Mis on rühmanumbri füüsiline tähendus. Perioodiline elementide süsteem

Elementide kui esmaste ainete kontseptsioon pärines iidsetest aegadest ning järk-järgult muutudes ja täiustades on jõudnud meie ajani. Keemiliste elementide teaduslike vaadete rajajad on R. Boyle (7. sajand), M. V. Lomonosov (18. sajand) ja Dalton (19. sajand).
XIX sajandi alguseks. elemente oli teada umbes 30, 19. sajandi keskpaigaks - umbes 60. Elementide hulga kuhjudes kerkis nende süstematiseerimise ülesanne. Sellised katsed D.I. Mendelejev oli vähemalt viiskümmend; süstematiseerimise aluseks oli: aatommass (nüüd nimetatakse seda aatommassiks), keemiline ekvivalent ja valents. Lähenedes keemiliste elementide klassifitseerimisele metafüüsiliselt, püüdes süstematiseerida ainult tol ajal tuntud elemente, ei suutnud ükski D. I. Mendelejevi eelkäija avastada elementide universaalset omavahelist seost, luua ühtset harmoonilist süsteemi, mis peegeldab mateeria arenguseadust. Selle teaduse jaoks olulise ülesande lahendas hiilgavalt 1869. aastal suur vene teadlane D. I. Mendelejev, kes avastas perioodilise seaduse.
Mendelejev võttis süstematiseerimise aluseks: a) aatommassi ja b) elementidevahelise keemilise sarnasuse. Elementide omaduste sarnasuse kõige silmatorkavam eksponent on nende sama kõrgem valentsus. Nii elemendi aatommass (aatommass) kui ka kõrgeim valentsus on kvantitatiivsed arvulised konstandid, mida on mugav süstematiseerida.
Järjestades kõik tol ajal teadaolevad 63 elementi järjest aatommasside suurenemise järjekorras, märkas Mendelejev elementide omaduste perioodilist kordumist ebavõrdsete intervallidega. Selle tulemusena lõi Mendelejev perioodilise süsteemi esimese versiooni.
Elementide aatommasside muutumise korrapärasus piki tabeli vertikaali ja horisontaali, samuti selles moodustatud tühjad ruumid võimaldas Mendelejevil julgelt ennustada mitmete elementide olemasolu looduses, mida veel polnud. tol ajal teadusele teadaolevad ja isegi visandavad nende aatommassid ja põhiomadused, lähtudes tabeli oletatud asendielementidest. Seda saaks teha ainult sellise süsteemi alusel, mis objektiivselt peegeldab aine arenguseadust. Perioodilise seaduse olemuse sõnastas D. I. Mendelejev 1869. aastal: "Lihtkehade omadused, aga ka elementide ühendite vormid ja omadused, on perioodilises sõltuvuses keha aatommasside (masside) suurusest. elemendid."

Perioodiline elementide süsteem.
1871. aastal annab D. I. Mendelejev perioodilisuse süsteemi teise versiooni (nn tabeli lühivorm), milles ta paljastab elementidevahelise seose erinevad astmed. See süsteemi versioon võimaldas Mendelejevil ennustada 12 elemendi olemasolu ja kirjeldada neist kolme omadusi väga suure täpsusega. Aastatel 1875–1886 need kolm elementi avastati ja nende omaduste täielik kokkulangevus suure vene teadlase ennustatutega. Need elemendid said järgmised nimed: skandium, gallium, germaanium. Pärast seda tunnustati perioodilist seadust kui objektiivset loodusseadust ja see on nüüd keemia, füüsika ja teiste loodusteaduste vundament.

Keemiliste elementide perioodiline süsteem on perioodilise seaduse graafiline väljendus. On teada, et mitmeid seadusi saab lisaks verbaalsetele formuleeringutele esitada graafiliselt ja väljendada matemaatiliste valemitega. Selline on perioodiline seadus; ainult sellele omaseid matemaatilisi seaduspärasusi, millest allpool juttu tuleb, ei ühenda veel üldvalem. Perioodilise süsteemi tundmine hõlbustab üldkeemia kursuse õppimist.
Kaasaegse perioodilisuse süsteemi kujundus erineb põhimõtteliselt vähe 1871. aasta versioonist. Perioodilise süsteemi elementide sümbolid on paigutatud vertikaalsete ja horisontaalsete tulpadena. See viib elementide ühendamiseni rühmadeks, alarühmadeks, perioodideks. Iga element hõivab tabelis teatud lahtri. Vertikaalsed graafikud on rühmad (ja alamrühmad), horisontaalgraafikud perioodid (ja seeriad).

Grupp nimetatakse elementide kogumiks, mille hapnikuvalents on sama. Selle kõrgeima valentsi määrab rühma number. Kuna mittemetalliliste elementide hapniku ja vesiniku kõrgemate valentside summa on kaheksa, on kõrgema vesinikuühendi valemit lihtne määrata rühmanumbri järgi. Niisiis, fosfori - viienda rühma elemendi - puhul on hapniku kõrgeim valents viis, kõrgeima oksiidi valem on P2O5 ja vesinikuga ühendi valem on PH3. Väävli, kuuenda rühma elemendi puhul on kõrgeima oksiidi valem SO3 ja kõrgeim vesinikuga ühend on H2S.
Mõnel elemendil on kõrgem valents, mis ei ole võrdne nende rühmade arvuga. Sellised erandid on vask Cu, hõbe Ag, kuld Au. Nad kuuluvad esimesse rühma, kuid nende valentsid varieeruvad ühest kolmeni. Näiteks on ühendeid: CuO; AgO; Cu2O3; Au2O3. Hapnik paigutatakse kuuendasse rühma, kuigi selle ühendeid, mille valents on suurem kui kaks, ei leita peaaegu kunagi. Fluor P – VII rühma element – on oma olulisemates ühendites monovalentne; broom Br - VII rühma element - on maksimaalselt viietavalentne. Eriti palju erandeid on VIII rühmas. Selles on ainult kaks elementi: ruteenium Ru ja osmium Os valents on kaheksa, nende kõrgemate oksiidide valemid on RuO4 ja OsO4. Ülejäänud VIII rühma elementide valents on palju madalam.
Algselt koosnes Mendelejevi perioodiline süsteem kaheksast rühmast. XIX sajandi lõpus. avastati inertsed elemendid, mida ennustas vene teadlane N. A. Morozov, ja perioodilist süsteemi täiendati järjestikuse üheksanda rühmaga - arvult null. Nüüd peavad paljud teadlased vajalikuks naasta kõigi elementide jagamise juurde uuesti 8 rühma. See muudab süsteemi sihvakamaks; Okteti (kaheksa) rühmade positsioonidest saavad selgemaks mõned reeglid ja seadused.

Rühma elemendid on jaotatud vastavalt alarühmad. Alarühm ühendab teatud rühma elemente, mis on oma keemiliste omaduste poolest sarnasemad. See sarnasus sõltub elementide aatomite elektronkestade struktuuri analoogiast. Perioodilises süsteemis on iga alarühma elementide sümbolid paigutatud rangelt vertikaalselt.
Esimeses seitsmes rühmas on üks põhi- ja üks teisene alarühm; kaheksandas rühmas on üks põhialarühm, "inertsed" elemendid ja kolm sekundaarset. Iga alarühma nimi antakse tavaliselt ülemise elemendi nimega, näiteks: liitiumi alamrühm (Li-Na-K-Rb-Cs-Fr), kroomi alamrühm (Cr-Mo-W). sama alarühm on keemilised analoogid, sama rühma erinevate alarühmade elemendid erinevad mõnikord oma omaduste poolest väga järsult. Sama rühma põhi- ja sekundaarsete alarühmade elementide ühine omadus on põhimõtteliselt ainult nende sama kõrgeim valentsus hapniku suhtes. Niisiis, mangaan Mn ja kloor C1, mis kuuluvad VII rühma erinevatesse alarühmadesse, ei oma keemiliselt peaaegu midagi ühist: mangaan on metall, kloor on tüüpiline mittemetall. Nende kõrgemate oksiidide ja vastavate hüdroksiidide valemid on aga sarnased: Mn2O7 - Cl2O7; HMnO4 - HC1O4.
Perioodilises tabelis on kaks 14 elemendist koosnevat horisontaalset rida, mis asuvad väljaspool rühmi. Tavaliselt asetatakse need laua põhja. Üks neist ridadest koosneb elementidest, mida nimetatakse lantaniidideks (sõna otseses mõttes: sarnased lantaaniga), teine rida - aktiniidide elemente (sarnane aktiiniumiga). Aktiniidi sümbolid asuvad lantaniidi sümbolite all. See paigutus paljastab 14 lühemat alarühma, millest igaüks koosneb kahest elemendist: need on teise külje ehk lantaniid-aktiniidi alarühmad.
Öeldu põhjal on: a) põhialarühmad, b) kõrvalalarühmad ja c) teise külje (lantaniid-aktiniidi) alarühmad.

Tuleb märkida, et mõned peamised alarühmad erinevad üksteisest ka oma elementide aatomite struktuuri poolest. Selle põhjal saab kõik perioodilisuse süsteemi alarühmad jagada 4-ks kategooriad.
I. I ja II rühma peamised alarühmad (liitiumi ja berülliumi alarühmad).
II. Kuus peamist alarühma III - IV - V - VI - VII - VIII rühma (boori, süsiniku, lämmastiku, hapniku, fluori ja neooni alarühmad).
III. Kümme teisest alagruppi (üks I-VII rühmas ja kolm VIII rühmas). jfc,
IV. Neliteist lantaniid-aktiniidi alarühma.
Nende 4 kategooria alarühmade arv on aritmeetiline progressioon: 2-6-10-14.
Tuleb märkida, et mis tahes põhialarühma ülemine element on 2. perioodis; mis tahes külje ülemine element - 4. perioodil; mis tahes lantaniid-aktiniidi alarühma tippelement on 6. perioodil. Seega ilmuvad perioodilise süsteemi iga uue paarisperioodiga uued alarühmade kategooriad.
Iga element, välja arvatud teatud rühmas ja alamrühmas olemine, on samuti ühes seitsmest perioodist.
Periood on selline elementide jada, mille jooksul nende omadused muutuvad järkjärgulise tugevnemise järjekorras tüüpiliselt metallilisest tüüpiliselt mittemetalliliseks (metalloidseks). Iga periood lõpeb inertse elemendiga. Kui metallilised omadused on nõrgenenud, hakkavad elementides ilmnema mittemetallilised omadused ja need järk-järgult suurenevad; perioodide keskel on tavaliselt elemente, mis ühendavad ühel või teisel määral nii metallilisi kui ka mittemetallilisi omadusi. Neid elemente nimetatakse sageli amfoteerseteks.

Perioodide koosseis.
Perioodid ei ole neis sisalduvate elementide arvu osas ühtsed. Esimest kolme nimetatakse väikesteks, ülejäänud nelja suurteks. Joonisel fig. 8 näitab perioodide koosseisu. Elementide arvu mis tahes perioodis väljendatakse valemiga 2p2, kus n on täisarv. Perioodil 2 ja 3 on kummaski 8 elementi; 4 ja 5 - 18 elementi; 6-32 elemendis; 7-s, veel lõpetamata, on 18 elementi, kuigi teoreetiliselt peaks olema ka 32 elementi.
Algne 1 periood. See sisaldab ainult kahte elementi: vesinikku H ja heelium He. Toimub omaduste üleminek metallist mittemetalliliseks: siin ühes tüüpiliselt amfoteerses elemendis - vesinikus. Viimane juhib mõningate sellele omaste metalliliste omaduste järgi leelismetallide alarühma, mittemetalliliste omaduste järgi halogeenide alarühma. Seetõttu paigutatakse vesinik perioodilisse süsteemi sageli kaks korda – rühmadesse 1 ja 7.

Perioodide erinev kvantitatiivne koostis toob kaasa olulise tagajärje: väikeste perioodide naaberelemendid, näiteks süsinik C ja lämmastik N, erinevad üksteisest järsult oma omaduste poolest, samas kui suurte perioodide naaberelemendid, näiteks plii Pb ja lämmastik N. vismut Bi, on omadustelt üksteisele palju lähedasemad, kuna elementide olemuse muutus suurte perioodide jooksul toimub väikeste hüpetega. Pikkade perioodide eraldi lõikudes täheldatakse isegi nii aeglast metallilisuse langust, et külgnevad elemendid osutuvad oma keemiliste omaduste poolest väga sarnasteks. Selline on näiteks neljanda perioodi elementide kolmik: raud Fe - koobalt Co - nikkel Ni, mida sageli nimetatakse "raua perekonnaks". Horisontaalne sarnasus (horisontaalne analoogia) kattub siin isegi vertikaalse sarnasusega (vertikaalne analoogia); Seega on raua alamrühma elemendid – raud, ruteenium, osmium – keemiliselt üksteisega vähem sarnased kui "raua perekonna" elemendid.
Kõige silmatorkavam näide horisontaalsest analoogiast on lantaniidid. Kõik need on keemiliselt sarnased üksteise ja lantaan La-ga. Looduses leidub neid kompaniides, neid on raske eraldada, enamiku tüüpiline kõrgeim valentsus on 3. Lantaniididel on leitud eriline sisemine perioodilisus: iga kaheksas neist kordub paigutuse järjekorras mingil määral. esimese omadused ja valentsseisundid, s.o. see, millest lugemine algab. Seega on terbium Tb sarnane tseerium Ce-ga; luteetium Lu – gadoliiniumiks Gd.
Aktiniidid on sarnased lantaniididega, kuid nende horisontaalne analoogia avaldub palju vähemal määral. Mõne aktiniidi (näiteks uraan U) kõrgeim valentsus ulatub kuueni. Põhimõtteliselt võimalik ja nende hulgas ka sisemine perioodilisus pole veel kinnitatud.

Elementide paigutus perioodilisuse süsteemis. Moseley seadus.

D. I. Mendelejev paigutas elemendid kindlasse järjestusse, mida mõnikord nimetatakse "Mendelejevi seeriaks". Üldjuhul on see jada (numeratsioon) seotud elementide aatommasside suurenemisega. Siiski on ka erandeid. Mõnikord on loogiline käik. valentsi muutus on vastuolus aatommasside muutumise käiguga Sellistel juhtudel on vajadus eelistada üht neist kahest süstematiseerimisalusest Mõnel juhul rikkus D. I. Mendelejev elementide paigutuse põhimõtet vastavalt kasvavatele aatommassidele ja tugines elementidevahelisele keemilisele analoogiale Kui Mendelejev oleks asetanud nikli Ni enne koobalti Co, joodi I enne Te telluuri, siis jaguneksid need elemendid alarühmadesse ja rühmadesse, mis ei vasta nende omadustele ja nende kõrgeimale tasemele. valents.
1913. aastal märkas inglise teadlane G. Moseley erinevate elementide röntgenikiirguse spektreid uurides mustrit, mis ühendas Mendelejevi perioodilise süsteemi elementide arvu nende kiirte lainepikkusega, mis tuleneb teatud elementide kiiritamisest katoodpilved. Selgus, et nende kiirte lainepikkuste vastastikuste väärtuste ruutjuured on lineaarselt seotud vastavate elementide järjekorranumbritega. G. Moseley seadus võimaldas kontrollida "Mendelejevi seeria" õigsust ja kinnitas selle laitmatust.
Olgu näiteks teada elementide nr 20 ja nr 30 väärtused, mille numbrid süsteemis ei tekita meis kahtlusi. Need väärtused on seotud määratud arvudega lineaarses seoses. Kontrollimaks näiteks koobaltile määratud numbri (27) õigsust ja aatommassi järgi otsustades oleks pidanud niklil see number olema, seda kiiritatakse katoodkiirtega: selle tulemusena eraldub koobaltist röntgenikiirgus. . Neid sobivatel difraktsioonvõredel (kristallidel) lagundades saame nende kiirte spektri ja valides spektrijoontest selgeima, mõõdame sellele joonele vastava kiire lainepikkuse (); seejärel jäta kõrvale ordinaadi väärtus. Saadud punktist A tõmbame x-teljega paralleelse sirge, kuni see lõikub eelnevalt tuvastatud sirgega. Lõikepunktist B langetame risti abstsissteljega: see näitab meile täpselt koobalti arvu, mis on võrdne 27-ga. Niisiis sai D. I. Mendelejevi perioodiline elementide süsteem - teadlase loogiliste järelduste vili - vastu. eksperimentaalne kinnitus.

Perioodilise seaduse kaasaegne sõnastus. Elemendi järgarvu füüsiline tähendus.

Pärast G. Moseley tööd hakkas elemendi aatommass oma juhtivale rollile järk-järgult andma teed uuele, oma sisemises (füüsilises) tähenduses veel mitte selgele, vaid selgemale konstandile - järgule või nagu nad on. mida nüüd nimetatakse elemendi aatomnumbriks. Selle konstandi füüsikalise tähenduse paljastas 1920. aastal inglise teadlase D. Chadwicki töö. D. Chadwick tegi eksperimentaalselt kindlaks, et elemendi järgarv on arvuliselt võrdne selle elemendi aatomituuma positiivse laengu Z väärtusega, s.o prootonite arvuga tuumas. Selgus, et D. I. Mendelejev paigutas seda kahtlustamata elemendid täpselt nende aatomite tuumade laengu suurenemisele vastavasse järjestusse.
Samal ajal tehti kindlaks ka see, et sama elemendi aatomid võivad massi poolest üksteisest erineda; selliseid aatomeid nimetatakse isotoopideks. Aatomid võivad olla näiteks: ja . Perioodilises tabelis hõivavad sama elemendi isotoobid ühe raku. Seoses isotoopide avastamisega sai selgeks keemilise elemendi mõiste. Praegu on keemiline element teatud tüüpi aatomid, millel on sama tuumalaeng – tuumas on sama arv prootoneid. Samuti viimistleti perioodilise seaduse sõnastust. Seaduse kaasaegne sõnastus ütleb: elementide ja nende ühendite omadused on perioodilises sõltuvuses nende aatomite tuumade suurusest, laengust.
Perioodiliselt muutuvad ka muud elementide omadused, mis on seotud aatomite väliste elektrooniliste kihtide struktuuriga, aatomimahud, ionisatsioonienergia ja muud omadused.

Elementide aatomite elektronkestade perioodiline süsteem ja struktuur.

Hiljem leiti, et mitte ainult elemendi järjekorranumbril on sügav füüsiline tähendus, vaid ka teised varem käsitletud mõisted omandasid järk-järgult füüsilise tähenduse. Näiteks rühmaarv, mis näitab elemendi kõrgeimat valentsust, näitab seega konkreetse elemendi aatomi maksimaalset elektronide arvu, mis võivad osaleda keemilise sideme moodustamisel.
Perioodiarv osutus omakorda seotuks antud perioodi elemendi aatomi elektronkihis olevate energiatasemete arvuga.
Nii näiteks tähendab tina Sn (järjekorranumber 50, periood 5, IV rühma põhialarühm) "koordinaadid" seda, et tinaaatomis on 50 elektroni, need on jaotunud 5 energiataseme peale, ainult 4 elektroni on valents. .
Erinevate kategooriate alarühmadest elementide leidmise füüsiline tähendus on äärmiselt oluline. Selgub, et I kategooria alarühmades paiknevate elementide puhul asub järgmine (viimane) elektron välistasandi s-alamtasandil. Need elemendid kuuluvad elektrooniliste perekonda. II kategooria alarühmades paiknevate elementide aatomite puhul asub järgmine elektron välise tasandi p-alatasandil. Need on “p” elektroonikaperekonna elemendid Seega asub tinaaatomite järgmine 50. elektron välise ehk 5. energiataseme p-alamtasandil.
III kategooria alamrühmade elementide aatomite jaoks asub järgmine elektron d-alamtasandil, kuid juba enne välimist tasandit on need elektronperekonna "d" elemendid. Lantaniidi ja aktiniidi aatomite puhul asub järgmine elektron f-alamtasandil enne välistaset. Need on elektroonilise perekonna "f" elemendid.
Seetõttu pole juhus, et nende nelja kategooria alamrühmade arvud, mis on märgitud ülalpool, st 2-6-10-14, langevad kokku elektronide maksimaalse arvuga s-p-d-f alamtasanditel.
Kuid selgub, et on võimalik lahendada elektronkihi täitmise järjekorra probleem ja tuletada suvalise elemendi aatomi elektrooniline valem ja perioodilisuse süsteemi alusel, mis näitab selgelt iga järjestikuse taseme ja alamtaseme. elektron. Perioodiline süsteem näitab ka elementide järjestust perioodideks, rühmadeks, alarühmadeks ning nende elektronide jaotust tasemete ja alamtasandite kaupa, sest igal elemendil on oma, mis iseloomustab tema viimast elektroni. Näitena analüüsime elemendi tsirkooniumi (Zr) aatomi elektroonilise valemi koostamist. Perioodiline süsteem annab selle elemendi indikaatorid ja "koordinaadid": seerianumber 40, periood 5, rühm IV, kõrvalalarühm. Esimesed järeldused: a) kõik 40 elektroni, b) need 40 elektroni on jaotatud viie energiataseme vahel; c) 40 elektronist ainult 4 on valents, d) järgmine 40. elektron sisenes d-alamtasandile enne välimist, st neljandat energiataset. Sarnaseid järeldusi saab teha iga tsirkooniumile eelneva 39 elemendi kohta, ainult indikaatorid ja koordinaadid olla iga kord erinev.
Seetõttu seisneb perioodilisuse süsteemil põhinevate elementide elektrooniliste valemite koostamise metoodiline meetod selles, et vaatleme järjestikku iga elemendi elektronkihti teel antud elemendini, tuvastades selle “koordinaatide” järgi, kuhu tema järgmine elektron läks. kestas.
Esimese perioodi kaks esimest elementi, vesinik H ja heelium, ei kuulu s-perekonda. Kaks nende elektroni lähevad esimese tasandi s-alamtasandile. Kirjutame üles: Siin lõpeb esimene periood, samuti esimene energiatase. Teise perioodi kaks järgmist elementi, liitium Li ja berüllium Be, on I ja II rühma põhialarühmades. Need on ka s-elemendid. Nende järgmised elektronid asuvad 2. taseme alamtasandil. Paneme kirja Järgmiseks järgneb järjestikku 6 2. perioodi elementi: boor B, süsinik C, lämmastik N, hapnik O, fluor F ja neoon Ne. Vastavalt nende elementide paiknemisele III - Vl rühmade põhialarühmades asuvad nende kuus järgmist elektroni 2. tasandi p-alamtasandil. Paneme kirja: Teine periood lõpeb inertse elemendi neooniga, teine energiatase on samuti läbi. Sellele järgneb I ja II rühma põhialarühmade kolmanda perioodi kaks elementi: naatrium Na ja magneesium Mg. Need on s-elemendid ja nende järgmised elektronid asuvad 3. tasandi s-alamtasandil Siis on kuus 3. perioodi elementi: alumiinium Al, räni Si, fosfor P, väävel S, kloor C1, argoon Ar. Vastavalt nende elementide paiknemisele rühmade III - VI põhialarühmades asuvad nende järgmised elektronid kuue hulgas 3. taseme p-alatasandil - 3. perioodi lõpetab inertne element argoon, kuid Kolmas energiatase ei ole veel lõppenud, samas kui selle kolmandal võimalikul d-alamtasemel pole elektrone.
Sellele järgneb I ja II rühma põhialarühmade 4. perioodi 2 elementi: kaalium K ja kaltsium Ca. Need on jällegi s-elemendid. Nende järgmised elektronid asuvad s-alamtasandil, kuid juba 4. tasemel. Nendel järgmistel elektronidel on energeetiliselt kasulikum hakata täitma 4. taset, mis on tuumast kaugemal, kui täita 3d alamtasandit. Paneme kirja: Järgmised kümme 4. perioodi elementi alates nr 21 skandium Sc kuni nr 30 tsink Zn on kõrvalalarühmades III - V - VI - VII - VIII - I - II rühmades. Kuna nad kõik on d-elemendid, asuvad nende järgmised elektronid d-alamtasandil enne välistaset, st tuumast kolmandal. Kirjutame üles:
Järgmised kuus 4. perioodi elementi: gallium Ga, germaanium Ge, arseen As, seleen Se, broom Br, krüptoon Kr - kuuluvad rühmade põhialarühmadesse III - VIIJ. Nende järgmised 6 elektroni asuvad välise, st 4. tasandi p-alatasandil: vaadeldakse 3b elemente; neljanda perioodi lõpetab inertne element krüptoon; lõpetatud ja 3. energiatase. Kuid 4. tasemel on täielikult täidetud ainult kaks alamtasandit: s ja p (4-st võimalikust).
Sellele järgneb I ja II rühma põhialarühmade 5. perioodi 2 elementi: nr 37 rubiidium Rb ja nr 38 strontsium Sr. Need on s-perekonna elemendid ja nende järgmised elektronid asuvad 5. tasandi s-alamtasandil: Viimased 2 elementi - nr 39 ütrium YU nr 40 tsirkoonium Zr - on juba kõrvalalarühmades, st kuuluvad. d-perekonnale. Nende kaks järgmist elektroni lähevad d-alamtasandile, enne välimist, st. Tase 4 Võttes kokku kõik järjestikused kirjed, koostame tsirkooniumi aatomi elektroonilise valemi nr 40 Tsirkooniumi aatomi tuletatud elektroonilist valemit saab veidi muuta, paigutades alamtasandid nende tasemete nummerdamise järjekorras:

Tuletatud valemit saab loomulikult lihtsustada elektronide jaotuseks ainult energiatasemete kaupa: Zr – 2|8| 18 |8 + 2| 2 (nool näitab järgmise elektroni sisenemispunkti; valentselektronid on alla joonitud). Alarühmade kategooria füüsikaline tähendus ei seisne mitte ainult järgmise elektroni aatomi kesta sisenemise koha erinevuses, vaid ka valentselektronide paiknemise tasemetes. Lihtsustatud elektrooniliste valemite võrdlusest, näiteks kloor (3. periood, VII rühma põhialarühm), tsirkoonium (5. periood, IV rühma sekundaarne alarühm) ja uraan (7. periood, lantaniid-aktiniidi alarühm)
№17, С1-2|8|7
№40, Zr - 2|8|18|8+ 2| 2
№92, U - 2|8|18 | 32 |18 + 3|8 + 1|2
on näha, et mis tahes põhialarühma elementide puhul saavad valentsiks olla ainult välistasandi elektronid (s ja p). Sekundaarsete alamrühmade elementide puhul võivad välise ja osaliselt välise-eelse tasandi elektronid (s ja d) olla valents. Lantaniidides ja eriti aktiniidides võivad valentselektronid paikneda kolmel tasandil: välisel, pre-välisel ja pre-välisel tasemel. Reeglina on valentselektronide koguarv võrdne rühmaarvuga.

Elemendi omadused. Ionisatsioonienergia. Elektronide afiinsusenergia.

Elementide omaduste võrdlev kaalumine toimub perioodilise süsteemi kolmes võimalikus suunas: a) horisontaalne (perioodi järgi), b) vertikaalne (alarühmade kaupa), c) diagonaal. Arutluse lihtsustamiseks jätame välja 1. perioodi, lõpetamata 7., samuti kogu VIII rühma. Alles jääb süsteemi põhiline rööpkülik, mille vasakus ülanurgas on liitium Li (nr. 3), vasakpoolsesse alumisse nurka - tseesium Cs (nr 55). Üleval paremal - fluor F (nr 9), all paremal - astatiin Аt (nr 85).
juhised. Horisontaalses suunas vasakult paremale vähenevad aatomite mahud järk-järgult; tekib, on see tingitud tuuma laengu suurenemise mõjust elektronkihile. Vertikaalses suunas ülalt alla, tasemete arvu suurenemise tulemusena aatomite mahud järk-järgult suurenevad; diagonaalsuunas - palju vähem selgelt väljendatud ja lühem - jäävad lähedale. Need on üldised mustrid, millest, nagu alati, on erandeid.
Peamistes alarühmades muutub aatomite mahtude kasvades ehk ülalt alla väliste elektronide eemaldamine lihtsamaks ja uute elektronide lisamine aatomitele raskemaks. Elektronide tagasilöök iseloomustab elementide nn redutseerimisvõimet, mis on eriti tüüpiline metallidele. Elektronide lisamine iseloomustab oksüdatsioonivõimet, mis on tüüpiline mittemetallidele. Järelikult suureneb põhialarühmades ülalt alla elementide aatomite redutseerimisvõime; suurenevad ka neile elementidele vastavate lihtkehade metallilised omadused. Oksüdatsioonivõime väheneb.
Vasakult paremale on vastavalt perioodidele pilt muutustest vastupidine: elementide aatomite redutseerimisvõime väheneb, oksüdeeriv aga suureneb; nendele elementidele vastavate lihtkehade mittemetallilised omadused suurenevad.
Diagonaalsuunas jäävad elementide omadused enam-vähem lähedaseks. Mõelge sellele suunale näitel: berüllium-alumiinium
Berüllium Be-st kuni alumiiniumi Al-ni saab minna otse mööda diagonaali Be → A1, see on võimalik ka läbi boori B, st mööda kahte jalga Be → B ja B → A1. Mittemetalliliste omaduste tugevnemine berülliumilt booriks ja nende nõrgenemine boorilt alumiiniumiks selgitab, miks diagonaalselt paiknevatel elementidel berüllium ja alumiinium on omadustelt mõningane analoogia, kuigi nad ei kuulu perioodilisuse tabeli samasse alarühma.
Seega on perioodilisuse süsteemi, elementide aatomite struktuuri ja nende keemiliste omaduste vahel tihe seos.
Mis tahes elemendi aatomi omadusi – loovutada elektron ja muutuda positiivselt laetud iooniks – kvantifitseeritakse energiakuluga, mida nimetatakse ionisatsioonienergiaks I*. Seda väljendatakse ühikutes kcal/g-aatom või hJ/g-aatom.

Mida madalam on see energia, seda tugevamad on elemendi aatomil redutseerivad omadused, seda metallilisem on element; mida rohkem seda energiat, seda nõrgemad on metallilised omadused, seda tugevamad on elemendi mittemetallilised omadused. Mis tahes elemendi aatomi omadust võtta vastu elektron ja muutuda samal ajal negatiivselt laetud iooniks hinnatakse vabaneva energia hulga järgi, mida nimetatakse energilisemaks elektronafiinsuseks E; seda väljendatakse ka ühikutes kcal/g-aatom või kJ/g-aatom.

Elektronide afiinsus võib mõõta elemendi võimet avaldada mittemetallilisi omadusi. Mida suurem on see energia, seda mittemetallisem on element, ja vastupidi, mida madalam on energia, seda metallilisem on element.
Sageli kasutatakse elementide omaduste iseloomustamiseks väärtust, mida nimetatakse elektronegatiivsus.
See: on ionisatsioonienergia ja elektronide afiinsusenergia aritmeetiline summa

Konstant on elementide mittemetallilisuse mõõt. Mida suurem see on, seda tugevamad on elemendil mittemetallilised omadused.
Tuleb meeles pidada, et kõik elemendid on oma olemuselt kahesugused. Elementide jagunemine metallideks ja mittemetallideks on teatud määral tinglik, sest looduses puuduvad teravad servad. Elemendi metalliliste omaduste suurenemisega nõrgenevad selle mittemetatagilised omadused ja vastupidi. Elementidest kõige "metallilisemat" - frantsiumi Fr - võib pidada kõige vähem mittemetalliliseks, "mittemetallilisemat" - fluori F - võib pidada kõige vähem metalliliseks.
Arvutatud energiate – ionisatsioonienergia ja elektronide afiinsusenergia – väärtused kokku võttes saame: tseesiumi puhul on väärtus 90 kcal/g-a, liitiumi puhul 128 kcal/g-a., fluori puhul = 510 kcal/g-a. (Väärtust väljendatakse ka kJ/g-a.). Need on elektronegatiivsuse absoluutväärtused. Lihtsuse huvides kasutatakse elektronegatiivsuse suhtelisi väärtusi, võttes liitiumi (128) elektronegatiivsuse ühikuks. Seejärel saame fluori (F) jaoks:

Tseesiumi (Cs) puhul on suhteline elektronegatiivsus
Põhialarühmade elementide elektronegatiivsuse muutuste graafikul
I-VII rühmad. võrreldi I-VII rühmade põhialarühmade elementide elektronegatiivsust. Antud andmed näitavad vesiniku tegelikku asendit 1. perioodil; elementide metallilisuse ebavõrdne suurenemine, ülalt alla erinevates alarühmades; elementide mõningane sarnasus: vesinik – fosfor – telluur (= 2,1), berüllium ja alumiinium (= 1,5) ning hulk muid elemente. Nagu ülaltoodud võrdlustest nähtub, on elektronegatiivsuse väärtusi kasutades võimalik ligikaudselt võrrelda omavahel, isegi erinevate alarühmade elemente ja erinevaid perioode.

I-VII rühmade põhialarühmade elementide elektronegatiivsuse muutuste graafik.

Perioodilisel seadusel ja elementide perioodilisel süsteemil on suur filosoofiline, teaduslik ja metodoloogiline tähendus. Need on: vahend meid ümbritseva maailma tundmiseks. Perioodiline seadus paljastab ja peegeldab looduse dialektilis-materialistlikku olemust. Perioodiline seaduspärasus ja perioodiline elementide süsteem tõestavad veenvalt meid ümbritseva maailma ühtsust ja materiaalsust. Need on parim kinnitus marksistliku dialektilise tunnetusmeetodi põhijoonte paikapidavuse kohta: a) objektide ja nähtuste omavaheline seotus ja sõltuvus, b) liikumise ja arengu järjepidevus, c) kvantitatiivsete muutuste üleminek kvalitatiivseteks. , d) vastandite võitlus ja ühtsus.
Perioodilise seaduse suur teaduslik tähtsus seisneb selles, et see aitab teha loomingulisi avastusi keemia-, füüsika-, mineraloogika-, geoloogia-, tehnika- ja muude teaduste vallas. Enne perioodilise seaduse avastamist oli keemia isoleeritud faktilise teabe kogum, millel puudus sisemine seos; nüüd on see kõik koondatud ühtsesse sidusasse süsteemi. Perioodilise seaduse ja elementide perioodilisuse tabeli alusel tehti palju avastusi keemia ja füüsika vallas. Perioodiline seadus avas tee aatomi ja selle tuuma sisestruktuuri mõistmiseks. See on rikastatud uute avastustega ja on kinnitatud kui vankumatu, objektiivne loodusseadus. Perioodilise seaduse ja perioodilise elementide süsteemi suur metodoloogiline ja metodoloogiline tähendus seisneb selles, et keemiat õppides annavad need võimaluse arendada õpilase dialektilist materialistlikku maailmapilti ja hõlbustavad keemiakursuse omastamist: Keemiaõpe ei tohiks põhinema üksikute elementide ja nende ühendite omaduste meeldejätmisel, vaid otsustama lihtsate ja keeruliste ainete omaduste üle, lähtudes perioodilise seaduse ja elementide perioodilise süsteemi poolt väljendatud mustritest.

"Elementide omadused ja seega ka nende moodustatud lihtsad ja keerukad kehad (ained) on perioodilises sõltuvuses nende aatommassist."

Kaasaegne sõnastus:

"keemiliste elementide omadused (st nendest moodustuvate ühendite omadused ja vorm) on perioodilises sõltuvuses keemiliste elementide aatomite tuuma laengust."

Keemilise perioodilisuse füüsikaline tähendus

Perioodilised muutused keemiliste elementide omadustes on tingitud nende aatomite välise energiataseme (valentselektronide) elektroonilise konfiguratsiooni õigest kordumisest koos tuumalaengu suurenemisega.

Perioodilise seaduse graafiline esitus on perioodilisustabel. See sisaldab 7 perioodi ja 8 rühma.

Periood - elementide horisontaalsed read valentselektronide peamise kvantarvu sama maksimaalse väärtusega.

Perioodi number tähistab energiatasemete arvu elemendi aatomis.

Perioodid võivad koosneda 2 (esimene), 8 (teine ja kolmas), 18 (neljas ja viies) või 32 (kuues) elemendist, olenevalt elektronide arvust välisel energiatasemel. Viimane, seitsmes periood on poolik.

Kõik perioodid (välja arvatud esimene) algavad leelismetalliga ( s- element) ja lõpetage väärisgaasiga ( ns 2 np 6).

Metallilisi omadusi peetakse elementide aatomite võimeks kergesti elektrone loovutada ja mittemetallilisteks omadusteks elektrone vastu võtta, kuna aatomitel on kalduvus omandada stabiilne konfiguratsioon täidetud alamtasanditega. Välispinna täitmine s- alamtase näitab aatomi metallilisi omadusi ja välise moodustumist p- alamtase - mittemetalliliste omaduste kohta. Elektronide arvu suurenemine võrra p- alamtase (1 kuni 5) suurendab aatomi mittemetallilisi omadusi. Välise elektronkihi täielikult moodustunud energeetiliselt stabiilse konfiguratsiooniga aatomid ( ns 2 np 6) keemiliselt inertne.

Pikkade perioodide jooksul toimub omaduste üleminek aktiivmetallilt väärisgaasile sujuvamalt kui lühikestel perioodidel, sest sisemise moodustumine n - 1) d - alamtasand, säilitades samal ajal välise ns 2 - kiht. Suured perioodid koosnevad paaris- ja paaritutest ridadest.

Väliskihi ühtlaste ridade elementide jaoks ns 2 - elektronid, seetõttu on ülekaalus metallilised omadused ja nende nõrgenemine tuumalaengu suurenemisega on väike; paaritutes ridades moodustub np- alamtase, mis seletab metalliliste omaduste olulist nõrgenemist.

Rühmad - elementide vertikaalsed veerud, millel on sama arv valentselektrone, mis on võrdsed rühma numbriga. Seal on põhi- ja sekundaarsed alarühmad.

Peamised alarühmad koosnevad väikese ja suure perioodi elementidest, mille valentselektronid paiknevad välispinnal. ns - ja np - alamtasandid.

Teisesed alarühmad koosnevad ainult suurte perioodide elementidest. Nende valentselektronid on välisküljel ns- alamtasand ja sisemine ( n - 1) d - alamtase (või (n - 2) f - alamtase).

Olenevalt sellest, millisel alamtasemel ( s-, p-, d- või f-) Valentselektronidega täidetud, perioodilise süsteemi elemendid jagunevad: s- elemendid (peamise alarühma elemendid I ja II rühm), p - elemendid (peamiste alarühmade elemendid III - VII rühmad), d - elemendid (sekundaarsete alamrühmade elemendid), f- elemendid (lantaniidid, aktiniidid).

Peamistes alarühmades, ülalt alla, on metallilised omadused paranenud, mittemetallilised omadused aga nõrgenenud. Põhi- ja sekundaarrühma elemendid erinevad omaduste poolest suuresti.

Rühma number näitab elemendi kõrgeimat valentsust (v.a O , F , vase alarühma ja kaheksanda rühma elemendid).

Põhi- ja sekundaarse alarühma elementidele on ühised kõrgemate oksiidide (ja nende hüdraatide) valemid. Kõrgematele oksiididele ja nende elementhüdraatidele I-III rühmad (v.a boor) domineerivad põhiomadused, kusjuures IV kuni VIII - happeline.

Alates esimestest keemiatundidest kasutasite D. I. Mendelejevi tabelit. See näitab selgelt, et kõik meid ümbritseva maailma aineid moodustavad keemilised elemendid on omavahel seotud ja järgivad üldlevinud seadusi, see tähendab, et nad esindavad ühtset tervikut - keemiliste elementide süsteemi. Seetõttu nimetatakse tänapäevases teaduses D. I. Mendelejevi tabelit keemiliste elementide perioodiliseks tabeliks.

Miks "perioodiline" on ka teile selge, kuna aatomite, keemiliste elementide moodustatud lihtsate ja keerukate ainete omaduste muutumise üldised mustrid korduvad selles süsteemis teatud ajavahemike - perioodide - järel. Mõned neist tabelis 1 näidatud mustritest on teile juba teada.

Seega alluvad kõik maailmas eksisteerivad keemilised elemendid ühele, looduses objektiivselt toimivale perioodilisele seadusele, mille graafiline esitus on elementide perioodilisustabel. See seadus ja süsteem kannab suure vene keemiku D. I. Mendelejevi nime.

D. I. Mendelejev jõudis perioodilise seaduse avastamiseni, võrreldes keemiliste elementide omadusi ja suhtelist aatommassi. Selleks kirjutas D. I. Mendelejev kaardile iga keemilise elemendi kohta: elemendi tähise, suhtelise aatommassi väärtuse (D. I. Mendelejevi ajal nimetati seda väärtust aatomkaaluks), elemendi valemid ja olemus. kõrgem oksiid ja hüdroksiid. Ta paigutas 63 selleks ajaks teadaolevat keemilist elementi ühte ahelasse nende suhtelise aatommassi järgi kasvavas järjekorras (joonis 1) ja analüüsis seda elementide komplekti, püüdes leida selles teatud mustreid. Pingelise loometöö tulemusena avastas ta, et selles ahelas on intervallid - perioodid, mil elementide ja nendest moodustuvate ainete omadused muutuvad sarnaselt (joon. 2).

Riis. üks.
Elementkaardid on paigutatud suhtelise aatommassi suurenemise järjekorras

Riis. 2.
Elementide kaardid, mis on järjestatud elementide ja nende poolt moodustatud ainete omaduste perioodiliste muutuste järjekorras

Laboratoorsed katsed nr 2
D. I. Mendelejevi perioodilise süsteemi ehituse modelleerimine

Simuleerige D. I. Mendelejevi perioodilise süsteemi ehitamist. Selleks valmistage ette 20 kaarti suurusega 6 x 10 cm elementide jaoks, mille seerianumbrid on 1 kuni 20. Märkige igale kaardile elemendi kohta järgmine teave: keemiline sümbol, nimetus, suhteline aatommass, kõrgeima oksiidi valem, hüdroksiid (sulgudes märkige nende olemus - aluseline, happeline või amfoteerne), lenduva vesinikuühendi valem (näiteks mittemetallid).

Segage kaardid ja järjestage need elementide suhtelise aatommassi järgi kasvavas järjekorras. Asetage sarnased elemendid 1. kuni 18. üksteise alla: vesinik vastavalt liitiumi kohale ja kaalium naatriumi alla, kaltsium magneesiumi alla, heelium neooni alla. Sõnastage tuvastatud muster seaduse kujul. Pöörake tähelepanu argooni ja kaaliumi suhteliste aatommasside lahknevusele ja nende asukohale vastavalt elementide omaduste ühisusele. Selgitage selle nähtuse põhjust.

Loetleme veel kord, kasutades tänapäevaseid termineid, korrapärased muudatused omadustes, mis ilmuvad perioodide sees:

metalli omadused nõrgenevad;
mittemetallilised omadused paranevad;
elementide oksüdatsiooniaste kõrgemates oksiidides suureneb +1-lt +8-ni;
lenduvate vesinikuühendite elementide oksüdatsiooniaste suureneb -4-lt -1-le;
oksiidid aluselisest amfoteerseni asendatakse happelistega;
leeliste hüdroksiidid amfoteersete hüdroksiidide kaudu asendatakse hapnikku sisaldavate hapetega.

Nende tähelepanekute põhjal järeldas D. I. Mendelejev 1869. aastal - ta sõnastas perioodilise seaduse, mis tänapäeva termineid kasutades kõlab järgmiselt:

Süstematiseerides keemilisi elemente nende suhtelise aatommassi alusel, pööras D. I. Mendelejev suurt tähelepanu ka elementide ja nendest moodustatud ainete omadustele, jaotades sarnaste omadustega elemendid vertikaalsetesse veergudesse - rühmadesse. Mõnikord, rikkudes tema paljastatud seaduspärasust, asetas ta raskemad elemendid madalama suhtelise aatommassi väärtusega elementide ette. Näiteks kirjutas ta oma tabelisse koobalt enne niklit, telluur enne joodi ja inertsete (väälis)gaaside avastamise korral argooni enne kaaliumit. D. I. Mendelejev pidas seda paigutusjärjekorda vajalikuks, sest vastasel juhul jaguneksid need elemendid omadustelt neile mittesarnasteks elementide rühmadeks. Seega langeks leelismetalli kaalium inertgaaside rühma ja inertgaas argoon leelismetallide rühma.

D. I. Mendelejev ei osanud selgitada neid üldreegli erandeid, samuti elementide ja nendest moodustunud ainete omaduste muutumise perioodilisuse põhjust. Siiski nägi ta ette, et see põhjus peitub aatomi keerulises struktuuris. See oli D. I. Mendelejevi teaduslik intuitsioon, mis võimaldas tal ehitada keemiliste elementide süsteemi mitte nende suhtelise aatommassi suurendamise, vaid aatomituumade laengute suurendamise järjekorras. Seda, et elementide omadused määravad täpselt nende aatomituumade laengud, tõendab kõnekalt isotoopide olemasolu, millega te eelmisel aastal kohtusite (pidage meeles, mis need on, tooge näiteid tuttavate isotoopide kohta).

Vastavalt kaasaegsetele ideedele aatomi struktuuri kohta on keemiliste elementide klassifitseerimise aluseks nende aatomituumade laengud ja perioodilise seaduse kaasaegne sõnastus on järgmine:

Elementide ja nende ühendite omaduste muutumise perioodilisus on seletatav nende aatomite välisenergia tasemete perioodilise kordumisega struktuuris. Perioodilises süsteemis omaks võetud sümboolikat peegeldavad energiatasemete arv, nendel paiknevate elektronide koguarv ja välistasandi elektronide arv, st need paljastavad elemendi järjekorranumbri füüsilise tähenduse, perioodi number ja rühma number (millest see koosneb?).

Aatomi ehitus võimaldab selgitada ka elementide metalliliste ja mittemetalliliste omaduste muutumise põhjuseid perioodide ja rühmade kaupa.

Sellest tulenevalt võtavad D. I. Mendelejevi perioodiline seadus ja perioodiline süsteem kokku teabe keemiliste elementide ja nende poolt moodustatud ainete kohta ning selgitavad nende omaduste muutumise perioodilisust ja sama rühma elementide omaduste sarnasuse põhjust.

Neid kahte kõige olulisemat D. I. Mendelejevi perioodilise seaduse ja perioodilise süsteemi tähendust täiendab veel üks, milleks on võime ennustada, see tähendab ennustada, kirjeldada omadusi ja näidata uute keemiliste elementide avastamise viise. Juba perioodilise süsteemi loomise etapis tegi D. I. Mendelejev mitmeid ennustusi tol ajal veel teadmata elementide omaduste kohta ja osutas nende avastamise viisidele. Tema loodud tabelis jättis D. I. Mendelejev nende elementide jaoks tühjad lahtrid (joonis 3).

Riis. 3.
D. I. Mendelejevi pakutud elementide perioodiline tabel

Perioodilise seaduse ennustamisjõu ilmekateks näideteks olid elementide hilisemad avastused: 1875. aastal avastas prantslane Lecoq de Boisbaudran galliumi, mille D. I. Mendelejev ennustas viis aastat varem elemendina nimega ekaalumiinium (eka – järgnev); 1879. aastal avastas rootslane L. Nilsson D. I. Mendelejevi järgi "ekabori"; aastal 1886 sakslase K. Winkleri poolt - D. I. Mendelejevi järgi "ekasilikoon" (määratlege nende elementide tänapäevased nimetused D. I. Mendelejevi tabelist). Kui täpne oli D. I. Mendelejev oma ennustustes, näitavad tabeli 2 andmed.

tabel 2
Germaaniumi ennustatud ja eksperimentaalselt vaadeldud omadused

D. I. Mendelejevi ennustas 1871. aastal	K. Winkleri poolt 1886. aastal asutatud
Suhteline aatommass on 72 lähedal	Suhteline aatommass 72,6
Hall tulekindel metall	Hall tulekindel metall
Metalli tihedus on umbes 5,5 g / cm3	Metalli tihedus 5,35 g / cm3
Oksiidvalem E0 2	Ge02 oksiidi valem
Oksiidi tihedus on umbes 4,7 g / cm3	Oksiidi tihedus 4,7 g / cm3
Oksiid redutseeritakse üsna kergesti metalliks	Vesinikujoas kuumutamisel redutseeritakse oksiid Ge0 2 metalliks
ES1 4 kloriid peaks olema vedelik, mille keemistemperatuur on umbes 90 ° C ja tihedus umbes 1,9 g / cm 3	Germaaniumkloriid (IV) GeCl 4 on vedelik, mille keemistemperatuur on 83 ° C ja tihedus 1,887 g / cm 3

Uusi elemente avastanud teadlased hindasid kõrgelt Vene teadlase avastust: „Vaevalt saab olla selgemat tõestust elementide perioodilisuse doktriini kehtivuse kohta kui veel hüpoteetilise ekasiliconi avastamine; see on muidugi midagi enamat kui lihtne kinnitus julgele teooriale – see tähistab keemilise vaatevälja silmapaistvat laienemist, hiiglaslikku sammu teadmiste vallas”(K. Winkler).

Ameerika teadlased, kes avastasid elemendi nr 101, andsid sellele nime "mendelevium", tunnustamaks suure vene keemiku Dmitri Mendelejevi teeneid, kes kasutas esimesena elementide perioodilist tabelit, et ennustada elementide omadusi, mida veel ei olnud. avastatud.

Kohtusite 8. klassis ja kasutate selle aasta perioodilisustabeli vormi, mida nimetatakse lühikeseks perioodiks. Kuid profiiliklassides ja kõrgkoolides kasutatakse valdavalt teistsugust vormi - pikaajalist varianti. Võrrelge neid. Mis on perioodilise tabeli kahes vormis sama ja mis erinev?

Uued sõnad ja mõisted

D. I. Mendelejevi perioodiline seadus.
D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodiline süsteem on perioodilise seaduse graafiline esitus.
Elemendi numbri, perioodi numbri ja rühma numbri füüsiline tähendus.
Elementide omaduste muutumise mustrid perioodides ja rühmades.
D. I. Mendelejevi perioodilise seaduse ja keemiliste elementide perioodilise süsteemi tähendus.

Ülesanded iseseisvaks tööks

Tõesta, et D. I. Mendelejevi perioodiline seadus, nagu iga teinegi loodusseadus, täidab selgitavat, üldistavat ja ennustavat funktsiooni. Tooge näiteid, mis illustreerivad teiste teile keemia, füüsika ja bioloogia kursustelt teadaolevate seaduste funktsioone.
Nimetage keemiline element, mille aatomis elektronid on tasanditeks järjestatud arvude jadate järgi: 2, 5. Milline lihtne aine moodustab selle elemendi? Mis on selle vesinikuühendi valem ja mis on selle nimi? Millise valemiga on selle elemendi kõrgeim oksiid, milline on selle iseloom? Kirjutage üles selle oksiidi omadusi iseloomustavad reaktsioonivõrrandid.
Berüllium klassifitseeriti varem III rühma elemendiks ja selle suhteliseks aatommassiks peeti 13,5. Miks kandis D. I. Mendelejev selle üle II rühma ja korrigeeris berülliumi aatommassi 13,5-lt 9-le?
Kirjutage reaktsioonivõrrandid keemilise elemendi poolt moodustatud lihtaine, mille aatomis elektronid jagunevad energiatasemete vahel arvude jadate järgi: 2, 8, 8, 2, ja elementidest nr 7 ja lihtainete vahel. Perioodilises süsteemis nr 8. Mis tüüpi keemiline side on reaktsiooniproduktides? Milline on algsete lihtainete ja nende vastasmõju produktide kristalne struktuur?
Järjesta järgmised elemendid metalliliste omaduste suurenemise järjekorras: As, Sb, N, P, Bi. Põhjendage saadud seeriat nende elementide aatomite struktuuri alusel.
Järjesta järgmised elemendid mittemetalliliste omaduste tugevdamise järjekorras: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Põhjendage saadud seeriat nende elementide aatomite struktuuri alusel.
Järjestage oksiidide happeliste omaduste nõrgenemise järjekorda, mille valemid on: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7. Põhjendage saadud seeriat. Kirjutage üles nendele oksiididele vastavate hüdroksiidide valemid. Kuidas muutub nende happeline iseloom teie pakutud sarjas?
Kirjutage boori, berülliumi ja liitiumi oksiidide valemid ning järjestage need põhiomaduste järgi kasvavas järjekorras. Kirjutage üles nendele oksiididele vastavate hüdroksiidide valemid. Mis on nende keemiline olemus?
Mis on isotoobid? Kuidas aitas isotoopide avastamine kaasa perioodilise seaduse kujunemisele?
Miks muutuvad D. I. Mendelejevi perioodilise süsteemi elementide aatomituumade laengud monotoonselt, st iga järgneva elemendi tuuma laeng suureneb ühe võrra võrreldes eelmise elemendi aatomituuma laenguga ja omadused elementide ja nende poolt moodustatavate ainete väärtus muutub perioodiliselt?
Andke kolm perioodilise seaduse sõnastust, milles keemiliste elementide süstematiseerimisel võetakse aluseks suhteline aatommass, aatomituuma laeng ja väliste energiatasemete struktuur aatomi elektronkihis.

valik 1

A1. Mis on D.I. Mendelejevi tabeli rühmanumbri füüsiline tähendus?

2. See on aatomi tuuma laeng

4. See on neutronite arv tuumas

A2. Mis on energiatasemete arv?

1. Järjearv

2. Perioodi number

3. Rühma number

4. Elektronide arv

A3.

2. See on aatomi energiatasemete arv

3. See on elektronide arv aatomis

A4. Määrake elektronide arv fosfori aatomi välisenergia tasemel:

1. 7 elektroni

2. 5 elektroni

3. 2 elektroni

4. 3 elektroni

A5. Millises reas on hüdriidide valemid?

1. H 2 O, CO, C 2 H 2 , LiH

2. NaH, CH 4 , H 2 O, CaH 2

3. H 2 O, C 2 H 2 , LiH, Li 2 O

4. EI, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O

A 6. Millises ühendis on lämmastiku oksüdatsiooniaste +1?

1. N 2 O 3

2. EI

3. N 2 O 5

4. N 2 O

A7. Milline ühend vastab mangaan(II)oksiidile:

1. MNO 2

2. Mn 2 O 7

3. MnCl 2

4. MNO

A8. Milline järjekord sisaldab ainult lihtsaid aineid?

1. Hapnik ja osoon

2. Väävel ja vesi

3. Süsinik ja pronks

4. Suhkur ja sool

A9. Määrake element, kui selle aatomis on 44 elektroni:

1. koobalt

2. tina

3. ruteenium

4. nioobium

A10. Millel on aatomkristallvõre?

1. jood

2. germaanium

3. osoon

4. valge fosfor

IN 1. Matš

Elektronide arv aatomi välisenergia tasemel

Keemilise elemendi sümbol

A. 3

B. 1

KELL 6

G. 4

1) S 6) C

2) Fr 7) Ta

3) Mg 8) Ga

4) Al 9) Te

5) Si 10) K

2. Matš

Aine nimetus

Aine valem

AGA. Oksiidväävel(VI)

B. Naatriumhüdriid

B. Naatriumhüdroksiid

G. Raud(II)kloriid

1) NII 2

2) FeCl 2

3) FeCl 3

4) NaH

5) NII 3

6) NaOH

2. variant

A1. Mis on D.I. Mendelejevi tabeli perioodinumbri füüsiline tähendus?

1. See on aatomi energiatasemete arv

2. See on aatomi tuuma laeng

3. See on elektronide arv aatomi välisenergia tasemel

4. See on neutronite arv tuumas

A2. Kui suur on elektronide arv aatomis?

1. Järjearv

2. Perioodi number

3. Rühma number

4. Neutronite arv

A3. Mis on keemilise elemendi aatomnumbri füüsikaline tähendus?

1. See on neutronite arv tuumas

2. See on aatomi tuuma laeng

3. See on aatomi energiatasemete arv

4. See on elektronide arv aatomi välisenergia tasemel

A4. Täpsustage elektronide arv räni aatomi välisenergia tasemel:

1. 14 elektroni

2. 4 elektroni

3. 2 elektroni

4. 3 elektroni

A5. Milline rida sisaldab oksiidide valemeid?

1. H 2 O, CO, CO 2 , LiOH

2. NaH, CH 4 , H 2 O, CaH 2

3. H 2 O, C 2 H 2 , LiH, Li 2 O

4. EI, N 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O

A 6. Millise ühendi oksüdatsiooniaste on kloor -1?

1. Cl 2 O 7

2. HClO

3. HCl

4. Cl 2 O 3

A7. Milline ühend vastab lämmastikoksiidile (IIma):

1. N 2 O

2. N 2 O 3

3. EI

4. H 3 N

A8. Millises järjekorras on lihtsad ja keerulised ained?

1. Teemant ja osoon

2. Kuld ja süsihappegaas

3. Vesi ja väävelhape

4. Suhkur ja sool

A9. Määrake element, kui selle aatomis on 56 prootonit:

1. raud

2. tina

3. baarium

4. mangaan

A10. Millel on molekulaarne kristallvõre?

teemant

räni

kivikivi

boor

IN 1. Matš

Energiatasemete arv aatomis

Keemilise elemendi sümbol

AGA. 5

B. 7

AT. 3

G. 2

1) S 6) C

2) Fr 7) Ta

3) Mg 8) Ga

4) B 9) Te

5) Sn 10) Rf

2. Matš

Aine nimetus

Aine valem

A. Süsinikhüdriid (mav)

B. Kaltsiumoksiid

B. Kaltsiumnitriid

D. Kaltsiumhüdroksiid

1) H 3 N

2) Ca(OH) 2

3) KOH

4) CaO

5) CH 4

6) ca 3 N 2