U prirodi postoji mnogo ponavljajućih sekvenci:

• godišnja doba;
• Times of Day;
• dani u sedmici…

Sredinom 19. vijeka, D. I. Mendelejev je primijetio da i hemijska svojstva elemenata imaju određeni slijed (kažu da mu je ta ideja pala u snu). Rezultat čudesnih snova naučnika bio je periodni sistem hemijskih elemenata, u kojem je D.I. Mendeljejev je rasporedio hemijske elemente po rastućoj atomskoj masi. U modernoj tabeli, hemijski elementi su raspoređeni u rastućem redosledu prema atomskom broju elementa (broj protona u jezgru atoma).

Atomski broj je prikazan iznad simbola hemijskog elementa, ispod simbola je njegova atomska masa (zbir protona i neutrona). Imajte na umu da atomska masa nekih elemenata nije cijeli broj! Zapamtite izotope! Atomska masa je ponderisani prosjek svih izotopa elementa koji se javljaju prirodno u prirodnim uvjetima.

Ispod tabele su lantanidi i aktinidi.

Metali, nemetali, metaloidi

Nalaze se u periodnom sistemu lijevo od stepenaste dijagonalne linije koja počinje sa borom (B) i završava polonijumom (Po) (izuzetak su germanij (Ge) i antimon (Sb). Lako je vidjeti da metali zauzimaju većinu Periodnog sistema. Glavna svojstva metala: čvrsta (osim žive); sjajan; dobri električni i toplotni provodnici; duktilni; savitljivi; lako doniraju elektrone.

Elementi desno od stepenaste dijagonale B-Po se nazivaju nemetali. Svojstva nemetala su direktno suprotna svojstvima metala: loši provodnici toplote i struje; fragile; nekovani; neplastični; obično prihvataju elektrone.

Metaloidi

Između metala i nemetala su polumetali(metaloidi). Karakteriziraju ih svojstva i metala i nemetala. Polumetali su svoju glavnu industrijsku primjenu našli u proizvodnji poluvodiča, bez kojih nije nezamislivo nijedno moderno mikrokolo ili mikroprocesor.

Razdoblja i grupe

Kao što je već pomenuto, periodni sistem se sastoji od sedam perioda. U svakom periodu, atomski brojevi elemenata rastu s lijeva na desno.

Svojstva elemenata u periodima menjaju se uzastopno: tako natrijum (Na) i magnezijum (Mg), koji se nalaze na početku trećeg perioda, daju elektrone (Na daje jedan elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg odaje dva elektrona: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ali hlor (Cl), koji se nalazi na kraju perioda, uzima jedan element: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

U grupama, naprotiv, svi elementi imaju ista svojstva. Na primjer, u IA(1) grupi, svi elementi od litijuma (Li) do francijuma (Fr) doniraju jedan elektron. I svi elementi grupe VIIA(17) uzimaju jedan element.

Neke grupe su toliko važne da su dobile posebna imena. Ove grupe su razmatrane u nastavku.

Grupa IA(1). Atomi elemenata ove grupe imaju samo jedan elektron u vanjskom elektronskom sloju, tako da lako doniraju jedan elektron.

Najvažniji alkalni metali su natrijum (Na) i kalij (K), budući da igraju važnu ulogu u procesu ljudskog života i nalaze se u sastavu soli.

Elektronske konfiguracije:

• Li- 1s 2 2s 1 ;
• N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Grupa IIA(2). Atomi elemenata ove grupe imaju dva elektrona u spoljašnjem elektronskom sloju, koji takođe odustaju tokom hemijskih reakcija. Najvažniji element je kalcijum (Ca) – osnova kostiju i zuba.

Elektronske konfiguracije:

• Budi- 1s 2 2s 2 ;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Grupa VIIA(17). Atomi elemenata ove grupe obično primaju po jedan elektron, jer. na vanjskom elektronskom sloju ima po pet elemenata, a jedan elektron nedostaje samo u "kompletnom setu".

Najpoznatiji elementi ove grupe su: hlor (Cl) – deo je soli i izbeljivača; jod (I) je element koji igra važnu ulogu u aktivnosti ljudske štitne žlijezde.

Elektronska konfiguracija:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
• Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
• Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Grupa VIII(18). Atomi elemenata ove grupe imaju potpuno "popunjen" vanjski elektronski sloj. Stoga "ne moraju" da prihvate elektrone. I ne žele da ih daju. Otuda - elementi ove grupe veoma "nerado" ulaze u hemijske reakcije. Dugo se vjerovalo da uopće ne reaguju (otuda naziv "inertni", tj. "neaktivni"). No, hemičar Neil Barlett otkrio je da neki od ovih plinova, pod određenim uvjetima, još uvijek mogu reagirati s drugim elementima.

Elektronske konfiguracije:

• Ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
• Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
• kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Valentni elementi u grupama

Lako je vidjeti da su unutar svake grupe elementi slični jedni drugima po svojim valentnim elektronima (elektroni s i p orbitala smješteni na vanjskom energetskom nivou).

Alkalni metali imaju po 1 valentni elektron:

• Li- 1s 2 2s 1 ;
• N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Zemnoalkalni metali imaju 2 valentna elektrona:

• Budi- 1s 2 2s 2 ;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Halogeni imaju 7 valentnih elektrona:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
• Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
• Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Inertni gasovi imaju 8 valentnih elektrona:

• Ne- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
• Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
• kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Za više informacija pogledajte članak Valencija i tabela elektronskih konfiguracija atoma hemijskih elemenata po periodima.

Skrenimo sada našu pažnju na elemente koji se nalaze u grupama sa simbolima AT. Oni se nalaze u centru periodnog sistema i nazivaju se prelazni metali.

Posebnost ovih elemenata je prisustvo elektrona u atomima koji ispunjavaju d-orbitale:

1. sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
2. Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Odvojeno od glavnog stola nalaze se lantanidi i aktinidi su tzv unutrašnji prelazni metali. U atomima ovih elemenata popunjavaju se elektroni f-orbitale:

1. Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
2. Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

Periodični sistem hemijskih elemenata je klasifikacija hemijskih elemenata koju je stvorio D. I. Mendeljejev na osnovu periodičnog zakona koji je otkrio 1869. godine.

D. I. Mendeljejev

Prema savremenoj formulaciji ovog zakona, u kontinuiranom nizu elemenata raspoređenih uzlaznim redoslijedom pozitivnog naboja jezgara njihovih atoma, periodično se ponavljaju elementi sličnih svojstava.

Periodični sistem hemijskih elemenata, predstavljen u obliku tabele, sastoji se od perioda, serija i grupa.

Na početku svakog perioda (osim prvog) nalazi se element sa izraženim metalnim svojstvima (alkalni metal).

Simboli za tabelu boja: 1 - hemijski znak elementa; 2 - ime; 3 - atomska masa (atomska težina); 4 - serijski broj; 5 - raspodjela elektrona po slojevima.

Kako se redni broj elementa povećava, jednak vrijednosti pozitivnog naboja jezgra njegovog atoma, metalna svojstva postepeno slabe, a nemetalna se povećavaju. Pretposljednji element u svakom periodu je element sa izraženim nemetalnim svojstvima (), a posljednji je inertni plin. U periodu I postoje 2 elementa, u II i III - po 8 elemenata, u IV i V - po 18 elemenata, u VI - 32 iu VII (nepotpuni period) - 17 elemenata.

Prva tri perioda nazivaju se malim periodima, svaki od njih se sastoji od jednog horizontalnog reda; ostatak - u velikim periodima, od kojih se svaki (osim VII perioda) sastoji od dva horizontalna reda - parnog (gornjeg) i neparnog (donjeg). U parnim redovima velikih perioda nalaze se samo metali. Svojstva elemenata u ovim redovima se neznatno mijenjaju s povećanjem serijskog broja. Svojstva elemenata u neparnim serijama velikih perioda se mijenjaju. U periodu VI, lantan je praćen sa 14 elemenata koji su veoma slični po hemijskim svojstvima. Ovi elementi, zvani lantanidi, navedeni su odvojeno ispod glavne tabele. Aktinidi, elementi nakon aktinijuma, na sličan su način prikazani u tabeli.

Tabela ima devet vertikalnih grupa. Broj grupe, uz rijetke izuzetke, jednak je najvećoj pozitivnoj valenci elemenata ove grupe. Svaka grupa, isključujući nulu i osmu, podijeljena je u podgrupe. - glavni (nalazi se desno) i bočni. U glavnim podgrupama, sa povećanjem serijskog broja, metalna svojstva elemenata su poboljšana, a nemetalna svojstva elemenata su oslabljena.

Dakle, hemijska i brojna fizička svojstva elemenata su određena mestom koje dati element zauzima u periodnom sistemu.

Biogeni elementi, odnosno elementi koji čine organizme i obavljaju određenu biološku ulogu u njemu, zauzimaju gornji dio periodnog sistema. Ćelije koje zauzimaju elementi koji čine većinu (više od 99%) žive materije obojene su plavom bojom, ćelije koje zauzimaju mikroelementi su obojene u ružičasto (vidi).

Periodični sistem hemijskih elemenata je najveće dostignuće savremene prirodne nauke i živopisan izraz najopštijih dijalektičkih zakona prirode.

Vidi također, Atomska težina.

Periodični sistem hemijskih elemenata je prirodna klasifikacija hemijskih elemenata koju je stvorio D. I. Mendeljejev na osnovu periodičnog zakona koji je otkrio 1869. godine.

U originalnoj formulaciji periodični zakon D. I. Mendeljejeva je glasio: svojstva hemijskih elemenata, kao i oblici i svojstva njihovih jedinjenja, u periodičnoj su zavisnosti od veličine atomske težine elemenata. Kasnije, razvojem doktrine o strukturi atoma, pokazalo se da tačnija karakteristika svakog elementa nije atomska težina (vidi), već vrijednost pozitivnog naboja jezgra atoma element, jednak rednom (atomskom) broju ovog elementa u periodičnom sistemu D. I. Mendeljejeva. Broj pozitivnih naboja na jezgru atoma jednak je broju elektrona koji okružuju jezgro atoma, budući da su atomi u cjelini električno neutralni. U svetlu ovih podataka, periodični zakon je formulisan na sledeći način: svojstva hemijskih elemenata, kao i oblici i svojstva njihovih jedinjenja, u periodičnoj su zavisnosti od pozitivnog naboja jezgara njihovih atoma. To znači da će se u kontinuiranom nizu elemenata, poredanih uzlaznim redoslijedom pozitivnih naboja jezgara njihovih atoma, periodično ponavljati elementi sličnih svojstava.

Tabelarni oblik periodnog sistema hemijskih elemenata predstavljen je u njegovom modernom obliku. Sastoji se od perioda, serija i grupa. Period predstavlja uzastopni horizontalni niz elemenata raspoređenih uzlaznim redoslijedom pozitivnog naboja jezgara njihovih atoma.

Na početku svakog perioda (osim prvog) nalazi se element sa izraženim metalnim svojstvima (alkalni metal). Zatim, kako se serijski broj povećava, metalna svojstva elemenata postepeno slabe, a nemetalna svojstva elemenata se povećavaju. Pretposljednji element u svakom periodu je element sa izraženim nemetalnim svojstvima (halogen), a posljednji je inertni plin. Period I se sastoji od dva elementa, ulogu alkalnog metala i halogena istovremeno obavlja vodonik. II i III period uključuju po 8 elemenata, koji se nazivaju Mendeljejevskim tipikom. IV i V period imaju po 18 elemenata, VI-32. VII period još nije završen i dopunjen je umjetno stvorenim elementima; trenutno postoji 17 elemenata u ovom periodu. I, II i III periodi se nazivaju malim, svaki od njih se sastoji od jednog horizontalnog reda, IV-VII - velikog: oni (sa izuzetkom VII) uključuju dva horizontalna reda - parni (gornji) i neparni (donji). U parnim redovima velikih perioda nalaze se samo metali, a promjena svojstava elemenata u redu slijeva na desno je slabo izražena.

U neparnim serijama velikih perioda, svojstva elemenata u nizu se mijenjaju na isti način kao i svojstva tipičnih elemenata. U parnom broju VI perioda nakon lantana slijedi 14 elemenata [koji se nazivaju lantanidi (vidi), lantanidi, rijetki zemni elementi], sličnih hemijskim svojstvima lantanu i jedni drugima. Njihova lista je data posebno ispod tabele.

Odvojeno, elementi koji slijede nakon aktinijum-aktinida (aktinida) su ispisani i dati ispod tabele.

U periodnom sistemu hemijskih elemenata postoji devet vertikalnih grupa. Broj grupe jednak je najvećoj pozitivnoj valentnosti (vidi) elemenata ove grupe. Izuzetak su fluor (događa se samo negativno monovalentno) i brom (ne dešava se sedmovalentno); osim toga, bakar, srebro, zlato mogu pokazati valencu veću od +1 (Cu-1 i 2, Ag i Au-1 i 3), a od elemenata grupe VIII samo osmijum i rutenijum imaju valenciju od +8 . Svaka grupa, sa izuzetkom osme i nulte, podijeljena je u dvije podgrupe: glavnu (nalazi se desno) i sekundarnu. Glavne podgrupe uključuju tipične elemente i elemente velikih perioda, sekundarne - samo elemente velikih perioda i, osim toga, metale.

U pogledu hemijskih svojstava, elementi svake podgrupe ove grupe značajno se razlikuju jedni od drugih, a samo je najveća pozitivna valencija ista za sve elemente ove grupe. U glavnim podgrupama, od vrha do dna, metalna svojstva elemenata se povećavaju, a nemetalna slabe (npr. francij je element s najizraženijim metalnim svojstvima, a fluor je nemetalni). Dakle, mjesto elementa u periodičnom sistemu Mendeljejeva (redni broj) određuje njegova svojstva, koja su prosjek svojstava susjednih elemenata vertikalno i horizontalno.

Neke grupe elemenata imaju posebna imena. Dakle, elementi glavnih podgrupa grupe I nazivaju se alkalni metali, grupa II - zemnoalkalni metali, grupa VII - halogeni, elementi koji se nalaze iza urana - transuranijum. Elementi koji ulaze u sastav organizama, učestvuju u metaboličkim procesima i imaju izraženu biološku ulogu nazivaju se biogeni elementi. Svi oni zauzimaju gornji dio tabele D. I. Mendeljejeva. To su prvenstveno O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg i Fe, koji čine najveći dio žive tvari (više od 99%). Mesta koja zauzimaju ovi elementi u periodnom sistemu obojena su svetloplavom bojom. Biogeni elementi, kojih u tijelu ima vrlo malo (od 10 -3 do 10 -14%), nazivaju se mikroelementima (vidi). U ćelije periodnog sistema, obojene žutom bojom, smešteni su mikroelementi, čija je vitalna važnost za čoveka dokazana.

Prema teoriji strukture atoma (vidi Atom), hemijska svojstva elemenata zavise uglavnom od broja elektrona u vanjskoj elektronskoj ljusci. Periodične promjene u svojstvima elemenata s povećanjem pozitivnog naboja atomskih jezgara objašnjavaju se periodičnim ponavljanjem strukture vanjske elektronske ljuske (energetski nivo) atoma.

U malim periodima, sa povećanjem pozitivnog naboja jezgra, broj elektrona u vanjskom omotaču raste sa 1 na 2 u periodu I i sa 1 na 8 u periodima II i III. Otuda i promena svojstava elemenata u periodu od alkalnog metala do inertnog gasa. Vanjska elektronska ljuska, koja sadrži 8 elektrona, je kompletna i energetski stabilna (elementi nulte grupe su kemijski inertni).

U velikim periodima u parnim redovima, s povećanjem pozitivnog naboja jezgara, broj elektrona u vanjskoj ljusci ostaje konstantan (1 ili 2), a druga vanjska ljuska je ispunjena elektronima. Otuda spora promjena svojstava elemenata u parnim redovima. U neparnim serijama dugih perioda, s povećanjem naboja jezgara, vanjski omotač se puni elektronima (od 1 do 8) i svojstva elemenata se mijenjaju na isti način kao i kod tipičnih elemenata.

Broj elektronskih ljuski u atomu jednak je broju perioda. Atomi elemenata glavnih podgrupa imaju broj elektrona na svojim vanjskim omotačima jednak broju grupe. Atomi elemenata sekundarnih podgrupa sadrže jedan ili dva elektrona na vanjskim omotačima. Ovo objašnjava razliku u svojstvima elemenata glavne i sekundarne podgrupe. Broj grupe označava mogući broj elektrona koji mogu učestvovati u formiranju hemijskih (valentnih) veza (vidi Molekul), stoga se takvi elektroni nazivaju valentnim. Za elemente sekundarnih podgrupa, ne samo elektroni vanjskih ljuski, već i oni pretposljednji, su valentni. Broj i struktura elektronskih ljuski naznačeni su u priloženom periodnom sistemu hemijskih elemenata.

Periodični zakon D. I. Mendeljejeva i sistem zasnovan na njemu su od izuzetnog značaja u nauci i praksi. Periodični zakon i sistem bili su osnova za otkrivanje novih hemijskih elemenata, tačno određivanje njihove atomske težine, razvoj teorije strukture atoma, uspostavljanje geohemijskih zakona za raspodelu elemenata u zemljinoj kori. i razvoj modernih ideja o živoj materiji, čiji sastav i zakoni povezani s njim su u skladu sa periodičnim sistemom. Biološka aktivnost elemenata i njihov sadržaj u tijelu također su u velikoj mjeri determinirani mjestom koje oni zauzimaju u periodičnom sistemu Mendeljejeva. Dakle, s povećanjem serijskog broja u nizu grupa, povećava se toksičnost elemenata i smanjuje se njihov sadržaj u tijelu. Periodični zakon je živopisan izraz najopštijih dijalektičkih zakona razvoja prirode.

Genijalnog ruskog hemičara D. I. Mendeljejeva odlikovala je čitavog života želja da sazna nepoznato. Ova želja, kao i najdublje i najopsežnije znanje, u kombinaciji sa nepogrešivom naučnom intuicijom, omogućili su Dmitriju Ivanoviču da razvije naučnu klasifikaciju hemijskih elemenata - Periodični sistem u obliku svog čuvenog sistema.

Periodični sistem hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva može se predstaviti kao velika kuća u kojoj apsolutno svi hemijski elementi poznati čoveku "žive zajedno". Da biste mogli koristiti periodični sistem, potrebno je proučiti hemijsku abecedu, odnosno znakove hemijskih elemenata.

Uz njihovu pomoć naučit ćete pisati riječi - kemijske formule, a na osnovu njih možete pisati rečenice - jednačine kemijskih reakcija. Svaki hemijski element označen je sopstvenim hemijskim znakom, ili simbolom, koji je, zajedno sa imenom hemijskog elementa, zabeležen u tabeli D. I. Mendeljejeva. kao simboli, na predlog švedskog hemičara J. Berzeliusa, u većini slučajeva su usvojena početna slova latinskih naziva hemijskih elemenata. Dakle, vodonik (latinski naziv Hydrogenium je hydrogenium) se označava slovom H (čita se "pepeo"), kiseonik (latinski naziv Oxygenium je kiseonik) - slovom O (čita se "o"), ugljenik (latinski naziv Carboneum - carboneum) - slovom C (čitaj "tse").

Latinski nazivi još nekoliko hemijskih elemenata počinju slovom C: kalcijum (

Kalcijum), bakar (Cuprum), kobalt (Cobaltum) itd. Da bi se razlikovali, I. Berzelius je predložio da se početnom slovu latinskog imena doda još jedno od narednih slova imena. Dakle, hemijski znak kalcijuma je napisan simbolom Ca (čitaj "kalcijum"), bakra - Cu (čitaj "kuprum"), kobalta - Co (čitaj "kobalt").

Nazivi nekih hemijskih elemenata odražavaju najvažnija svojstva elemenata, na primer vodonik - rađa vodu, kiseonik - rađa kiseline, fosfor - nosi svetlost (slika 20) itd.

Rice. dvadeset.
Etimologija imena elementa br. 15 periodnog sistema D. I. Mendeljejeva

Ostali elementi su nazvani po nebeskim telima ili planetama Sunčevog sistema - selen i telur (sl. 21) (od grčkog. Selena - Mesec i Teluris - Zemlja), uranijum, neptunijum, plutonijum.

Rice. 21.
Etimologija imena elementa br. 52 periodnog sistema D. I. Mendeljejeva

Odvojena imena su posuđena iz mitologije (Sl. 22). Na primjer, tantal. To je bilo ime voljenog Zevsovog sina. Za zločine protiv bogova, Tantal je bio strogo kažnjen. U vodi je stajao do vrata, a nad njim su visile grane sa sočnim, mirisnim plodovima. Međutim, čim je htio da se napije, voda mu je otišla, jedva je htio utažiti glad i pružio je ruku prema plodovima - grane su skrenule u stranu. Pokušavajući da izoluju tantal iz ruda, hemičari nisu iskusili ništa manje muke.

Rice. 22.
Etimologija imena elementa br. 61 periodnog sistema D. I. Mendeljejeva

Neki elementi su dobili imena po različitim državama ili dijelovima svijeta. Na primjer, germanijum, galijum (Gallia je stari naziv za Francusku), polonijum (u čast Poljske), skandij (u čast Skandinavije), francij, rutenijum (Ruthenia je latinski naziv za Rusiju), europijum i americij. Evo elemenata koji su nazvani po gradovima: hafnij (u čast Kopenhagena), lutecijum (u stara vremena Pariz se zvao Lutecijum), berkelijum (u čast grada Berklija u SAD), itrijum, terbijum, erbijum, iterbijum ( nazivi ovih elemenata potiču iz Ytterbyja - malog grada u Švedskoj gdje je prvi put otkriven mineral koji sadrži ove elemente), dubnium (Sl. 23).

Rice. 23.
Etimologija imena elementa br. 105 periodnog sistema D. I. Mendeljejeva

Konačno, nazivi elemenata ovjekovječuju imena velikih naučnika: kurijum, fermijum, einsteinium, mendelevium (Sl. 24), Lawrencium.

Rice. 24.
Etimologija imena elementa br. 101 periodnog sistema D. I. Mendeljejeva

Svaki hemijski element je dodeljen u periodnom sistemu, u zajedničkoj "kući" svih elemenata, svom "stanu" - ćeliji sa strogo određenim brojem. Duboko značenje ovog broja otkriće vam se daljim proučavanjem hemije. I spratnost ovih "stanova" je striktno raspoređena - periodi u kojima elementi "žive". Kao i serijski broj elementa (broj „stana“), broj perioda („kat“) sadrži najvažnije informacije o strukturi atoma hemijskih elemenata. Horizontalno - "broj spratova" - Periodični sistem je podeljen na sedam perioda:

• Prvi period uključuje dva elementa: vodonik H i helijum He;
• 2. period počinje litijum Li i završava neonskim Ne (8 elemenata);
• Treći period počinje natrijum Na i završava se argonom Ar (8 elemenata).

Prva tri perioda, od kojih se svaki sastoji od jednog reda, nazivaju se malim periodima.

Periodi 4, 5 i 6 uključuju po dva reda elemenata, oni se nazivaju velikim periodima; 4. i 5. period sadrže po 18 elemenata, 6. - 32 elementa.

7. period - nezavršen, do sada se sastoji od samo jednog reda.

Obratite pažnju na "podrumske etaže" Periodnog sistema - tamo "živi" 14 blizanačkih elemenata, sličnih po svojstvima, neki lantanu La, drugi aktinijumu Ac, koji ih predstavljaju na gornjim "katovima" tabele: u 6. i 7. -m period.

Vertikalno, hemijski elementi koji "žive" u "stanovima" sličnih svojstava nalaze se jedan ispod drugog u vertikalnim kolonama - grupama, kojih je osam u tabeli D. I. Mendeljejeva.

Svaka grupa se sastoji od dvije podgrupe - glavne i sekundarne. Podgrupa, koja uključuje elemente i malih i velikih perioda, naziva se glavna podgrupa ili grupa A. Podgrupa, koja uključuje elemente samo velikih perioda, naziva se sporedna podgrupa ili grupa B. Dakle, glavna podgrupa grupe I (IA grupe) uključuje litijum, natrijum, kalijum, rubidijum i francijum su podgrupa litijuma Li; bočnu podgrupu ove grupe (IB grupa) čine bakar, srebro i zlato - ovo je podgrupa bakra Si.

Osim oblika tabele D. I. Mendeljejeva, koji se naziva kratkoperiod (naveden je na letnjem listu udžbenika), postoje i mnogi drugi oblici, na primjer, dugoperiodična verzija.

Baš kao što dijete može konstruirati ogroman broj različitih predmeta od elemenata Lego igre (vidi sliku 10), priroda i čovjek su od kemijskih elemenata stvorili razne tvari oko nas. Drugi model je još jasniji: kao što 33 slova ruske abecede čine različite kombinacije, desetine hiljada riječi, tako 114 hemijskih elemenata u raznim kombinacijama stvaraju više od 20 miliona različitih supstanci.

Pokušajte asimilirati obrasce formiranja riječi - kemijske formule, i tada će se pred vama otvoriti svijet supstanci u svoj svojoj šarolikoj raznolikosti.

Ali za to prvo naučite slova - simbole hemijskih elemenata (tabela 1).

Tabela 1
Nazivi nekih hemijskih elemenata

Ključne riječi i fraze

1. Periodični sistem hemijskih elemenata (tabela) D. I. Mendeljejev.
2. veliki i mali periodi.
3. Grupe i podgrupe - glavne (A grupa) i sekundarne (B grupa).
4. Simboli hemijskih elemenata.

Rad sa računarom

1. Pogledajte elektronsku aplikaciju. Proučite materijal lekcije i dovršite predložene zadatke.
2. Pretražujte na Internetu adrese e-pošte koje mogu poslužiti kao dodatni izvori koji otkrivaju sadržaj ključnih riječi i fraza pasusa. Ponudite učitelju svoju pomoć u pripremi nove lekcije – napravite izvještaj o ključnim riječima i frazama sljedećeg pasusa.

Pitanja i zadaci

1. Koristeći rječnike (etimološke, enciklopedijske i hemijske termine), navedite najvažnija svojstva koja se ogledaju u nazivima hemijskih elemenata: brom Br, dušik N, fluor F.
2. Objasnite kako naziv hemijskih elemenata titanijum i vanadij odražava uticaj starogrčkih mitova.
3. Zašto je latinski naziv za zlato Aurum (aurum), a srebro - Argentum (argentum)?
4. Ispričajte priču o otkriću bilo kojeg (po vašem izboru) kemijskog elementa i objasnite etimologiju njegovog imena.
5. Zapišite "koordinate", odnosno poziciju u Periodnom sistemu D. I. Mendeljejeva (broj elementa, broj perioda i njegov tip - veliki ili mali, broj grupe i podgrupe - glavni ili sekundarni), za sljedeće hemijske elemente: kalcijum, cink , antimon, tantal, europijum.
6. Podijelite hemijske elemente navedene u Tabeli 1 u tri grupe prema osobini "izgovor hemijskog simbola". Može li vam ova aktivnost pomoći da zapamtite hemijske simbole i izgovorite simbole elemenata?

Periodični zakon D.I. Mendeljejev i periodni sistem hemijskih elemenata ima veliki značaj u razvoju hemije. Zaronimo u 1871. godinu, kada je profesor hemije D.I. Mendeljejev je kroz brojne pokušaje i greške došao do zaključka da "... svojstva elemenata, a samim tim i svojstva jednostavnih i složenih tijela koja formiraju, stoje u periodičnoj zavisnosti od njihove atomske težine." Periodičnost promjena svojstava elemenata nastaje zbog periodičnog ponavljanja elektronske konfiguracije vanjskog elektronskog sloja s povećanjem naboja jezgra.

Savremena formulacija periodičnog zakona je:

"svojstva hemijskih elemenata (tj. svojstva i oblik jedinjenja koja oni formiraju) su u periodičnoj zavisnosti od naboja jezgra atoma hemijskih elemenata."

Dok je predavao hemiju, Mendeljejev je shvatio da pamćenje pojedinačnih svojstava svakog elementa uzrokuje poteškoće kod učenika. Počeo je da traži načine za stvaranje sistemske metode kako bi se lakše zapamtila svojstva elemenata. Kao rezultat toga, bilo je prirodni sto, kasnije je postao poznat kao periodični.

Naš moderni sto je veoma sličan Mendeljejevom. Razmotrimo to detaljnije.

periodni sistem

Periodični sistem Mendeljejeva sastoji se od 8 grupa i 7 perioda.

Pozivaju se vertikalne kolone tabele grupe . Elementi unutar svake grupe imaju slična hemijska i fizička svojstva. To se objašnjava činjenicom da elementi jedne grupe imaju slične elektronske konfiguracije vanjskog sloja, broj elektrona na kojem je jednak broju grupe. Grupa se zatim dijeli na glavne i sekundarne podgrupe.

AT Glavne podgrupe uključuje elemente čiji se valentni elektroni nalaze na vanjskim ns- i np-podnivoima. AT Bočne podgrupe uključuje elemente čiji se valentni elektroni nalaze na vanjskom ns-podnivou i unutrašnjem (n - 1) d-podnivou (ili (n-2) f-podnivou).

Svi elementi unutra periodni sistem , u zavisnosti od toga na kom su podnivou (s-, p-, d- ili f-) valentni elektroni se klasifikuju na: s-elemente (elemente glavne podgrupe I i II grupe), p-elemente (elemente glavne podgrupe III - VII grupe), d- elementi (elementi bočnih podgrupa), f- elementi (lantanidi, aktinidi).

Najveća valencija elementa (sa izuzetkom O, F, elemenata podgrupe bakra i osme grupe) jednaka je broju grupe u kojoj se nalazi.

Za elemente glavne i sekundarne podgrupe formule viših oksida (i njihovih hidrata) su iste. U glavnim podgrupama sastav jedinjenja vodika je isti za elemente ove grupe. Čvrsti hidridi čine elemente glavnih podgrupa grupa I-III, a grupe IV-VII formiraju gasovita vodonikova jedinjenja. Jedinjenja vodonika tipa EN 4 su neutralnija jedinjenja, EN 3 su baze, H 2 E i NE su kiseline.

Horizontalni redovi tabele se nazivaju periodi. Elementi u periodima se razlikuju jedni od drugih, ali im je zajedničko da su zadnji elektroni na istom energetskom nivou ( glavni kvantni brojn- jednako ).

Prvi period se razlikuje od ostalih po tome što tamo postoje samo 2 elementa: vodonik H i helijum He.

U drugom periodu ima 8 elemenata (Li - Ne). Litijum Li - alkalni metal počinje period, a zatvara svoj plemeniti gas neon Ne.

U trećem periodu, kao iu drugom, ima 8 elemenata (Na - Ar). Alkalni metal natrijum Na započinje period, a plemeniti gas argon Ar ga zatvara.

U četvrtom periodu ima 18 elemenata (K - Kr) - Mendeljejev ga je označio kao prvi veliki period. Takođe počinje sa alkalnim metalom Kalijumom i završava se inertnim gasom kriptonom Kr. Sastav velikih perioda uključuje prelazne elemente (Sc - Zn) - d- elementi.

U petom periodu, slično kao i četvrtom, nalazi se 18 elemenata (Rb - Xe) i po strukturi je slična četvrtom. Takođe počinje sa alkalnim metalom rubidijumom Rb, a završava sa inertnim gasom ksenonom Xe. Sastav velikih perioda uključuje prelazne elemente (Y - Cd) - d- elementi.

Šesti period se sastoji od 32 elementa (Cs - Rn). Osim 10 d-elemenata (La, Hf - Hg) sadrži red od 14 f-elementi (lantanidi) - Ce - Lu

Sedmi period nije završen. Počinje sa Francium Fr, može se pretpostaviti da će sadržavati, kao i šesti period, 32 elementa koja su već pronađena (do elementa sa Z = 118).

Interaktivni periodni sistem

Ako pogledate Mendeljejevljev periodni sistem i nacrtajte zamišljenu liniju koja počinje od bora i završava između polonijuma i astatina, tada će svi metali biti lijevo od linije, a nemetali desno. Elementi neposredno uz ovu liniju imat će svojstva i metala i nemetala. Zovu se metaloidi ili polumetali. To su bor, silicijum, germanijum, arsen, antimon, telur i polonijum.

Periodični zakon

Mendeljejev je dao sljedeću formulaciju periodičnog zakona: „svojstva jednostavnih tijela, kao i oblici i svojstva spojeva elemenata, a time i svojstva jednostavnih i složenih tijela koja su od njih formirana, stoje u periodičnoj zavisnosti od njihova atomska težina."
Postoje četiri glavna periodična obrasca:

Pravilo okteta kaže da svi elementi teže da dobiju ili izgube elektron kako bi imali konfiguraciju od osam elektrona najbližeg plemenitog plina. Jer Budući da su vanjske s i p orbitale plemenitih plinova potpuno popunjene, oni su najstabilniji elementi.
Energija jonizacije je količina energije potrebna za odvajanje elektrona od atoma. Prema pravilu okteta, kretanje s lijeva na desno po periodnom sistemu zahtijeva više energije za odvajanje elektrona. Dakle, elementi sa leve strane stola teže da izgube elektron, a oni sa desne strane da ga dobiju. Inertni gasovi imaju najveću energiju jonizacije. Energija jonizacije opada kako se krećete niz grupu, jer elektroni na niskim energetskim nivoima imaju sposobnost da odbiju elektrone sa viših energetskih nivoa. Ovaj fenomen se zove zaštitni efekat. Zbog ovog efekta, vanjski elektroni su slabije vezani za jezgro. Krećući se duž perioda, energija jonizacije postepeno raste s lijeva na desno.

afinitet prema elektronu je promjena energije nakon akvizicije dodatnog elektrona od strane atoma tvari u plinovitom stanju. Kada se krećete niz grupu, afinitet elektrona postaje manje negativan zbog efekta skrininga.

Elektronegativnost- mjera koliko snažno teži da privuče elektrone drugog atoma vezanog za njega. Elektronegativnost se povećava kako se krećete periodni sistem lijevo na desno i odozdo prema gore. Treba imati na umu da plemeniti plinovi nemaju elektronegativnost. Dakle, najelektronegativniji element je fluor.

Na osnovu ovih koncepata, razmotrimo kako se mijenjaju svojstva atoma i njihovih spojeva periodni sistem.

Dakle, u periodičnoj zavisnosti su takva svojstva atoma koja su povezana sa njegovom elektronskom konfiguracijom: atomski radijus, energija ionizacije, elektronegativnost.

Razmotrite promjenu svojstava atoma i njihovih spojeva ovisno o položaju u periodni sistem hemijskih elemenata.

Povećava se nemetaličnost atoma prilikom kretanja u periodnom sistemu lijevo na desno i odozdo prema gore. U vezi osnovna svojstva oksida se smanjuju, a svojstva kiseline se povećavaju istim redoslijedom - slijeva na desno i odozdo prema gore. Istovremeno, kisela svojstva oksida su to jača, što je veći stepen oksidacije elementa koji ga formira.

Po tački s lijeva na desno osnovna svojstva hidroksidi oslabiti, u glavnim podgrupama od vrha do dna, snaga baza se povećava. U isto vrijeme, ako metal može formirati nekoliko hidroksida, tada s povećanjem stupnja oksidacije metala, osnovna svojstva hidroksidi slabe.

Po periodu s lijeva na desno povećava se jačina kiselina koje sadrže kiseonik. Kada se krećete od vrha do dna unutar iste grupe, jačina kiselina koje sadrže kisik se smanjuje. U ovom slučaju, jačina kiseline raste s povećanjem stupnja oksidacije elementa koji stvara kiselinu.

Po periodu s lijeva na desno povećava se jačina anoksičnih kiselina. Prilikom kretanja odozgo prema dolje unutar iste grupe, jačina anoksičnih kiselina se povećava.

kategorije ,

Elementi u periodnom sistemu su raspoređeni u rastućem nizu serijskih brojeva Z od 1 do 110 . Serijski broj elementa Z odgovara naboju jezgra njegovog atoma, kao i broju elektrona koji se kreću u polju jezgra.

Prema strukturi nepobuđenih atoma, hemijski elementi se dele na prirodne agregate, što se ogleda u periodičnom sistemu u vidu horizontalnih i vertikalnih redova - perioda i grupa.

Period je uzastopni niz elemenata u čijim atomima je ispunjen isti broj energetskih nivoa (elektronskih slojeva). Broj perioda označava broj elektronskih slojeva u atomima elemenata. Periodi počinju s-elementima, u čijim se atomima prvi s-elektron pojavljuje na novom nivou s novom vrijednošću glavnog kvantnog broja n (vodonik i alkalni metali), a završavaju se p-elementima, atomima plemenitog plina sa stabilnim elektronska struktura vanjskog nivoa ns 2 np 6 (za prvi period - s - element 2 He).

Razlika u redoslijedu punjenja elektronskih slojeva (spoljnih i bliže jezgru) objašnjava razlog za različite dužine perioda. 1,2,3 perioda su mali periodi, 4,5,6,7 su veliki periodi. Mali periodi sadrže 2 i 8 elemenata, veliki periodi - 18 i 32 elementa, sedmi period ostaje nedovršen, iako je strukturno građen slično kao i šesti period.

U skladu sa maksimalnim brojem elektrona na vanjskom nivou nepobuđenih atoma, elementi periodnog sistema podijeljeni su u osam grupa . Grupe elemenata su skup elemenata sa istim brojem valentnih elektrona u atomu. Broj grupe jednak je broju valentnih elektrona.

Položaj u grupama s- i p-elemenata određen je ukupnim brojem elektrona u vanjskom sloju. Na primjer, fosfor (), koji ima pet elektrona na vanjskom sloju, pripada grupi V, argon () - VIII, kalcij () - grupi II, itd.

Položaj u grupama d - elemenata je određen ukupnim brojem s - elektrona vanjskog i d - elektrona predspoljnog nivoa. Prema ovoj osobini, prvih šest elemenata svake porodice d-elemenata nalaze se u jednoj od odgovarajućih grupa: skandij u III, mangan u VII, gvožđe u VIII, itd. Cink, u kome je završen predspoljni sloj a spoljašnji su elektroni, pripada grupi II. Atomi d-elemenata, po pravilu, sadrže dva elektrona na vanjskom nivou, sa izuzetkom Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au. Potonji imaju energetski povoljan "otpad" jednog elektrona sa vanjskog nivoa na d - podnivo predspoljnog nivoa, koji nastaje kada se ovaj podnivo završi na pet (pola kapaciteta) ili deset elektrona (maksimalni kapacitet), tj. do stanja kada je svaka orbitala zauzeta jednim elektronom ili kada je svaka zauzeta parom elektrona. U atomu paladijuma (Pd) postoji "dvostruki pad" elektrona.

Prisutnošću samo jednog elektrona na vanjskom sloju (zbog „neuspjeha“ jednog od s - elektrona vanjskog sloja u predvanjskom d - podsloju), bakra (), kao i srebra i zlata, svrstani su u I grupu. Kobalt i nikal, rodijum i paladijum, iridijum i platina, zajedno sa Fe, Ru i Os, obično se svrstavaju u VIII grupu.

U skladu sa karakteristikama elektronskih struktura, porodice 4f - (lantanidi) i 5f - (aktinidi) elemenata su svrstane u III grupu.

Grupe su podijeljene u podgrupe: glavne (podgrupe A) i sekundarne (podgrupe B). Podgrupe obuhvataju elemente sa sličnim elektronskim strukturama (elementi - analogi).s- i p - elementi čine tzvDompodgrupa ili podgrupa A,d– elementi –strana,ili podgrupa B.

Na primjer, grupa IV periodnog sistema sastoji se od sljedećih podgrupa:

Elementi glavne podgrupe (A)