Tableau périodique des éléments. Tableau périodique des éléments chimiques de D.I. Mendeleev

16.10.2019

Il existe de nombreuses séquences répétitives dans la nature :

saisons;
Heures du jour;
jours de la semaine…

Au milieu du 19ème siècle, D.I. Mendeleev a remarqué que les propriétés chimiques des éléments ont également un certain ordre (ils disent que cette idée lui est venue dans un rêve). Le résultat des rêves merveilleux du scientifique était le tableau périodique des éléments chimiques, dans lequel D.I. Mendeleev a classé les éléments chimiques par ordre croissant de masse atomique. Dans le tableau moderne, les éléments chimiques sont classés par ordre croissant du numéro atomique de l'élément (le nombre de protons dans le noyau d'un atome).

Le numéro atomique est indiqué au-dessus du symbole d'un élément chimique, en dessous du symbole se trouve sa masse atomique (la somme des protons et des neutrons). Attention, la masse atomique de certains éléments n'est pas un nombre entier ! N'oubliez pas les isotopes ! La masse atomique est la moyenne pondérée de tous les isotopes d'un élément naturellement présents dans la nature.

Les lanthanides et les actinides sont situés sous le tableau.

Métaux, non-métaux, métalloïdes

Ils sont situés dans le tableau périodique à gauche de la ligne diagonale en escalier, qui commence par le bore (B) et se termine par le polonium (Po) (à l'exception du germanium (Ge) et de l'antimoine (Sb). Il est facile de voir que les métaux occupent la majeure partie du tableau périodique. Propriétés de base des métaux) : solide (sauf pour le mercure); brillant ; bons conducteurs électriques et thermiques ; plastique ; malléable ; cède facilement des électrons.

Les éléments à droite de la diagonale en escalier B-Po sont appelés non-métaux... Les propriétés des non-métaux sont directement opposées à celles des métaux : mauvais conducteurs de chaleur et d'électricité ; fragile; non forgé; non plastique; prennent généralement des électrons.

Métalloïdes

Entre les métaux et les non-métaux se trouvent semi-métaux(métalloïdes). Ils sont caractérisés par les propriétés des métaux et des non-métaux. Les semi-métaux sont principalement utilisés dans l'industrie dans la production de semi-conducteurs, sans lesquels aucun microcircuit ou microprocesseur moderne n'est inconcevable.

Périodes et groupes

Comme mentionné ci-dessus, le tableau périodique se compose de sept périodes. A chaque période, les numéros atomiques des éléments augmentent de gauche à droite.

Les propriétés des éléments dans les périodes changent séquentiellement : ainsi le sodium (Na) et le magnésium (Mg), qui sont au début de la troisième période, donnent des électrons (Na donne un électron : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg donne deux électrons : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Mais le chlore (Cl), situé en fin de période, prend un élément : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Dans les groupes, par contre, tous les éléments ont les mêmes propriétés. Par exemple, dans le groupe IA (1), tous les éléments, du lithium (Li) au francium (Fr), donnent un électron. Et tous les éléments du groupe VIIA (17), prennent un élément.

Certains groupes sont si importants qu'ils ont reçu des noms spéciaux. Ces groupes sont discutés ci-dessous.

Groupe IA (1)... Les atomes des éléments de ce groupe n'ont qu'un seul électron dans la couche électronique externe, ils donnent donc facilement un électron.

Les métaux alcalins les plus importants sont le sodium (Na) et le potassium (K), car ils jouent un rôle important dans le processus de la vie humaine et font partie des sels.

Configurations électroniques :

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

Groupe IIA (2)... Les atomes des éléments de ce groupe ont deux électrons dans la couche électronique externe, qui donnent également lors de réactions chimiques. L'élément le plus important est le calcium (Ca) - la base des os et des dents.

Configurations électroniques :

Être- 1s 2 2s 2;
mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
Californie- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Groupe VIIA (17)... Les atomes des éléments de ce groupe reçoivent généralement un électron chacun, car sur la couche électronique externe, il y a cinq éléments chacun, et jusqu'à ce que "l'ensemble complet" ne manque qu'un électron.

Les éléments les plus connus de ce groupe : le chlore (Cl) - fait partie du sel et de l'eau de Javel ; l'iode (I) est un élément qui joue un rôle important dans l'activité de la glande thyroïde humaine.

Configuration électronique:

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

Groupe VIII (18). Les atomes des éléments de ce groupe ont une couche électronique externe complètement "complète". Par conséquent, ils n'ont pas « besoin » d'accepter des électrons. Et ils "ne veulent pas" les donner. Par conséquent, les éléments de ce groupe sont très "réticents" à entrer dans des réactions chimiques. On a longtemps cru qu'ils ne réagissaient pas du tout (d'où le nom "inerte", c'est-à-dire "inactif"). Mais le chimiste Neil Barlett a découvert que certains de ces gaz, dans certaines conditions, peuvent encore réagir avec d'autres éléments.

Configurations électroniques :

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

Éléments de Valence en groupes

Il est facile de voir qu'au sein de chaque groupe les éléments sont similaires les uns aux autres avec leurs électrons de valence (électrons des orbitales s et p situés au niveau d'énergie externe).

Les métaux alcalins ont 1 électron de valence :

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

Les métaux alcalino-terreux ont 2 électrons de valence :

Être- 1s 2 2s 2;
mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
Californie- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Les halogènes ont 7 électrons de valence :

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

Les gaz inertes ont 8 électrons de valence :

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

Pour plus d'informations, voir l'article Valence et dans le Tableau des configurations électroniques des atomes d'éléments chimiques par périodes.

Tournons maintenant notre attention vers les éléments situés dans des groupes avec des symboles V... Ils sont situés au centre du tableau périodique et sont appelés métaux de transition.

Une caractéristique distinctive de ces éléments est la présence d'électrons dans les atomes qui remplissent orbitales d:

Sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Séparés de la table principale se trouvent lanthanides et actinides sont les soi-disant métaux de transition internes... Dans les atomes de ces éléments, les électrons remplissent orbitales f:

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;
E- 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

Le tableau périodique des éléments chimiques est une classification des éléments chimiques créée par D.I.Mendeleev sur la base de la loi périodique découverte par lui en 1869.

D. I. Mendeleïev

Selon la formulation moderne de cette loi, les éléments ayant des propriétés similaires sont périodiquement répétés dans une série continue d'éléments disposés dans l'ordre croissant de la charge positive des noyaux de leurs atomes.

Le tableau périodique des éléments chimiques, présenté sous forme de tableau, se compose de périodes, de lignes et de groupes.

Au début de chaque période (sauf pour la première) se trouve un élément aux propriétés métalliques prononcées (métal alcalin).

Légende de la table des couleurs : 1 - signe chimique de l'élément ; 2 - nom; 3 - masse atomique (poids atomique); 4 - numéro de série ; 5 - répartition des électrons sur les couches.

Au fur et à mesure que le nombre ordinal de l'élément, égal à la valeur de la charge positive du noyau de son atome, augmente, les propriétés métalliques s'affaiblissent progressivement et les propriétés non métalliques augmentent. L'avant-dernier élément de chaque période est un élément aux propriétés non métalliques prononcées () et le dernier est un gaz inerte. Dans la première période il y a 2 éléments, en II et III - 8 éléments chacun, en IV et V - 18 chacun, en VI - 32 et en VII (période inachevée) - 17 éléments.

Les trois premières périodes sont appelées petites périodes, chacune d'elles se compose d'une rangée horizontale ; le reste - en grandes périodes, dont chacune (à l'exclusion de la période VII) se compose de deux rangées horizontales - paire (supérieure) et impaire (inférieure). Seuls les métaux se trouvent dans les rangées paires des grandes périodes. Les propriétés des éléments de ces lignes changent peu avec l'augmentation du numéro de série. Les propriétés des éléments dans les rangées impaires de grandes périodes changent. Au cours de la période VI, le lanthane était suivi de 14 éléments, aux propriétés chimiques très similaires. Ces éléments, appelés lanthanides, sont répertoriés séparément sous le tableau principal. Les actinides, qui sont des éléments suivant l'actinium, sont présentés dans le tableau de manière similaire.

Il y a neuf groupes verticaux dans le tableau. Le numéro de groupe, à de rares exceptions près, est égal à la valence positive la plus élevée des éléments de ce groupe. Chaque groupe, à l'exclusion du zéro et du huitième, est subdivisé en sous-groupes. - principal (situé à droite) et secondaire. Dans les principaux sous-groupes, avec une augmentation du numéro de série, les propriétés métalliques des éléments augmentent et les propriétés non métalliques des éléments s'affaiblissent.

Ainsi, les propriétés chimiques et un certain nombre de propriétés physiques des éléments sont déterminées par la place qu'un élément donné occupe dans le tableau périodique.

Les éléments biogéniques, c'est-à-dire les éléments qui composent les organismes et y jouent un certain rôle biologique, occupent la partie supérieure du tableau périodique. Les cellules occupées par des éléments qui constituent la majeure partie (plus de 99%) de la matière vivante sont colorées en bleu, les cellules occupées par des microéléments (voir) sont colorées en rose.

Le tableau périodique des éléments chimiques est la plus grande réalisation de la science naturelle moderne et une expression vivante des lois dialectiques les plus générales de la nature.

Voir aussi, Poids atomique.

Le tableau périodique des éléments chimiques est une classification naturelle des éléments chimiques, créée par D.I.Mendeleev sur la base de la loi périodique découverte par lui en 1869.

Dans la formulation originale, la loi périodique de D. I. Mendeleev stipulait: les propriétés des éléments chimiques, ainsi que les formes et les propriétés de leurs composés, dépendent périodiquement de la valeur des poids atomiques des éléments. Plus tard, avec le développement de la théorie de la structure de l'atome, il a été montré qu'une caractéristique plus précise de chaque élément n'est pas le poids atomique (voir), mais la valeur de la charge positive du noyau de l'atome du élément, égal au nombre ordinal (atomique) de cet élément dans le système périodique de DIMendeleev ... Le nombre de charges positives dans le noyau d'un atome est égal au nombre d'électrons entourant le noyau d'un atome, puisque les atomes dans leur ensemble sont électriquement neutres. A la lumière de ces données, la loi périodique est formulée comme suit : les propriétés des éléments chimiques, ainsi que les formes et propriétés de leurs composés, dépendent périodiquement de l'amplitude de la charge positive des noyaux de leurs atomes. Cela signifie que dans une série continue d'éléments, disposés dans l'ordre des charges positives croissantes des noyaux de leurs atomes, des éléments ayant des propriétés similaires seront périodiquement répétés.

La forme tabulaire du tableau périodique des éléments chimiques est présentée sous sa forme moderne. Il se compose de périodes, de lignes et de groupes. La période est une rangée horizontale séquentielle d'éléments disposés dans l'ordre croissant de la charge positive des noyaux de leurs atomes.

Au début de chaque période (sauf pour la première) se trouve un élément aux propriétés métalliques prononcées (métal alcalin). Ensuite, à mesure que le numéro de série augmente, les propriétés métalliques s'affaiblissent progressivement et les propriétés non métalliques des éléments augmentent. L'avant-dernier élément de chaque période est un élément aux propriétés non métalliques prononcées (halogène) et le dernier est un gaz inerte. La première période est constituée de deux éléments, le rôle d'un métal alcalin et d'un halogène est ici joué simultanément par l'hydrogène. Les périodes II et III comprennent chacune 8 éléments, nommés par Mendeleev comme typiques. Les périodes IV et V ont chacune 18 éléments, VI-32. La période VII n'est pas encore terminée et se reconstitue avec des éléments créés artificiellement; il y a actuellement 17 éléments dans cette période. Les périodes I, II et III sont appelées petites, chacune d'elles se compose d'une rangée horizontale, IV-VII sont grandes: elles (à l'exception de VII) comprennent deux rangées horizontales - paire (supérieure) et impaire (inférieure). Dans les rangées paires de grandes périodes, seuls les métaux sont trouvés et le changement des propriétés des éléments d'une rangée de gauche à droite est faiblement exprimé.

Dans les séries impaires de grandes périodes, les propriétés des éléments de la série changent de la même manière que les propriétés des éléments typiques. Dans la rangée paire de la période VI, après le lanthane, il y a 14 éléments [appelés lanthanides (voir), lanthanides, éléments des terres rares], similaires en propriétés chimiques au lanthane et entre eux. Une liste d'entre eux est donnée séparément sous le tableau.

Les éléments suivants actinium - actinides (actinides) sont écrits séparément et répertoriés sous le tableau.

Il y a neuf groupes le long des lignes verticales dans le tableau périodique des éléments chimiques. Le numéro de groupe est égal à la valence positive la plus élevée (voir) des éléments de ce groupe. Les exceptions sont le fluor (cela n'arrive que négativement monovalent) et le brome (il n'est pas heptavalent); de plus, le cuivre, l'argent, l'or peuvent présenter une valence supérieure à +1 (Cu-1 et 2, Ag et Au-1 et 3), et parmi les éléments du groupe VIII, seuls l'osmium et le ruthénium ont une valence de + 8. Chaque groupe, à l'exception du huitième et du zéro, est divisé en deux sous-groupes : le principal (situé à droite) et le secondaire. Les sous-groupes principaux comprennent des éléments typiques et des éléments de grandes périodes, dans les secondaires - uniquement des éléments de grandes périodes et, de plus, des métaux.

En termes de propriétés chimiques, les éléments de chaque sous-groupe d'un groupe donné diffèrent significativement les uns des autres, et seule la valence positive la plus élevée est la même pour tous les éléments d'un groupe donné. Dans les principaux sous-groupes, de haut en bas, les propriétés métalliques des éléments sont renforcées et les propriétés non métalliques sont affaiblies (par exemple, le francium est un élément aux propriétés métalliques les plus prononcées et le fluor est non métallique). Ainsi, la place d'un élément dans le système périodique de Mendeleev (numéro de série) détermine ses propriétés, qui sont la moyenne des propriétés des éléments voisins verticalement et horizontalement.

Certains groupes d'éléments ont des noms spéciaux. Ainsi, les éléments des principaux sous-groupes du groupe I sont appelés métaux alcalins, groupe II - métaux alcalino-terreux, groupe VII - halogènes, éléments situés derrière l'uranium - transuraniens. Les éléments qui font partie des organismes, participent aux processus métaboliques et ont un rôle biologique prononcé, sont appelés éléments biogéniques. Tous occupent la partie supérieure de la table de D.I.Mendeleev. Ce sont principalement O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg et Fe qui constituent l'essentiel de la matière vivante (plus de 99%). Les places occupées par ces éléments dans le tableau périodique sont colorées en bleu clair. Les éléments biogéniques, très peu nombreux dans l'organisme (de 10 -3 à 10 -14 %), sont appelés microéléments (voir). Les cellules du système périodique, colorées en jaune, contiennent des oligo-éléments dont l'importance vitale pour l'homme a été prouvée.

Selon la théorie de la structure des atomes (voir Atome), les propriétés chimiques des éléments dépendent principalement du nombre d'électrons dans la couche externe d'électrons. Le changement périodique des propriétés des éléments avec une augmentation de la charge positive des noyaux atomiques s'explique par la répétition périodique de la structure de la couche externe d'électrons (niveau d'énergie) des atomes.

En petites périodes, avec une augmentation de la charge positive du noyau, le nombre d'électrons sur la couche externe augmente de 1 à 2 en période I et de 1 à 8 en périodes II et III. D'où le changement des propriétés des éléments dans la période du métal alcalin au gaz inerte. La couche externe d'électrons, contenant 8 électrons, est complète et énergétiquement stable (les éléments du groupe zéro sont chimiquement inertes).

Dans de grandes périodes en rangées paires, avec une augmentation de la charge positive des noyaux, le nombre d'électrons sur la couche externe reste constant (1 ou 2) et la deuxième couche est remplie d'électrons à l'extérieur. D'où la lente évolution des propriétés des éléments en rangées paires. Dans des séries impaires de grandes périodes, avec une augmentation de la charge nucléaire, la couche externe se remplit d'électrons (de 1 à 8) et les propriétés des éléments changent de la même manière que pour les éléments typiques.

Le nombre de couches électroniques dans un atome est égal au nombre de période. Les atomes des éléments des sous-groupes principaux ont sur les couches externes le nombre d'électrons égal au numéro de groupe. Les atomes des éléments des sous-groupes secondaires contiennent un ou deux électrons sur les couches externes. Ceci explique la différence dans les propriétés des éléments des sous-groupes principal et secondaire. Le numéro de groupe indique le nombre possible d'électrons qui peuvent participer à la formation de liaisons chimiques (valence) (voir Molécule), c'est pourquoi ces électrons sont appelés valence. Pour les éléments des sous-groupes latéraux, la valence n'est pas seulement les électrons des couches externes, mais aussi des avant-derniers. Le nombre et la structure des couches d'électrons sont indiqués dans le tableau périodique des éléments chimiques ci-joint.

La loi périodique de DI Mendeleev et le système qui en découle sont extrêmement importants dans la science et la pratique. La loi et le système périodiques ont été à la base de la découverte de nouveaux éléments chimiques, de la détermination précise de leurs poids atomiques, du développement de la théorie de la structure des atomes, de l'établissement des lois géochimiques de la répartition des éléments dans la croûte terrestre, et le développement d'idées modernes sur la matière vivante, dont la composition et les régularités associées sont conformes au système périodique. L'activité biologique des éléments et leur contenu dans l'organisme sont également largement déterminés par la place qu'ils occupent dans le système périodique de Mendeleev. Ainsi, avec une augmentation du numéro de série dans un certain nombre de groupes, la toxicité des éléments augmente et leur teneur dans le corps diminue. La loi périodique est une expression vivante des lois dialectiques les plus générales du développement de la nature.

Le brillant chimiste russe D.I.Mendeleev s'est distingué tout au long de sa vie par le désir d'apprendre l'inconnu. Ce désir, ainsi que les connaissances les plus profondes et les plus étendues, combinés à une intuition scientifique infaillible, ont permis à Dmitry Ivanovich de développer une classification scientifique des éléments chimiques - le tableau périodique sous la forme de son célèbre tableau.

Le système périodique des éléments chimiques de DI Mendeleev peut être représenté comme une grande maison, dans laquelle cohabitent absolument tous les éléments chimiques connus de l'homme. Pour pouvoir utiliser le tableau périodique, il est nécessaire d'étudier l'alphabet chimique, c'est-à-dire les signes des éléments chimiques.

Avec leur aide, vous apprendrez à écrire des mots - des formules chimiques, et sur leur base, vous pourrez écrire des phrases - des équations de réactions chimiques. Chaque élément chimique est désigné par son propre signe chimique, ou symbole, qui, avec le nom de l'élément chimique, est enregistré dans le tableau de D.I. Mendeleev. Les lettres initiales des noms latins des éléments chimiques ont été adoptées dans la plupart des cas comme symboles à la suggestion du chimiste suédois J. Berzelius. Ainsi, l'hydrogène (le nom latin Hydrogenium - Hydrogénium) est désigné par la lettre H (lire "cendre"), l'oxygène (le nom latin Oxygenium - Oxygenium) - par la lettre O (lire "o"), le carbone (nom latin Сarboneum - carbononeum) - par la lettre C ( lire "tse").

La lettre C commence les noms latins de plusieurs autres éléments chimiques : calcium (

Calcium), cuivre (Cuprum), cobalt (Cobaltum), etc. Pour les distinguer, I. Berzelius a suggéré d'ajouter une des lettres suivantes du nom à la lettre initiale du nom latin. Ainsi, le signe chimique du calcium est écrit par le symbole Ca (lire "calcium"), cuivre - Cu (lire "cuprum"), cobalt - Co (lire "cobalt").

Les noms de certains éléments chimiques reflètent les propriétés les plus importantes des éléments, par exemple, l'hydrogène - donnant naissance à l'eau, l'oxygène - donnant naissance aux acides, le phosphore - porteur de lumière (Fig. 20), etc.

Riz. vingt.
Étymologie du nom de l'élément n° 15 du tableau périodique de D. I. Mendeleev

D'autres éléments portent le nom de corps célestes ou de planètes du système solaire - sélénium et tellure (Fig. 21) (du grec. Selene - Lune et Telluris - Terre), uranium, neptunium, plutonium.

Riz. 21.
Étymologie du nom de l'élément n° 52 du tableau périodique de D. I. Mendeleev

Certains noms sont empruntés à la mythologie (Fig. 22). Par exemple, le tantale. C'était le nom du fils bien-aimé de Zeus. Pour crimes contre les dieux, Tantale fut sévèrement puni. Il se tenait debout dans l'eau jusqu'à la gorge et des branches aux fruits juteux et parfumés pendaient au-dessus de lui. Cependant, dès qu'il a voulu se saouler, l'eau s'est éloignée de lui, a à peine voulu satisfaire sa faim et a tendu la main pour les fruits - les branches ont dévié sur le côté. En essayant d'isoler le tantale des minerais, les chimistes n'ont pas connu moins de tourments.

Riz. 22.
Étymologie du nom de l'élément n° 61 du tableau périodique de D. I. Mendeleev

Plusieurs éléments ont été nommés d'après différents états ou parties du monde. Par exemple, le germanium, le gallium (la Gaule est l'ancien nom de la France), le polonium (en l'honneur de la Pologne), le scandium (en l'honneur de la Scandinavie), le francium, le ruthénium (la Ruthénie est le nom latin de la Russie), l'europium et l'américium. Voici les éléments nommés d'après les villes : hafnium (en l'honneur de Copenhague), lutétium (autrefois Paris s'appelait Lutétium), berkelium (en l'honneur de la ville de Berkeley aux États-Unis), yttrium, terbium, erbium, ytterbium (les noms de ces éléments viennent d'Ytterby - petites villes de Suède, où le minéral contenant ces éléments a été découvert pour la première fois), dubnium (Fig. 23).

Riz. 23.
Étymologie du nom de l'élément n° 105 du tableau périodique de D. I. Mendeleev

Enfin, les noms des éléments ont immortalisé les noms des grands savants : curium, fermium, einsteinium, mendelevium (fig. 24), lawrencium.

Riz. 24.
Étymologie du nom de l'élément n° 101 du tableau périodique de D. I. Mendeleev

Chaque élément chimique se voit attribuer dans le tableau périodique, dans la "maison" commune de tous les éléments, son propre "appartement" - une cellule avec un nombre strictement défini. La signification plus profonde de ce nombre vous sera révélée dans une étude plus approfondie de la chimie. Le nombre d'étages de ces "appartements" est également strictement distribué - les périodes dans lesquelles les éléments "vivent". Comme le numéro ordinal d'un élément (le numéro de "l'appartement"), le numéro de la période ("étage") recèle les informations les plus importantes sur la structure des atomes des éléments chimiques. Horizontalement - "nombre d'étages" - Le tableau périodique est divisé en sept périodes :

La 1ère période comprend deux éléments : l'hydrogène H et l'hélium He ;
La 2ème période commence par le lithium Li et se termine par le néon Ne (8 éléments) ;
La troisième période commence par le sodium Na et se termine par l'argon Ar (8 éléments).

Les trois premières périodes, chacune constituée d'une ligne, sont appelées petites périodes.

Les périodes 4, 5 et 6 comportent chacune deux rangées d'éléments, elles sont appelées grandes périodes ; Les 4e et 5e périodes contiennent chacune 18 éléments, la 6e - 32 éléments.

La 7ème période - inachevée, ne se compose pour l'instant que d'une seule rangée.

Faites attention aux "étages du sous-sol" du tableau périodique - là "vivent" 14 éléments jumeaux, certains similaires dans leurs propriétés au lanthane La, d'autres aux anémones Ac, qui les représentent sur les "étages" supérieurs du tableau: dans le 6ème et 7ème périodes.

Verticalement, les éléments chimiques "vivant" dans des "appartements" similaires sont situés les uns sous les autres dans des colonnes verticales - des groupes, au nombre de huit dans le tableau de DI Mendeleev.

Chaque groupe se compose de deux sous-groupes - principal et secondaire. Le sous-groupe, qui comprend des éléments de petites et de grandes périodes, est appelé sous-groupe principal ou groupe A. Le sous-groupe, qui comprend uniquement des éléments de grandes périodes, est appelé sous-groupe secondaire ou groupe B. , sodium, potassium, rubidium et francium sont un sous-groupe du lithium Li; un sous-groupe secondaire de ce groupe (groupe IB) est formé par le cuivre, l'argent et l'or - c'est le sous-groupe du cuivre Cu.

En plus de la forme du tableau de DI Mendeleev, appelée période courte (elle est indiquée sur la page de garde du manuel), il existe de nombreuses autres formes, par exemple la version longue période.

Tout comme un enfant peut construire un grand nombre d'objets différents à partir des éléments du jeu Lego (voir Fig. 10), la nature et l'homme ont créé une variété de substances autour de nous à partir d'éléments chimiques. Un autre modèle est encore plus clair : tout comme 33 lettres de l'alphabet russe forment diverses combinaisons, des dizaines de milliers de mots, de même 114 éléments chimiques dans diverses combinaisons créent plus de 20 millions de substances différentes.

Essayez de maîtriser les modèles de formation des mots - des formules chimiques, puis le monde des substances s'ouvrira devant vous dans toute sa diversité colorée.

Mais pour cela, apprenez d'abord les lettres - les symboles des éléments chimiques (tableau 1).

Tableau 1
Les noms de certains éléments chimiques

Mots et phrases clés

Tableau périodique des éléments chimiques (tableau) D.I. Mendeleev.
Les périodes sont grandes et petites.
Groupes et sous-groupes - principaux (groupe A) et secondaires (groupe B).
Symboles des éléments chimiques.

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Questions et tâches

À l'aide de dictionnaires (termes étymologiques, encyclopédiques et chimiques), nommez les propriétés les plus importantes qui se reflètent dans les noms des éléments chimiques : brome Br, azote N, fluor F.
Expliquez comment les noms des éléments chimiques titane et vanadium reflètent l'influence des mythes grecs antiques.
Pourquoi le nom latin de l'or Aurum (aurum) et de l'argent - Argentum (Argentum) ?
Racontez l'histoire de la découverte de n'importe quel élément chimique (de votre choix) et expliquez l'étymologie de son nom.
Notez les "coordonnées", c'est-à-dire la position dans le tableau périodique de DI Mendeleev (numéro d'élément, numéro de période et son type - grand ou petit, numéro de groupe et sous-groupe - principal ou secondaire), pour les éléments chimiques suivants : calcium , zinc , antimoine, tantale, europium.
Divisez les éléments chimiques énumérés dans le tableau 1 en trois groupes selon la « prononciation du symbole chimique ». Cette activité peut-elle vous aider à mémoriser les symboles chimiques et la prononciation des symboles des éléments ?

Loi périodique de D.I. Mendeleev et le tableau périodique des éléments chimiques est d'une grande importance dans le développement de la chimie. Plongeons en 1871, lorsque le professeur de chimie D.I. Mendeleev, par la méthode de nombreux essais et erreurs, est arrivé à la conclusion que "... les propriétés des éléments, et donc les propriétés des corps simples et complexes qu'ils forment, dépendent périodiquement de leur poids atomique." La périodicité des changements dans les propriétés des éléments résulte de la répétition périodique de la configuration électronique de la couche électronique externe avec une augmentation de la charge nucléaire.

Formulation moderne de la loi périodique est-ce:

"Les propriétés des éléments chimiques (c'est-à-dire les propriétés et la forme des composés qu'ils forment) dépendent périodiquement de la charge nucléaire des atomes des éléments chimiques."

En enseignant la chimie, Mendeleev a compris que la mémorisation des propriétés individuelles de chaque élément causait des difficultés aux étudiants. Il a commencé à chercher des moyens de créer une méthode systématique pour faciliter la mémorisation des propriétés des éléments. Le résultat était tableau naturel, plus tard, il est devenu connu sous le nom périodique.

Notre table moderne est très similaire à celle de Mendeleev. Considérons-le plus en détail.

table de Mendeleïev

Le tableau périodique de Mendeleev se compose de 8 groupes et 7 périodes.

Les colonnes verticales du tableau sont appelées en groupes ... Les éléments de chaque groupe ont des propriétés chimiques et physiques similaires. Cela est dû au fait que les éléments d'un groupe ont des configurations électroniques similaires de la couche externe, dont le nombre d'électrons est égal au nombre de groupes. Dans ce cas, le groupe est divisé en sous-groupes majeurs et mineurs.

V Sous-groupes principaux comprend des éléments dans lesquels les électrons de valence sont situés sur les sous-niveaux externes ns et np. V Sous-groupes latéraux comprend des éléments dont les électrons de valence sont situés sur le sous-niveau ns extérieur et le sous-niveau intérieur (n - 1) d (ou (n - 2) f-sous-niveau).

Tous les éléments de tableau périodique , selon le sous-niveau (s-, p-, d- ou f-) les électrons de valence sont classés en : éléments s (éléments du sous-groupe principal des groupes I et II), éléments p (éléments des sous-groupes principaux Groupes III - VII), éléments d (éléments des sous-groupes latéraux), éléments f (lanthanides, actinides).

La valence la plus élevée d'un élément (à l'exception de O, F, éléments du sous-groupe du cuivre et du huitième groupe) est égale au numéro du groupe dans lequel il se trouve.

Pour les éléments des sous-groupes principal et secondaire, les formules des oxydes supérieurs (et de leurs hydrates) sont les mêmes. Dans les sous-groupes principaux, la composition des composés d'hydrogène est la même pour les éléments de ce groupe. Les hydrures solides forment des éléments des sous-groupes principaux I - III, et les groupes IV - VII forment des composés d'hydrogène gazeux. Les composés hydrogénés du type EN 4 sont plus neutres que les composés, EN 3 sont des bases, H 2 E et NE sont des acides.

Les lignes horizontales du tableau sont appelées périodes. Les éléments dans les périodes diffèrent les uns des autres, mais ils ont en commun que les derniers électrons sont au même niveau d'énergie ( nombre quantique principalm- le même ).

La première période diffère des autres en ce qu'il n'y a que 2 éléments : l'hydrogène H et l'hélium He.

Dans la deuxième période il y a 8 éléments (Li - Ne). Lithium Li - un métal alcalin commence la période et ferme son néon de gaz noble Ne.

En troisième période, ainsi qu'en deuxième, il y a 8 éléments (Na - Ar). Le sodium de métal alcalin Na commence la période et le gaz rare argon Ar la ferme.

Dans la quatrième période, il y a 18 éléments (K - Kr) - Mendeleev l'a désigné comme la première grande période. Il commence également par le Potassium, métal alcalin, et se termine par le gaz inerte krypton Kr. Les périodes longues incluent des éléments de transition (Sc - Zn) - ré-éléments.

Dans la cinquième période, de manière similaire à la quatrième, il y a 18 éléments (Rb - Xe) et sa structure est similaire à la quatrième. Il commence également par le rubidium alcalin Rb et se termine par le gaz inerte xénon Xe. Les longues périodes incluent des éléments de transition (Y - Cd) - ré-éléments.

La sixième période se compose de 32 éléments (Cs - Rn). Sauf 10 ré-éléments (La, Hf - Hg) il contient une rangée de 14 F-éléments (lanthanides) - Ce - Lu

La septième période n'est pas terminée. Il commence par Francium Fr, on peut supposer qu'il contiendra, ainsi que la sixième période, 32 éléments déjà trouvés (jusqu'à l'élément avec Z = 118).

Tableau périodique interactif

Si vous regardez tableau périodique et tracez une ligne imaginaire commençant au bore et se terminant entre le polonium et l'astate, puis tous les métaux seront à gauche de la ligne et les non-métaux à droite. Les éléments directement adjacents à cette ligne auront les propriétés des métaux et des non-métaux. On les appelle métalloïdes ou semi-métaux. Il s'agit du bore, du silicium, du germanium, de l'arsenic, de l'antimoine, du tellure et du polonium.

Droit périodique

Mendeleev a donné la formulation suivante de la loi périodique : « les propriétés des corps simples, ainsi que les formes et propriétés des composés d'éléments, et donc les propriétés des corps simples et complexes formés par eux, dépendent périodiquement de leur poids atomique. "
Il existe quatre principaux modèles périodiques :

Règle de l'octet déclare que tous les éléments ont tendance à gagner ou à perdre un électron afin d'avoir la configuration à huit électrons du gaz noble le plus proche. Parce que les orbitales externes s et p des gaz rares sont complètement remplies, ce sont donc les éléments les plus stables.
Énergie d'ionisation C'est la quantité d'énergie nécessaire pour détacher un électron d'un atome. Selon la règle de l'octet, lorsqu'on se déplace le long du tableau périodique de gauche à droite, il faut plus d'énergie pour détacher un électron. Par conséquent, les éléments du côté gauche de la table ont tendance à perdre un électron et du côté droit - à le gagner. L'énergie d'ionisation la plus élevée pour les gaz inertes. L'énergie d'ionisation diminue en descendant le groupe, car les électrons de faible énergie ont la capacité de repousser les électrons des niveaux d'énergie plus élevés. Ce phénomène est nommé effet de blindage... En raison de cet effet, les électrons externes sont moins fermement liés au noyau. En se déplaçant le long de la période, l'énergie d'ionisation augmente progressivement de gauche à droite.

affinité électronique- un changement d'énergie lors de l'acquisition d'un électron supplémentaire par un atome d'une substance à l'état gazeux. Au fur et à mesure que le groupe se déplace vers le bas, l'affinité électronique devient moins négative en raison de l'effet de blindage.

Électronégativité- une mesure de la force avec laquelle il a tendance à attirer les électrons de l'autre atome qui lui est associé. L'électronégativité augmente lors de l'emménagement tableau périodique de gauche à droite et de bas en haut. Il faut se rappeler que les gaz rares n'ont pas d'électronégativité. Ainsi, l'élément le plus électronégatif est le fluor.

Sur la base de ces concepts, nous examinerons comment les propriétés des atomes et de leurs composés changent dans tableau périodique.

Ainsi, dans une dépendance périodique, il existe de telles propriétés d'un atome associées à sa configuration électronique: rayon atomique, énergie d'ionisation, électronégativité.

Considérez le changement dans les propriétés des atomes et de leurs composés en fonction de la position dans tableau périodique des éléments chimiques.

La non-métallicité de l'atome augmente en se déplaçant dans le tableau périodique de gauche à droite et de bas en haut... En raison de ce les propriétés basiques des oxydes sont réduites, et les propriétés acides augmentent dans le même ordre - en se déplaçant de gauche à droite et de bas en haut. Dans ce cas, les propriétés acides des oxydes sont d'autant plus fortes que l'état d'oxydation de l'élément le constituant est élevé.

Par période de gauche à droite propriétés de base hydroxydes affaiblir, la force des bases augmente le long des principaux sous-groupes de haut en bas. De plus, si le métal peut former plusieurs hydroxydes, alors avec une augmentation de l'état d'oxydation du métal, propriétés de base les hydroxydes sont affaiblis.

Par période de gauche à droite la force des acides oxygénés augmente. Lors du déplacement de haut en bas au sein d'un groupe, la force des acides contenant de l'oxygène diminue. Dans ce cas, la force de l'acide augmente avec une augmentation de l'état d'oxydation de l'élément formateur d'acide.

Par période de gauche à droite la force des acides anoxiques augmente. En se déplaçant de haut en bas au sein d'un groupe, la force des acides anoxiques augmente.

Catégories ,

Les éléments du tableau périodique sont classés par ordre croissant de numéros de série Z de 1 à 110 ... Le nombre ordinal de l'élément Z correspond à la charge du noyau de son atome, ainsi qu'au nombre d'électrons se déplaçant dans le champ du noyau.

Selon la structure des atomes non excités, les éléments chimiques sont subdivisés en agrégats naturels, ce qui se reflète dans le système périodique sous la forme de rangées horizontales et verticales - périodes et groupes.

Une période est une série séquentielle d'éléments, dans les atomes desquels le même nombre de niveaux d'énergie (couches électroniques) sont remplis. Le numéro de période indique le nombre de couches électroniques dans les atomes des éléments. Les périodes commencent par des éléments s, dans les atomes desquels le premier électron s avec une nouvelle valeur du nombre quantique principal n (hydrogène et métaux alcalins) apparaît à un nouveau niveau, et se terminent par des éléments p, atomes de gaz rares ayant une structure électronique stable du niveau externe ns 2 np 6 (dans la première période - s - élément 2 He).

La différence dans la séquence de remplissage des couches électroniques (extérieures et plus proches du noyau) explique la raison des longueurs différentes des périodes. 1,2,3 périodes - petites, 4,5,6,7 - grandes périodes. Les petites périodes contiennent 2 et 8 éléments, les grandes périodes - 18 et 32 éléments, la septième période reste inachevée, bien que structurellement elle soit construite de manière similaire à la sixième période.

Conformément au nombre maximal d'électrons au niveau externe des atomes non excités, les éléments du tableau périodique sont divisés en huit groupes ... Les groupes d'éléments sont une collection d'éléments avec le même nombre d'électrons de valence dans un atome. Le nombre de groupe est égal au nombre d'électrons de valence.

La position dans les groupes d'éléments s et p est déterminée par le nombre total d'électrons dans la couche externe. Par exemple, le phosphore (), qui a cinq électrons sur la couche externe, appartient au groupe V, l'argon () au groupe VIII, le calcium () au groupe II, etc.

La position dans les groupes d'éléments d est déterminée par le nombre total d'électrons s du niveau extérieur et d électrons du niveau pré-extérieur. Selon cette caractéristique, les six premiers éléments de chaque famille d'éléments d - sont situés dans l'un des groupes correspondants : scandium en III, manganèse en VII, fer en VIII, etc. Le zinc, dans lequel la pré-couche externe est complète et les externes sont des électrons, appartient au groupe II. Les atomes des éléments d - contiennent généralement deux électrons au niveau externe, à l'exception de Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au. Dans ce dernier, il y a un « plongeon » énergétiquement favorable d'un électron du niveau externe à d - le sous-niveau du niveau pré-externe, qui se produit lorsque ce sous-niveau est complété à cinq (demi capacité) ou dix électrons (capacité maximale ), c'est-à-dire occupés chacun par un électron ou lorsqu'ils sont occupés par chaque paire d'électrons. Dans l'atome de palladium (Pd), il y a un "double creux" d'électrons.

Par la présence d'un seul électron sur la couche externe (en raison du "creux" de l'un des s - électrons de la couche externe dans la sous-couche d - pré-extérieure), le cuivre (), ainsi que l'argent et l'or, sont affectés au groupe I. Le cobalt et le nickel, le rhodium et le palladium, l'iridium et le platine, ainsi que Fe, Ru et Os sont généralement placés dans le groupe VIII.

Conformément aux particularités des structures électroniques de la famille 4f - (lanthanides) et 5f - (actinides) les éléments sont placés dans le groupe III.

Les groupes sont divisés en sous-groupes : principaux (sous-groupes A) et secondaires (sous-groupes B). Les sous-groupes comprennent des éléments avec des structures électroniques similaires (éléments - analogues).s- et p - les éléments constituent ce que l'on appellele principalsous-groupe, ou sous-groupe A,ré- éléments -côté,ou sous-groupe B.

Par exemple, le groupe IV du système périodique comprend les sous-groupes suivants :

Éléments du sous-groupe principal (A)