A természetben sok ismétlődő sorozat létezik:

• évszakok;
• Napszakok;
• a hét napjai…

A 19. század közepén D. I. Mendelejev észrevette, hogy az elemek kémiai tulajdonságainak is van egy bizonyos szekvenciája (azt mondják, hogy ez az ötlet álomban merült fel benne). A tudós csodálatos álmainak eredménye a kémiai elemek periódusos rendszere volt, amelyben D.I. Mendelejev a kémiai elemeket az atomtömeg növelésének sorrendjében rendezte el. A modern táblázatban a kémiai elemek az elem atomszámának (az atommagban lévő protonok száma) növekvő sorrendjében vannak elrendezve.

Az atomszám a kémiai elem szimbóluma felett látható, a szimbólum alatt az atomtömege (a protonok és a neutronok összege). Kérjük, vegye figyelembe, hogy egyes elemek atomtömege nem egész szám! Ne feledje az izotópokat! Az atomtömeg egy elem természetes izotópjainak súlyozott átlaga, amely természetes körülmények között fordul elő.

A lantanidok és aktinidek a táblázat alatt találhatók.

Fémek, nemfémek, metalloidok

Ezek a periódusos rendszerben találhatók, a lépcsős átlós vonaltól balra, amely bórral (B) kezdődik, és polóniummal (Po) végződik (a germánium (Ge) és az antimon (Sb) kivételével.) hogy a fémek foglalják el a periódusos rendszer nagy részét. A fémek alapvető tulajdonságai): szilárd (kivéve a higanyt); fényes; jó elektromos és hővezető; műanyag; alakítható; könnyen adományozható elektronok.

A lépcsős B-Po átlótól jobbra lévő elemeket nevezzük nemfémek... A nemfémek tulajdonságai közvetlenül ellentétesek a fémekkel: rossz hő- és villamos vezetők; törékeny; hamisítatlan; nem műanyag; általában elektronokat vesznek.

Metalloidok

A fémek és a nemfémek között vannak félfémek(metalloidok). Mind a fémek, mind a nemfémek tulajdonságai jellemzik őket. A félfémipar fő alkalmazási területe a félvezetők gyártása, amelyek nélkül nem képzelhető el modern mikroáramkör vagy mikroprocesszor.

Időszakok és csoportok

Amint fentebb említettük, a periódusos rendszer hét periódusból áll. Minden időszakban az elemek atomszáma balról jobbra nő.

Az elemek tulajdonságai időszakokban egymást követően változnak: így a harmadik periódus elején lévő nátrium (Na) és magnézium (Mg) elektronokat adományoz (Na egy elektronot ad: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg kettőt elektronok: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). De a klór (Cl), amely az időszak végén található, egy elemet vesz fel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Csoportokban viszont minden elem azonos tulajdonságokkal rendelkezik. Például az IA (1) csoportban a lítiumtól (Li) a franciumig (Fr) minden elem egy elektronot adományoz. És a VIIA (17) csoport összes eleme, vegyünk egy elemet.

Egyes csoportok annyira fontosak, hogy különleges neveket kaptak. Ezeket a csoportokat az alábbiakban tárgyaljuk.

IA csoport (1)... E csoport elemeinek atomjai csak egy elektronnal rendelkeznek a külső elektronrétegben, ezért könnyen adnak egy elektronot.

A legfontosabb alkálifémek a nátrium (Na) és a kálium (K), mivel fontos szerepet játszanak az emberi élet folyamatában és a sók részét képezik.

Elektronikus konfigurációk:

• Li- 1s 2 2s 1;
• Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

IIA. Csoport (2)... E csoport elemeinek atomjaiban két elektron van a külső elektronrétegben, amelyek szintén adakoznak a kémiai reakciók során. A legfontosabb elem a kalcium (Ca) - a csontok és a fogak alapja.

Elektronikus konfigurációk:

• Lenni- 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

VIIA csoport (17)... E csoport elemeinek atomjai általában egy -egy elektronot kapnak, mert a külső elektronrétegen öt -öt elem található, és amíg a "teljes készlet" csak egy elektron hiányzik.

E csoport leghíresebb elemei: klór (Cl) - a só és fehérítő része; a jód (I) olyan elem, amely fontos szerepet játszik az emberi pajzsmirigy tevékenységében.

Elektronikus konfiguráció:

• 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

VIII. Csoport (18). E csoport elemeinek atomjai teljesen "teljes" külső elektronréteggel rendelkeznek. Ezért nem "kell" elfogadniuk az elektronokat. És "nem akarják" odaadni őket. Ezért - ennek a csoportnak az elemei nagyon "nem szívesen" lépnek kémiai reakciókba. Sokáig azt hitték, hogy egyáltalán nem reagálnak (innen az "inert", azaz "inaktív" név). Neil Barlett kémikus azonban felfedezte, hogy ezek közül a gázokból bizonyos körülmények között még reagálhatnak más elemekkel.

Elektronikus konfigurációk:

• 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

Valenciaelemek csoportokban

Könnyen belátható, hogy minden csoporton belül az elemek valenciaelektronjaikkal (s és p-pályák elektronjai a külső energiaszinten helyezkednek el) hasonlóak egymáshoz.

Az alkálifémek 1 vegyértékelektronnal rendelkeznek:

• Li- 1s 2 2s 1;
• Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Az alkáliföldfémeknek két vegyértékű elektronja van:

• Lenni- 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

A halogéneknek 7 vegyértékű elektronja van:

• 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

Az inert gázoknak 8 vegyértékű elektronja van:

• 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

További információkért tekintse meg a Valence című cikket és a kémiai elemek atomjainak elektronikus konfigurációinak táblázatát időszakok szerint.

Most fordítsuk figyelmünket a szimbólumokkal csoportokban elhelyezett elemekre V... A periódusos rendszer közepén helyezkednek el, és ún átmeneti fémek.

Ezen elemek megkülönböztető jellemzője az elektronok jelenléte a kitöltő atomokban d-pályák:

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

A főtáblától elkülönítve találhatók lantanidokés aktinidák vannak az ún belső átmenetifémek... Ezen elemek atomjaiban elektronok töltődnek fel f-pályák:

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

A kémiai elemek periódusos rendszere a kémiai elemek osztályozása, amelyet D.I. Mendelejev hozott létre az általa 1869 -ben felfedezett időszakos törvény alapján.

D. I. Mendelejev

E törvény modern megfogalmazása szerint a hasonló tulajdonságú elemek periodikusan ismétlődnek az elemek folyamatos sorozatában, atomjaik pozitív töltésének növekvő sorrendjében.

A kémiai elemek periódusos táblázata, táblázat formájában, időszakokból, sorokból és csoportokból áll.

Minden időszak elején (az első kivételével) van egy kifejezett fém tulajdonságú elem (alkálifém).

A szín táblázat táblázata: 1 - az elem kémiai jele; 2 - név; 3 - atomtömeg (atomtömeg); 4 - sorozatszám; 5 - az elektronok eloszlása ​​a rétegek között.

Ahogy az elem sorszáma, amely megegyezik atomja pozitív töltésének értékével, növekszik, a fémes tulajdonságok fokozatosan gyengülnek és a nemfémes tulajdonságok nőnek. Az utolsó előtti elem minden időszakban egy kifejezett nem fémes tulajdonságú elem (), az utolsó pedig egy közömbös gáz. Az első időszakban 2 elem van, a II. És III.

Az első három periódust kis periódusoknak nevezzük, mindegyik egy vízszintes sorból áll; a többi - nagy időszakokban, amelyek mindegyike (kivéve a VII. időszakot) két vízszintes sorból áll - páros (felső) és páratlan (alsó). Csak a fémek vannak a nagy periódusok páros soraiban. Ezekben a sorokban az elemek tulajdonságai a sorozatszám növekedésével alig változnak. A nagy periódusok páratlan soraiban lévő elemek tulajdonságai megváltoznak. A VI időszakban a lantánt 14 elem követte, kémiai tulajdonságaikban nagyon hasonlóak. Ezeket az elemeket, az úgynevezett lantanidokat, külön soroljuk fel a főtábla alatt. Az aktinidákat - az aktíniumot követő elemeket - a táblázat hasonló módon mutatja be.

A táblázatban kilenc függőleges csoport szerepel. A csoport száma ritka kivételektől eltekintve megegyezik a csoport elemeinek legmagasabb pozitív vegyértékével. Minden csoport, a nulla és a nyolcadik kivételével, alcsoportokra oszlik. - fő (jobbra található) és másodlagos. A fő alcsoportokban a sorozatszám növekedésével az elemek fémes tulajdonságai nőnek, és az elemek nem fémes tulajdonságai gyengülnek.

Így az elemek kémiai tulajdonságait és számos fizikai tulajdonságát az határozza meg, hogy egy adott elem milyen helyet foglal el a periódusos rendszerben.

A biogén elemek, vagyis az organizmusokat alkotó és bizonyos biológiai szerepet játszó elemek foglalják el a periódusos rendszer felső részét. Az élő anyag nagy részét (több mint 99%-át) alkotó elemek által elfoglalt sejtek kék színűek, a mikroelemek által elfoglalt sejtek (lásd) rózsaszínűek.

A kémiai elemek periódusos rendszere a modern természettudomány legnagyobb eredménye és a természet legáltalánosabb dialektikus törvényeinek élénk kifejezése.

Lásd még: Atomsúly.

A kémiai elemek periódusos rendszere a kémiai elemek természetes osztályozása, amelyet D.I. Mendelejev hozott létre az általa 1869 -ben felfedezett időszakos törvény alapján.

Az eredeti megfogalmazásban D.I. Később, az atom szerkezetének elméletének fejlesztésével bebizonyosodott, hogy minden elem pontosabb jellemzője nem az atomsúly (lásd), hanem az atom atommagjának pozitív töltésének értéke elem, egyenlő ennek az elemnek a sorszámával (atomszámával) a DIMendelejev periodikus rendszerében ... Az atommag pozitív töltéseinek száma megegyezik az atommagját körülvevő elektronok számával, mivel az atomok összességükben elektromosan semlegesek. Ezen adatok tükrében az időszakos törvényt a következőképpen fogalmazzuk meg: a kémiai elemek tulajdonságai, valamint vegyületeik formái és tulajdonságai periodikusan függenek atomjaik pozitív töltésének nagyságától. Ez azt jelenti, hogy az elemek folyamatos sorozatában, amelyek atomjaik pozitív töltéseinek növekvő sorrendjében vannak elrendezve, a hasonló tulajdonságokkal rendelkező elemek periodikusan ismétlődnek.

A kémiai elemek periódusos rendszerének táblázatos formáját modern formájában mutatjuk be. Pontokból, sorokból és csoportokból áll. A periódus az elemek egymás utáni vízszintes sora, amelyek atomjaik pozitív töltésének növekvő sorrendjében vannak elrendezve.

Minden időszak elején (az első kivételével) van egy kifejezett fém tulajdonságú elem (alkálifém). Aztán a sorozatszám növekedésével a fémes tulajdonságok fokozatosan gyengülnek, és az elemek nem fémes tulajdonságai nőnek. Az utolsó előtti elem minden időszakban egy kifejezetten nemfémes tulajdonságú elem (halogén), és az utolsó egy inert gáz. Az első időszak két elemből áll, az alkálifém és a halogén szerepét itt egyszerre hidrogén játssza. A II. És a III. Korszak mindegyike 8 elemet tartalmaz, amelyeket Mendelejev tipikusnak nevezett. A IV és V periódusok egyenként 18 elemből állnak, VI-32. A VII. Időszak még nem fejeződött be, és mesterségesen létrehozott elemekkel egészül ki; jelenleg 17 elem van ebben az időszakban. Az I., II. És III. Periódusokat kicsinek nevezik, mindegyik egy vízszintes sorból áll, a IV -VII. Nagyok: ezek (a VII kivételével) két vízszintes sort tartalmaznak - páros (felső) és páratlan (alsó). A nagy periódusok egyenletes soraiban csak fémek találhatók, és az elemek tulajdonságainak változása balról jobbra gyenge.

A nagy periódusok páratlan soraiban a sorozat elemeinek tulajdonságai ugyanúgy változnak, mint a tipikus elemek tulajdonságai. A VI periódus páros sorában, a lantán után 14 olyan elem található [lantanidoknak (lásd), lantanidok, ritkaföldfémek], amelyek kémiai tulajdonságaikban hasonlóak a lantánhoz és egymáshoz. Ezek listája külön található a táblázat alatt.

Az aktínium -aktinideket (aktinideket) követő elemeket külön írjuk ki és soroljuk fel a táblázat alatt.

A kémiai elemek periodikus táblázatában kilenc csoport található a függőleges vonalak mentén. A csoport száma megegyezik a csoport elemeinek legmagasabb pozitív valenciájával (lásd). Kivételt képeznek a fluor (csak negatívan egyértékű lehet) és a bróm (nem lehet heptavalens); ezenkívül a réz, az ezüst, az arany valenciája +1-nél nagyobb (Cu-1 és 2, Ag és Au-1 és 3), a VIII. csoport elemei közül pedig csak az ozmium és a ruténium valenciája + 8. Minden csoport, a nyolcadik és a nulla kivételével, két alcsoportra oszlik: a fő (jobbra található) és a másodlagos. A fő alcsoportok tipikus és nagy periódusú elemeket tartalmaznak, másodlagosakban - csak nagy periódusok elemeit, sőt, fémeket.

Kémiai tulajdonságaikat tekintve az adott csoport minden alcsoportjának elemei jelentősen különböznek egymástól, és csak a legmagasabb pozitív vegyérték egyforma az adott csoport összes elemére. A fő alcsoportokban felülről lefelé nőnek az elemek fémes tulajdonságai, és gyengülnek a nemfémesek (például a francium a legkifejezettebb fémes tulajdonságokkal rendelkező elem, a fluor pedig nem fém). Így egy elem helye a Mendelejev periodikus rendszerben (sorszám) határozza meg tulajdonságait, amelyek függőlegesen és vízszintesen szomszédos elemek tulajdonságainak átlaga.

Az elemek egyes csoportjai különleges nevekkel rendelkeznek. Tehát az I. csoport fő alcsoportjainak elemeit alkálifémeknek, a II. Csoportot - az alkáliföldfémeket, a VII. Csoportot - a halogéneket, az urán mögött található elemeket - transzurán. Azokat az elemeket, amelyek az organizmusok részei, részt vesznek az anyagcsere folyamatokban és kifejezett biológiai szerepük van, biogén elemeknek nevezzük. Mindegyikük elfoglalja DI Mendelejev asztalának felső részét. Ezek elsősorban O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg és Fe, amelyek az élő anyag nagy részét (több mint 99%) teszik ki. A periódusos rendszer ezen elemei által elfoglalt helyek világoskék színűek. A biogén elemeket, amelyek nagyon kevések a szervezetben (10–3–10–14%), mikroelemeknek nevezzük (lásd). A periodikus rendszer sárga színű sejtjei nyomelemeket tartalmaznak, amelyek létfontosságúak az ember számára.

Az atomok szerkezetének elmélete szerint (lásd Atom) az elemek kémiai tulajdonságai elsősorban a külső elektronhéjban lévő elektronok számától függenek. Az elemek tulajdonságainak időszakos változását az atommag pozitív töltésének növekedésével magyarázza az atomok külső elektronhéjának szerkezetének (energiaszint) periodikus ismétlődése.

Kis időszakokban, a mag pozitív töltésének növekedésével a külső héjon lévő elektronok száma 1 -ről 2 -re nő az I. periódusban, és 1 -ről 8 -ra a II. És III. Ezért az elemek tulajdonságainak változása az alkálifémből az inert gázba. A 8 elektronot tartalmazó külső elektronhéj teljes és energetikailag stabil (a nulla csoport elemei kémiailag inertek).

Nagy periódusokban egyenletes sorokban, a magok pozitív töltésének növekedésével a külső héjon lévő elektronok száma állandó marad (1 vagy 2), és a héjon kívüli második héj tele van elektronokkal. Ezért a páros sorok elemeinek tulajdonságainak lassú változása. A nagy periódusok páratlan sorozataiban, a nukleáris töltés növekedésével a külső héj tele van elektronokkal (1 -ről 8 -ra), és az elemek tulajdonságai ugyanúgy változnak, mint a tipikus elemek esetében.

Az elektronhéjak száma egy atomban megegyezik a periódus számával. A fő alcsoportok elemeinek atomjain a külső héjon az elektronok száma megegyezik a csoportszámmal. A másodlagos alcsoportok elemeinek atomjai egy vagy két elektronot tartalmaznak a külső héjon. Ez megmagyarázza a fő és a másodlagos alcsoport elemeinek tulajdonságainak különbségét. A csoportszám azt a lehetséges elektronok számát jelzi, amelyek részt vehetnek a kémiai (vegyérték) kötések kialakításában (lásd Molekula), ezért az ilyen elektronokat vegyértéknek nevezzük. Az oldalsó alcsoportok elemei esetében a valencia nemcsak a külső héjak, hanem az utolsó előtti elektronok elektronja is. Az elektronhéjak számát és szerkezetét a mellékelt kémiai elemek időszakos táblázata tartalmazza.

DI Mendelejev időszakos törvénye és az arra épülő rendszer rendkívül fontos a tudományban és a gyakorlatban. Az időszakos törvény és rendszer volt az alapja új kémiai elemek felfedezésének, atomtömegeik pontos meghatározásának, az atomok szerkezetének elméletének kidolgozásához, az elemek földkéregben való eloszlásának geokémiai törvényeinek megalkotásához. az élő anyaggal kapcsolatos modern elképzelések kifejlesztése, amelyek összetétele és a kapcsolódó törvényszerűségek összhangban vannak a periódusos rendszerrel. Az elemek biológiai aktivitását és tartalmát a testben nagymértékben meghatározza az a hely is, amelyet Mendelejev időszakos rendszerében foglalnak el. Tehát a sorozatszám növekedésével számos csoportban az elemek toxicitása nő, és a szervezetben lévő tartalom csökken. Az időszakos törvény a természet fejlődésének legelterjedtebb dialektikus törvényeinek élénk kifejezése.

A zseniális orosz vegyészt, D.I. Mendelejevet egész életében az ismeretlenség megismerésének vágya különböztette meg. Ez a törekvés, valamint a legmélyebb és legszélesebb körű tudás, egy téves tudományos megérzéssel kombinálva lehetővé tette Dmitrij Ivanovics számára, hogy kifejlessze a kémiai elemek tudományos osztályozását - a periódusos rendszert híres táblája formájában.

DI Mendelejev periodikus kémiai elemrendszere nagy házként ábrázolható, amelyben az ember által ismert összes kémiai elem együtt él. A periódusos rendszer használatához szükséges a kémiai ábécé, azaz a kémiai elemek jeleinek tanulmányozása.

Segítségükkel megtanulja, hogyan kell szavakat írni - kémiai képleteket, és ezek alapján képes lesz mondatokat - kémiai reakcióegyenleteket írni. Minden kémiai elemet saját kémiai jelzéssel vagy szimbólummal jelölnek, amelyet a kémiai elem nevével együtt DI Mendelejev táblázatában rögzítenek. A kémiai elemek latin nevének kezdőbetűit a legtöbb esetben szimbólumként vették át J. Berzelius svéd vegyész javaslatára. Tehát a hidrogént (a latin név Hydrogenium - hydrogenium) H betűvel (olvassuk "hamu"), az oxigént (a latin Oxygenium - oxygenium) - O betűvel (olvassuk "o"), szénnel (latin neve Сarboneum) - carbononeum) - C betűvel (olvassa el "tse").

A C betű számos további kémiai elem latin nevét kezdi: kalcium (

Kalcium), réz (Cuprum), kobalt (Cobaltum), stb. Megkülönböztetésükre I. Berzelius azt javasolta, hogy a latin név kezdőbetűjéhez adjunk hozzá még egyet a név következő betűiből. Tehát a kalcium kémiai jelét a Ca (olvassa el "kalcium"), réz - Cu (olvassa el "cuprum"), kobalt - Co (olvassa el "kobalt") szimbólum írja le.

Néhány kémiai elem neve az elemek legfontosabb tulajdonságait tükrözi, például a hidrogén - víz keletkezése, az oxigén - savak, a foszfor - hordozó fény (20. ábra) stb.

Rizs. húsz.
D. I. Mendelejev periódusos rendszerének 15. elemének nevének etimológiája

Más elemeket a Naprendszer égitesteiről vagy bolygóiról neveztek el - szelén és tellúr (21. ábra) (görögül. Selene - Hold és Telluris - Föld), urán, neptunium, plutónium.

Rizs. 21.
D. I. Mendelejev periódusos rendszerének 52. számú elemének nevének etimológiája

Néhány nevet a mitológiából kölcsönöztek (22. ábra). Például tantál. Ez volt Zeusz szeretett fiának a neve. Az istenek elleni bűncselekményekért Tantalust szigorúan büntették. A torkáig felállt a vízben, és lédús, illatos gyümölcsű ágak lógtak fölötte. Azonban amint berúgni akart, a víz elfolyt róla, alig akarta csillapítani éhségét, és kinyújtotta a kezét a gyümölcsökért - az ágak oldalra tértek. A tantált az ércektől elkülöníteni próbáló vegyészek nem kisebb kínokat tapasztaltak.

Rizs. 22.
D. I. Mendelejev periódusos rendszerének 61. számú elemének nevének etimológiája

Számos elemet neveztek el a világ különböző államairól vagy részeiről. Például germánium, gallium (Gallia Franciaország régi neve), polónium (Lengyelország tiszteletére), szkandium (Skandinávia tiszteletére), francium, ruténium (Ruthenia Oroszország latin neve), europium és americium. Íme a városokról elnevezett elemek: hafnium (Koppenhága tiszteletére), lutetium (a régi időkben Párizst Lutetiumnak hívták), berkelium (Berkeley városának tiszteletére az Egyesült Államokban), ittrium, terbium, erbium, ytterbium (ezen elemek neve Ytterby -ből származik - Svédország kisvárosai, ahol először fedezték fel ezeket az elemeket tartalmazó ásványt), dubnium (23. ábra).

Rizs. 23.
D. I. Mendelejev periódusos rendszerének 105. számú elemének nevének etimológiája

Végül az elemek nevei nagy tudósok nevét örökítették meg: curium, fermium, einsteinium, mendelevium (24. ábra), lawrencium.

Rizs. 24.
D. I. Mendelejev periódusos rendszer 101. számú elemének nevének etimológiája

Minden kémiai elemet a periódusos rendszerben, az összes elem közös "házában" rendelnek hozzá, saját "lakását" - egy szigorúan meghatározott számmal rendelkező cellát. Ennek a számnak a mélyebb jelentése a kémia további tanulmányozása során fog kiderülni. Ezen „lakások” emeleteinek száma is szigorúan oszlik meg - azok az időszakok, amelyekben az elemek „élnek”. Mint egy elem sorszáma (a "lakás" száma), az időszak ("emelet") száma is elfedi a legfontosabb információkat a kémiai elemek atomjainak szerkezetéről. Vízszintesen - "emeletek száma" - A periódusos rendszer hét szakaszra oszlik:

• Az 1. periódus két elemet tartalmaz: hidrogén H és hélium He;
• A 2. periódus lítium Li -vel kezdődik és Neon Ne -vel (8 elem) végződik;
• A harmadik időszak Na -nátriummal kezdődik, és Argon argonnal (8 elem) ér véget.

Az első három periódust, amelyek mindegyike egy sorból áll, kis periódusoknak nevezzük.

A 4., 5. és 6. periódus egyenként két sor elemet tartalmaz, ezeket nagy periódusoknak nevezzük; A 4. és az 5. periódus egyenként 18, a 6. - 32 elemet tartalmaz.

A 7. időszak - befejezetlen, eddig csak egy sorból áll.

Ügyeljen a periódusos rendszer "alagsori emeleteire" - ott "él" 14 iker elem, némelyik tulajdonságaikban hasonlóak a La lantánhoz, mások az Anemones -hez, amelyek a táblázat felső "emeletein" jelennek meg: 6. és 7. -es időszak.

Függőlegesen a hasonló tulajdonságokkal rendelkező "lakásokban" "élő" kémiai elemek egymás alatt helyezkednek el függőleges oszlopokban - amelyek csoportjai nyolcat tartalmaznak DI Mendelejev táblázatában.

Minden csoport két alcsoportból áll - fő és másodlagos. Az alcsoportot, amely mind a kis, mind a nagy periódus elemeit tartalmazza, fő alcsoportnak vagy A csoportnak nevezzük. Az alcsoportot, amely csak nagy periódusú elemeket tartalmaz, oldalsó alcsoportnak vagy B csoportnak nevezzük, nátrium, kálium, rubídium és francium a lítium -Li egy alcsoportja; e csoport másodlagos alcsoportját (IB csoport) réz, ezüst és arany alkotja - ez a Cu réz alcsoport.

DI Mendelejev táblázatának rövid periódusnak nevezett formája mellett (a tankönyv röplapján látható) sok más forma is létezik, például a hosszú periódusú változat.

Ahogyan egy gyermek hatalmas számú különböző tárgyat tud konstruálni a Lego játék elemeiből (lásd 10. ábra), úgy a természet és az ember is sokféle anyagot hozott létre körülöttünk a kémiai elemekből. Egy másik modell még világosabb: ahogy az orosz ábécé 33 betűje különböző kombinációkat, több tízezer szót alkot, úgy 114 kémiai elem különböző kombinációkban több mint 20 millió különböző anyagot hoz létre.

Próbálja meg elsajátítani a szavak - kémiai képletek - képződésének mintáit, és akkor megnyílik előttetek az anyagok világa minden színes változatosságában.

Ehhez azonban először tanulja meg a betűket - a kémiai elemek szimbólumait (1. táblázat).

Asztal 1
Néhány kémiai elem neve

Kulcsszavak és kifejezések

1. Kémiai elemek periodikus táblázata (táblázat) DI Mendelejev.
2. Az időszakok kicsik és nagyok.
3. Csoportok és alcsoportok - fő (A csoport) és másodlagos (B csoport).
4. A kémiai elemek szimbólumai.

Dolgozzon számítógéppel

1. Lásd az elektronikus mellékletet. Tanulmányozza a lecke anyagát, és végezze el a javasolt feladatokat.
2. Keressen az interneten olyan e-mail címeket, amelyek további forrásokként szolgálhatnak a bekezdésben szereplő kulcsszavak és kifejezések tartalmának feltárásához. Felajánlja, hogy segít a tanárnak új lecke előkészítésében a következő bekezdésben szereplő kulcsszavakról és kifejezésekről.

Kérdések és feladatok

1. Szótárak (etimológiai, enciklopédikus és kémiai kifejezések) segítségével nevezze meg azokat a legfontosabb tulajdonságokat, amelyek a kémiai elemek nevében tükröződnek: Bróm -bróm, N -nitrogén, F -fluor.
2. Magyarázza el, hogyan tükrözik a titán és a vanádium kémiai elemek elnevezése az ókori görög mítoszok hatását.
3. Miért az arany latin neve Aurum (aurum) és ezüst - Argentum (Argentum)?
4. Mesélje el bármely (választott) kémiai elem felfedezésének történetét, és magyarázza el a nevének etimológiáját.
5. Írja fel a "koordinátákat", azaz a pozíciót Mendelejev periódusos rendszerében (elemszám, periódusszám és típusa - nagy vagy kicsi, csoportszám és alcsoport - fő vagy másodlagos) a következő kémiai elemekhez: kalcium , cink, antimon, tantál, europium.
6. Az 1. táblázatban felsorolt ​​kémiai elemeket ossza három csoportra a "kémiai szimbólum kiejtése" szerint. Segíthet ez a tevékenység a kémiai szimbólumok és az elemszimbólumok kiejtésének memorizálásában?

D.I. időszakos törvénye Mendelejev és a kémiai elemek periódusos rendszere nagy jelentősége van a kémia fejlődésében. Merüljünk el 1871 -ben, amikor a kémia professzora, D.I. Mendelejev számos kísérlettel és tévedéssel arra a következtetésre jutott, hogy "... az elemek tulajdonságai, tehát az általuk alkotott egyszerű és összetett testek tulajdonságai periodikusan függenek atomtömegüktől." Az elemek tulajdonságaiban bekövetkező változások periodicitása a külső elektronréteg elektronikus konfigurációjának periodikus ismétlődéséből adódik, a nukleáris töltés növekedésével.

A periodikus törvény modern megfogalmazása ez:

"A kémiai elemek tulajdonságai (azaz az általuk képzett vegyületek tulajdonságai és formája) periodikusan függenek a kémiai elemek atomjainak nukleáris töltésétől."

Mendelejev a kémia tanítása során megértette, hogy az egyes elemek egyedi tulajdonságainak megjegyzése nehézségeket okoz a diákoknak. Elkezdett keresni módszereket egy szisztematikus módszer létrehozására, amely megkönnyíti az elemek tulajdonságainak megjegyzését. Ennek eredményeként természetes asztal, később úgy vált ismertté időszakos.

Modern asztalunk nagyon hasonlít Mendelejevéhez. Vizsgáljuk meg részletesebben.

Mendelejev táblázat

Mendelejev periódusos rendszere 8 csoportból és 7 periódusból áll.

A táblázat függőleges oszlopait ún csoportokban ... Az egyes csoportok elemei hasonló kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az egyik csoport elemei a külső réteg hasonló elektronikus konfigurációjával rendelkeznek, és az elektronok száma megegyezik a csoportszámmal. Ebben az esetben a csoport a következőkre oszlik: kisebb és nagyobb alcsoportok.

V Fő alcsoportok olyan elemeket tartalmaz, amelyekben a vegyérték -elektronok a külső ns és np alsíkokon helyezkednek el. V Oldalsó alcsoportok olyan elemeket foglal magában, amelyek vegyérték-elektronjai a külső ns-alsíkon és a belső (n-1) d-alsíkon (vagy (n-2) f-alsíkon) helyezkednek el.

Minden elem benne periódusos táblázat , attól függően, hogy melyik alszinten (s-, p-, d- vagy f-) vannak a valenciaelektronok besorolva: s-elemek (az I. és II. csoport fő alcsoportjának elemei), p-elemek (a fő alcsoportok elemei III- VII csoportok), d- elemek (oldalsó alcsoportok elemei), f- elemek (lantanidok, aktinidek).

Egy elem legmagasabb valenciája (az O, F, a réz alcsoport elemei és a nyolcadik csoport kivételével) megegyezik annak a csoportnak a számával, amelyben található.

A fő- és másodlagos alcsoport elemei esetében a magasabb oxidok (és hidrátjaik) képletei azonosak. A fő alcsoportokban a hidrogénvegyületek összetétele azonos a csoport elemeivel. A szilárd hidridek az I-III főcsoportok elemeit képezik, a IV-VII csoportok pedig gáz halmazállapotú hidrogénvegyületeket. Az EN 4 típusú hidrogénvegyületek semlegesebbek, mint a vegyületek, az EN 3 bázisok, H 2 E és NE savak.

A táblázat vízszintes sorait ún időszakok. Az időszakok elemei különböznek egymástól, de közös bennük, hogy az utolsó elektronok azonos energiaszintűek ( fő kvantumszámn- ugyanaz ).

Az első időszak abban különbözik a többitől, hogy csak 2 elem van: hidrogén H és hélium He.

A második időszakban 8 elem van (Li - Ne). Lítium -Li - alkálifém kezdi a korszakot, és bezárja nemesgáz Neon gázát.

A harmadik és a második periódusban is 8 elem van (Na - Ar). A Na alkálifém -nátrium kezdi a periódust, és az Ar nemesgáz argon zárja.

A negyedik időszakban 18 elem van (K - Kr) - Mendelejev jelölte ki az első nagy periódusnak. Ez is a kálium alkálifémmel kezdődik, és az inert gáz kriptonnal végződik. A hosszú időszakok átmeneti elemeket tartalmaznak (Sc - Zn) - d- elemeket.

Az ötödik periódusban a negyedikhez hasonlóan 18 elem van (Rb - Xe), és szerkezete hasonló a negyedikhez. Ez is az Rb alkálifém -rubídiummal kezdődik, és az Xe inert gázzal végződik. A hosszú időszakok átmeneti elemeket tartalmaznak (Y - Cd) - d- elemeket.

A hatodik periódus 32 elemből áll (Cs - Rn). Kivéve 10 d-elemek (La, Hf - Hg) 14 -es sort tartalmaz f-elemek (lantanidok) - Ce - Lu

A hetedik időszaknak nincs vége. Francium Fr -vel kezdődik, feltételezhető, hogy a hatodik periódus mellett 32 olyan elemet fog tartalmazni, amelyeket már megtaláltak (a Z = 118 -as elemig).

Interaktív periodikus táblázat

Ha ránéz periódusos táblázatés húzzon egy képzeletbeli vonalat, amely a bórnál kezdődik, és a polónium és az asztátin között végződik, akkor minden fém a vonal bal oldalán, a nemfémek pedig a jobb oldalon lesz. A vonallal közvetlenül szomszédos elemek mind a fémek, mind a nemfémek tulajdonságaival rendelkeznek. Ezeket metalloidoknak vagy félfémeknek nevezik. Ezek bór, szilícium, germánium, arzén, antimon, tellúr és polónium.

Periodikus törvény

Mendelejev a Periodikus Törvény következő megfogalmazását adta: "az egyszerű testek tulajdonságai, valamint az elemek vegyületeinek alakja és tulajdonságai, tehát az általuk alkotott egyszerű és összetett testek tulajdonságai periodikusan függenek atomtömegüktől. "
Négy fő periodikus minta létezik:

Oktett szabály kijelenti, hogy minden elem hajlamos arra, hogy elektronot nyerjen vagy veszítsen annak érdekében, hogy a legközelebbi nemesgáz nyolc elektronos konfigurációja legyen. Mivel a nemesgázok külső s- és p-pályái teljesen megteltek, akkor ezek a legstabilabb elemek.
Ionizációs energia Az az energiamennyiség, amely egy elektronnak az atomról való leválasztásához szükséges. Az oktett szabály szerint a periódusos rendszer balról jobbra haladva több energiára van szükség az elektron leválasztásához. Ezért az asztal bal oldalán lévő elemek hajlamosak elveszíteni egy elektronot, és a jobb oldalon - nyerni. A legnagyobb ionizációs energia az inert gázok számára. Az ionizációs energia csökken, amikor lefelé halad a csoporton, mert az alacsony energiájú elektronok képesek eltaszítani az elektronokat a magasabb energiaszintekről. Ennek a jelenségnek a neve árnyékoló hatás... Ennek a hatásnak köszönhetően a külső elektronok kevésbé szilárdan kötődnek a maghoz. Az időszak során haladva az ionizációs energia simán növekszik balról jobbra.

Elektron affinitás- energiaváltozás, amikor egy gáz -halmazállapotú anyag atomja további elektronot szerez. A csoport lefelé mozgatásakor az elektron affinitás kevésbé lesz negatív a szűrőhatás miatt.

Elektronegativitás- annak mértéke, hogy milyen erősen hajlamos vonzani a hozzá kapcsolódó másik atom elektronjait. Beköltözéskor az elektronegativitás növekszik periódusos táblázat balról jobbra és alulról felfelé. Emlékeztetni kell arra, hogy a nemesgázok nem rendelkeznek elektronegativitással. Így a leginkább elektronegatív elem a fluor.

Ezen fogalmak alapján megvizsgáljuk, hogyan változnak az atomok és vegyületeik tulajdonságai periódusos táblázat.

Tehát egy periodikus függőségben az atomnak vannak olyan tulajdonságai, amelyek az elektronikus konfigurációjához kapcsolódnak: atomi sugár, ionizációs energia, elektronegativitás.

Tekintsük az atomok és vegyületeik tulajdonságainak változását a pozíciótól függően kémiai elemek periodikus táblázata.

Az atom nemfémessége nő amikor a periódusos rendszerben mozog balról jobbra és alulról felfelé... Ennek köszönhetően csökkennek az oxidok alapvető tulajdonságai,és a savas tulajdonságok ugyanabban a sorrendben nőnek - balról jobbra és alulról felfelé haladva. Ebben az esetben az oxidok savas tulajdonságai annál erősebbek, annál nagyobb az alkotó elem oxidációs állapota.

Balról jobbra tartó időszak szerint alapvető tulajdonságok hidroxidok gyengül, a bázisok erőssége nő a fő alcsoportok mentén felülről lefelé. Sőt, ha a fém több hidroxidot képezhet, akkor a fém oxidációs állapotának növekedésével, alapvető tulajdonságok a hidroxidok legyengülnek.

Időszak szerint balról jobbra az oxigéntartalmú savak erőssége nő. Ha egy csoporton belül felülről lefelé halad, az oxigéntartalmú savak erőssége csökken. Ebben az esetben a sav erőssége növekszik a savképző elem oxidációs állapotának növekedésével.

Időszak szerint balról jobbra az anoxisavak erőssége nő. Ha egy csoporton belül felülről lefelé halad, az anoxisavak erőssége nő.

Kategóriák,

A periódusos rendszer elemei a Z sorozat 1 és 110 közötti sorszámainak növekvő sorrendjében vannak elrendezve ... A Z elem sorszáma megegyezik atomja töltésével, valamint az atommag területén mozgó elektronok számával.

Az izgatott atomok szerkezete szerint a kémiai elemek természetes aggregátumokra vannak felosztva, ami a periodikus rendszerben vízszintes és függőleges sorok - időszakok és csoportok - formájában tükröződik.

A korszak elemek egymás utáni sora, amelyek atomjaiban azonos számú energiaszint (elektronikus réteg) kitöltése történik. A periódusszám az elemek atomjaiban található elektronikus rétegek számát jelzi. A periódusok s-elemekkel kezdődnek, amelyek atomjaiban az első n-főkvantumszámú új hidrogén- és alkálifém-értékű s-elektron új szinten jelenik meg, és p-elemekkel végződnek, amelyek nemesgáz-atomok a külső szint stabil elektronikus szerkezete ns 2 np 6 (az első időszakban - s - 2. elem He).

Az elektronikus rétegek (külső és a maghoz közelebbi) kitöltési sorrendjének különbsége magyarázza a periódusok különböző hosszúságának okát. 1,2,3 periódus - kicsi, 4,5,6,7 - nagy időszakok. A kis periódusok 2 és 8 elemet tartalmaznak, a nagy periódusok - 18 és 32 elemet, a hetedik periódus befejezetlen marad, bár szerkezetileg a hatodik periódushoz hasonlóan épül fel.

A gerjesztetlen atomok külső szintjén található maximális elektronszámnak megfelelően a periódusos rendszer elemei nyolc csoportra oszlanak ... Az elemcsoportok olyan elemek gyűjteménye, amelyek azonos számú vegyértékelektronnal rendelkeznek egy atomban. A csoportszám megegyezik a vegyértékelektronok számával.

Az s és p elemek csoportjában a helyzetet a külső rétegben lévő elektronok teljes száma határozza meg. Például a foszfor (), amelynek külső rétegén öt elektron van, az V. csoportba tartozik, az argon () a VIII. Csoportba, a kalcium () a II. Csoportba stb.

A d -elemek csoportjában elfoglalt pozíciót a külső s -elektronok teljes száma és az elő -külső szint d -elektronjai határozzák meg. E kritérium szerint a d - elemek minden családjának első hat eleme a megfelelő csoportok egyikében található: szkandium III -ban, mangán VII -ben, vas VIII -ban stb. Cink, amelyben a külső külső réteg teljes a külső pedig elektron, a II. A d -elemek atomjai általában két elektronot tartalmaznak a külső szinten, kivéve Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au. Az utóbbiban egy elektron energetikailag kedvező "mártása" van a külső szinttől a d -ig - az elő -külső szint alszintje, amely akkor következik be, amikor ezt az alsót öt (félkapacitás) vagy tíz elektronra (maximális kapacitás) fejezik be ), azaz mindegyiket egy elektron foglalja el, vagy amikor mindegyik elektronpár foglalja el őket. A palládium (Pd) atomban elektronok "kettős merülése" van.

Csak egy elektron jelenlétével a külső rétegen (a külső réteg egyik s -elektronjának az "elő -külső d -alrétegbe való" mártása "miatt), réz (), valamint ezüst és arany, az I. csoportba tartoznak. A kobalt és a nikkel, a ródium és a palládium, az irídium és a platina, valamint a Fe, Ru és Os általában a VIII.

A család elektronikus szerkezeteinek sajátosságaival összhangban a 4f - (lantanidok) és az 5f - (aktinidek) elemeket a III. Csoportba soroljuk.

A csoportokat alcsoportokra osztják: fő (A alcsoport) és másodlagos (B alcsoport). Az alcsoportok hasonló elektronikus szerkezetű elemeket tartalmaznak (elemek - analógok).s- és p - elemek alkotják az únitthonalcsoport vagy A alcsoport,d- elemek -oldal,vagy B alcsoport.

Például a periodikus rendszer IV. Csoportja a következő alcsoportokból áll:

A fő alcsoport elemei (A)