достаточно времени и усилий, мы доберемся до цели ».

И какие бы новые элементы ни появлялись, всем им будет место за столом Менделеева, несмотря на неизбежные попытки понять, где именно их усадить.

«Это просто потрясающая, удивительная вещь, которую слишком многие люди принимают как должное», – говорит Арнольд. «С научной точки зрения я могу придумать очень немногое. E = mc2, Думаю, почти все знают, потому что это легко и быстро, и как только вы это услышите, это трудно забыть.Таблица Менделеева примерно такая. Это очень похоже на мем, это в некотором смысле стало частью всего. Это – это всего, наверное, поэтому ».

Итак, имея это в виду, давайте склоним сосуд с русской водкой к 150 годам периодической таблицы Менделеева, включим “Стихии” Тома Лерера на караоке-машине и устроим вечеринку, как в 1869 году.

Людям с благородным газом настоятельно рекомендуется держаться подальше от себя, чтобы не погубить шум для остальных из нас.

Барри Бергман занимает особое место в своем сердце для The Elements of Style. Он женат на научном журналисте.

Как устроена таблица Менделеева?

Структура таблицы Менделеева была составлена ​​таким образом, чтобы дать очень информативное представление о химических элементах. Каждый из этих элементов специально помещен в периодическую таблицу с учетом определенных параметров.

Расположение таблицы Менделеева изменилось с течением времени с момента ее создания. Это потому, что новые элементы были либо открыты, либо созданы человеком, а затем добавлены в таблицу Менделеева.

Прежде чем погрузиться в тонкости периодической таблицы Менделеева, давайте сначала пройдемся по переулку памяти.

Дмитрий Менделеев – отец периодической таблицы.

Дмитрий Менделеев, русский химик и изобретатель, считается «отцом» периодической таблицы, согласно Королевскому химическому обществу. В 1860-е годы Менделеев был популярным лектором Петербургского университета в России. В то время не существовало авторитетных современных учебников по органическому производству, которые можно было бы использовать в качестве основного материала для чтения.По этой причине Менделеев решил написать одну и заняться двумя основными проблемами: первая – организовать разрозненную природу элементов, а вторая – решить дилемму авторитетной книги.

Дмитрий Менделеев (Фото: Public Domain / Wikimedia Commons)

Однако это было не так просто, как можно было представить во времена Менделеева, поскольку необходимо было преодолеть множество препятствий. В то время было известно менее половины текущих элементов, и некоторые из этих элементов имели неверные данные.Мы могли бы попытаться понять, через что прошел Менделеев, проведя аналогию с сложной головоломкой с половиной частей, изогнутых вне формы.

Менделеев, в конце концов, преуспел в своих усилиях и написал исчерпывающую книгу по химии своего времени под названием «Принципы химии», которая была разделена на два тома. Работая над периодической таблицей, он внес самый значительный вклад в органическую химию в истории. По данным Королевского химического общества, он добился этого, записав свойства каждого элемента на карточке в порядке возрастания атомного веса.Делая это, он заметил особый узор в элементах.

После трех дней интенсивных попыток проработать узор, он сказал, что во сне увидел, как все элементы упали в нужное место. Он сразу же проснулся, записал это на листе бумаги и снова заснул. Проснувшись, он обнаружил, что требуется только одно исправление! Менделеев расположил элементы как по их атомному весу, так и по валентности. Он также был достаточно умен, чтобы оставить место для новых элементов, которые, как он думал, будут обнаружены (и он был прав!).Он также предсказал свойства пяти неизвестных элементов и их соединения еще до их открытия, основываясь на принципах составленной им периодической таблицы.

Чтение периодической таблицы

Теперь периодическую таблицу можно читать любым количеством способов, обеспечивая большой объем информации о конкретном элементе или группе элементов.

Атомный номер

Первый и наиболее важный аспект, который можно вывести из периодической таблицы, – это атомный номер элемента .Число протонов в атоме называется атомным номером элемента. Это также дает четкое представление о химическом поведении элемента. Например, мы можем сказать, что атомы углерода имеют шесть протонов, атомы водорода – один, а кислород – восемь.

Атомный символ

Следующим важным аспектом является атомный символ . Как бы банально это ни звучало, атомный символ дает нам сокращенное обозначение каждого элемента. Эти символы приняты во всем мире и помогают нам сократить длину имен элементов.Сокращение полезно, потому что оно помогает нам быстрее писать химические уравнения и помогает нам легче запоминать элементы.

Атомный вес

Третий решающий фактор – Атомный вес . Стандартный атомный вес элемента также известен как атомная масса или атомная единица массы. Отдельные атомы всегда имеют атомный номер в виде целых чисел, но в атомной массе, указанной в периодической таблице, возникает странность, поскольку они представлены в виде десятичной дроби. Это потому, что атомная масса, представленная в периодической таблице, является средней атомной массой всех изотопов.Число нейтронов, присутствующих в элементе, можно найти путем вычитания атомного номера из атомной массы (для элементов, встречающихся в природе).

Другие помехи

Периоды и группы

Периодическая таблица представляет собой графическое представление, которое не только дает информацию об отдельных элементах, но и элементах, которые имеют схожие свойства. Семь строк в периодической таблице известны как периоды , . Каждый элемент в определенном ряду имеет одинаковое количество электронных оболочек, окружающих атомное ядро.

Элементы водород и гелий имеют единую орбитальную оболочку; элементы второго ряда орбиталей имеют две орбитальные оболочки и так далее. Следующий вывод, который мы можем сделать, основан на 18 столбцах, известных как групп . Все элементы в группе имеют одинаковое количество электронов, вращающихся вокруг ядра во внешней оболочке. Исключения из этого правила включают водород, гелий и «переходные элементы», которые занимают группы с 3 по 12. Элементы в группе имеют общие важные химические характеристики.Группа 18, например, включает «инертные» или «благородные» газы. Группа 17 состоит из пяти галогенов.

Графические индикаторы

В некоторых периодических таблицах также есть что-то, известное как графические индикаторы , , которые представляют собой не что иное, как периодические таблицы с цветовой кодировкой. Эти цвета представляют состояние элемента при нулевом градусе Цельсия. Граница элемента может указывать на то, что это за элемент. Если у него сплошная граница, это естественный элемент, если у него пунктирная граница, он радиоактивен, а если он содержит тире, это рукотворный элемент.Одна толстая линия может появиться в середине периодического элемента, в котором левая часть предназначена для металлических элементов, а правая часть – для неметаллических элементов.

Лантаноиды и актиниды

Статьи по теме

Статьи по теме

Внизу периодической таблицы находятся два дополнительных ряда элементов, содержащих в общей сложности четырнадцать элементов.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *