V prírode existuje veľa opakujúcich sa sekvencií:

• Ročné obdobia;
• Denná doba;
• dni v týždni…

V polovici 19. storočia si D.I.Mendelejev všimol, že aj chemické vlastnosti prvkov majú určitú postupnosť (hovoria, že táto myšlienka ho napadla vo sne). Výsledkom úžasných snov vedca bola Periodická tabuľka chemických prvkov, v ktorej D.I. Mendelejev usporiadal chemické prvky v poradí podľa rastúcej atómovej hmotnosti. V modernej tabuľke sú chemické prvky usporiadané vzostupne podľa atómového čísla prvku (počet protónov v jadre atómu).

Atómové číslo je zobrazené nad symbolom chemického prvku, pod symbolom je jeho atómová hmotnosť (súčet protónov a neutrónov). Upozorňujeme, že atómová hmotnosť niektorých prvkov nie je celé číslo! Pamätajte na izotopy! Atómová hmotnosť je vážený priemer všetkých izotopov prvku nachádzajúcich sa v prírode za prirodzených podmienok.

Pod tabuľkou sú lantanoidy a aktinidy.

Kovy, nekovy, metaloidy

Nachádza sa v periodickej tabuľke naľavo od stupňovitej diagonálnej čiary, ktorá začína bórom (B) a končí polóniom (Po) (výnimkami sú germánium (Ge) a antimón (Sb). Je ľahké vidieť, že kovy zaberajú väčšinu Periodickej tabuľky Základné vlastnosti kovov: tvrdé (okrem ortuti), lesklé, dobré elektrické a tepelné vodiče, plasty, kujné, ľahko sa vzdávajú elektrónov.

Prvky umiestnené napravo od stupňovitej uhlopriečky B-Po sú tzv nekovy. Vlastnosti nekovov sú presne opačné ako vlastnosti kovov: zlé vodiče tepla a elektriny; krehký; nepoddajný; neplastové; zvyčajne prijímajú elektróny.

Metaloidy

Medzi kovmi a nekovmi existujú polokovy(metaloidy). Vyznačujú sa vlastnosťami kovov aj nekovov. Polokovy našli svoje hlavné uplatnenie v priemysle pri výrobe polovodičov, bez ktorých nie je mysliteľný ani jeden moderný mikroobvod či mikroprocesor.

Obdobia a skupiny

Ako bolo uvedené vyššie, periodická tabuľka pozostáva zo siedmich období. V každom období sa atómové čísla prvkov zvyšujú zľava doprava.

Vlastnosti prvkov sa postupne menia v periódach: teda sodík (Na) a horčík (Mg), nachádzajúce sa na začiatku tretej periódy, odovzdávajú elektróny (Na odovzdáva jeden elektrón: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg dáva o dva elektróny hore: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ale chlór (Cl), ktorý sa nachádza na konci obdobia, má jeden prvok: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Naopak, v skupinách majú všetky prvky rovnaké vlastnosti. Napríklad v skupine IA(1) všetky prvky od lítia (Li) po francium (Fr) darujú jeden elektrón. A všetky prvky skupiny VIIA(17) majú jeden prvok.

Niektoré skupiny sú také dôležité, že dostali špeciálne mená. Tieto skupiny sú diskutované nižšie.

Skupina IA(1). Atómy prvkov tejto skupiny majú vo svojej vonkajšej elektrónovej vrstve iba jeden elektrón, takže sa ľahko vzdajú jedného elektrónu.

Najdôležitejšie alkalické kovy sú sodík (Na) a draslík (K), keďže hrajú dôležitú úlohu v ľudskom živote a sú súčasťou solí.

Elektronické konfigurácie:

• 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

Skupina IIA(2). Atómy prvkov tejto skupiny majú vo svojej vonkajšej elektrónovej vrstve dva elektróny, ktorých sa pri chemických reakciách tiež vzdávajú. Najdôležitejším prvkom je vápnik (Ca) – základ kostí a zubov.

Elektronické konfigurácie:

• Buď- 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

Skupina VIIA(17). Atómy prvkov tejto skupiny zvyčajne prijímajú po jednom elektróne, pretože Na vonkajšej elektronickej vrstve je päť prvkov a jeden elektrón chýba do „kompletnej sady“.

Najznámejšie prvky tejto skupiny: chlór (Cl) – je súčasťou soli a bielidla; Jód (I) je prvok, ktorý hrá dôležitú úlohu v činnosti ľudskej štítnej žľazy.

Elektronická konfigurácia:

• 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

Skupina VIII(18). Atómy prvkov tejto skupiny majú úplne „úplnú“ vonkajšiu elektrónovú vrstvu. Preto „nemusia“ prijímať elektróny. A „nechcú“ ich dať preč. Prvky tejto skupiny sa preto veľmi „zdráhajú“ vstúpiť do chemických reakcií. Dlho sa verilo, že vôbec nereagujú (odtiaľ názov „inertný“, t. j. „neaktívny“). Ale chemik Neil Bartlett zistil, že niektoré z týchto plynov môžu za určitých podmienok stále reagovať s inými prvkami.

Elektronické konfigurácie:

• Nie- 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

Valenčné prvky v skupinách

Je ľahké si všimnúť, že v rámci každej skupiny sú si prvky navzájom podobné valenčnými elektrónmi (elektróny s a p orbitálov umiestnené na vonkajšej energetickej úrovni).

Alkalické kovy majú 1 valenčný elektrón:

• 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

Kovy alkalických zemín majú 2 valenčné elektróny:

• Buď- 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

Halogény majú 7 valenčných elektrónov:

• 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

Inertné plyny majú 8 valenčných elektrónov:

• Nie- 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

Viac informácií nájdete v článku Valencia a tabuľka elektronických konfigurácií atómov chemických prvkov podľa obdobia.

Obráťme teraz svoju pozornosť na prvky umiestnené v skupinách so symbolmi IN. Nachádzajú sa v strede periodickej tabuľky a sú tzv prechodné kovy.

Charakteristickým znakom týchto prvkov je prítomnosť elektrónov, ktoré sa plnia v atómoch d-orbitály:

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

Oddelene od hlavného stola sú umiestnené lantanoidy A aktinidy- ide o tzv vnútorné prechodné kovy. V atómoch týchto prvkov sa plnia elektróny f-orbitály:

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

Periodický systém chemických prvkov je klasifikácia chemických prvkov vytvorená D. I. Mendelejevom na základe periodického zákona, ktorý objavil v roku 1869.

D. I. Mendelejev

Podľa modernej formulácie tohto zákona sa prvky s podobnými vlastnosťami periodicky opakujú v kontinuálnom rade prvkov usporiadaných podľa rastúcej veľkosti kladného náboja jadier ich atómov.

Periodická tabuľka chemických prvkov, prezentovaná vo forme tabuľky, pozostáva z periód, radov a skupín.

Na začiatku každého obdobia (okrem prvého) má prvok výrazné kovové vlastnosti (alkalický kov).

Symboly pre tabuľku farieb: 1 - chemický znak prvku; 2 - meno; 3 - atómová hmotnosť (atómová hmotnosť); 4 - sériové číslo; 5 - rozloženie elektrónov cez vrstvy.

Keď sa atómové číslo prvku rovná kladnému náboju jadra jeho atómu, postupne sa oslabujú kovové vlastnosti a zvyšujú sa nekovové vlastnosti. Predposledným prvkom v každom období je prvok s výraznými nekovovými vlastnosťami () a posledným je inertný plyn. V období I sú 2 prvky, v II a III - 8 prvkov, v IV a V - 18, v VI - 32 a v VII (nedokončené obdobie) - 17 prvkov.

Prvé tri periódy sa nazývajú malé periódy, každá z nich pozostáva z jedného horizontálneho radu; zvyšok - vo veľkých periódach, z ktorých každá (okrem obdobia VII) pozostáva z dvoch vodorovných radov - párneho (horného) a nepárneho (dolného). Iba kovy sa nachádzajú v párnych radoch veľkých periód. Vlastnosti prvkov v týchto radoch sa mierne menia so zvyšujúcim sa poradovým číslom. Vlastnosti prvkov v nepárnych radoch veľkých periód sa menia. V období VI nasleduje po lantáne 14 prvkov, veľmi podobných chemickými vlastnosťami. Tieto prvky, nazývané lantanoidy, sú uvedené samostatne pod hlavnou tabuľkou. Aktinidy, prvky nasledujúce po aktíniu, sú v tabuľke uvedené podobne.

Tabuľka má deväť vertikálnych skupín. Číslo skupiny sa až na zriedkavé výnimky rovná najvyššej kladnej valencii prvkov tejto skupiny. Každá skupina, okrem nultého a ôsmeho, je rozdelená na podskupiny. - hlavný (umiestnený vpravo) a vedľajší. V hlavných podskupinách, ako sa atómové číslo zvyšuje, kovové vlastnosti prvkov silnejú a nekovové vlastnosti slabnú.

Chemické a množstvo fyzikálnych vlastností prvkov teda určuje miesto, ktoré daný prvok zaujíma v periodickej tabuľke prvkov.

Biogénne prvky, teda prvky, ktoré sú súčasťou organizmov a plnia v nich určitú biologickú úlohu, zaberajú hornú časť periodickej tabuľky. Bunky obsadené prvkami, ktoré tvoria väčšinu (viac ako 99 %) živej hmoty, sú sfarbené do modra, bunky obsadené mikroprvkami sú sfarbené do ružova (pozri).

Periodická tabuľka chemických prvkov je najväčším úspechom modernej prírodnej vedy a názorným vyjadrením najvšeobecnejších dialektických zákonov prírody.

Pozri tiež Atómová hmotnosť.

Periodický systém chemických prvkov je prirodzená klasifikácia chemických prvkov vytvorená D. I. Mendelejevom na základe periodického zákona, ktorý objavil v roku 1869.

Periodický zákon D.I. Mendelejeva vo svojej pôvodnej formulácii uvádzal: vlastnosti chemických prvkov, ako aj formy a vlastnosti ich zlúčenín, sú periodicky závislé od atómovej hmotnosti prvkov. Následne s vývojom doktríny o štruktúre atómu sa ukázalo, že presnejšou charakteristikou každého prvku nie je atómová hmotnosť (pozri), ale hodnota kladného náboja jadra atómu prvku, teda hodnota kladného náboja jadra atómu. rovné poradovému (atómovému) číslu tohto prvku v periodickom systéme D. I. Mendelejeva . Počet kladných nábojov na jadre atómu sa rovná počtu elektrónov obklopujúcich jadro atómu, pretože atómy ako celok sú elektricky neutrálne. Vo svetle týchto údajov je periodický zákon formulovaný takto: vlastnosti chemických prvkov, ako aj formy a vlastnosti ich zlúčenín sú periodicky závislé od veľkosti kladného náboja jadier ich atómov. To znamená, že v súvislom rade prvkov usporiadaných v poradí zvyšujúcich sa kladných nábojov jadier ich atómov sa prvky s podobnými vlastnosťami budú periodicky opakovať.

Tabuľková forma periodickej tabuľky chemických prvkov je prezentovaná v jej modernej podobe. Pozostáva z období, radov a skupín. Perióda predstavuje postupný horizontálny rad prvkov usporiadaných v poradí zvyšujúceho sa kladného náboja jadier ich atómov.

Na začiatku každého obdobia (okrem prvého) je prvok s výraznými kovovými vlastnosťami (alkalický kov). Potom, ako sa sériové číslo zvyšuje, kovové vlastnosti prvkov postupne slabnú a nekovové vlastnosti sa zvyšujú. Predposledným prvkom v každom období je prvok s výraznými nekovovými vlastnosťami (halogén) a posledným je inertný plyn. Prvá perióda pozostáva z dvoch prvkov, úlohu alkalického kovu a halogénu tu súčasne zohráva vodík. Obdobie II a III obsahuje po 8 prvkov, ktoré Mendelejev nazýva typické. Obdobia IV a V obsahujú po 18 prvkov, VI-32. Obdobie VII ešte nie je ukončené a je doplnené umelo vytvorenými prvkami; V tomto období je momentálne 17 prvkov. Obdobia I, II a III sa nazývajú malé, každé z nich pozostáva z jedného horizontálneho radu, IV-VII sú veľké: obsahujú (s výnimkou VII) dva horizontálne rady - párne (horné) a nepárne (dolné). V párnych radoch veľkých periód sú len kovy a zmena vlastností prvkov v rade zľava doprava je vyjadrená slabo.

V nepárnych radoch veľkých období sa vlastnosti prvkov v rade menia rovnako ako vlastnosti typických prvkov. V párnom rade obdobia VI, po lantáne, je 14 prvkov [nazývaných lantanoidy (pozri), lantanoidy, prvky vzácnych zemín], ktoré majú podobné chemické vlastnosti ako lantán a navzájom. Ich zoznam je uvedený samostatne pod tabuľkou.

Prvky nasledujúce po aktíniu – aktinidy (aktinoidy) – sú uvedené samostatne a uvedené pod tabuľkou.

V periodickej tabuľke chemických prvkov je vertikálne umiestnených deväť skupín. Číslo skupiny sa rovná najvyššej kladnej valencii (pozri) prvkov tejto skupiny. Výnimkou sú fluór (môže byť len negatívne monovalentný) a bróm (nemôže byť sedemmocný); okrem toho meď, striebro, zlato môžu vykazovať valenciu väčšiu ako +1 (Cu-1 a 2, Ag a Au-1 a 3) a z prvkov skupiny VIII má len osmium a ruténium valenciu +8 . Každá skupina, s výnimkou ôsmej a nultej, je rozdelená na dve podskupiny: hlavnú (umiestnenú vpravo) a vedľajšiu. Medzi hlavné podskupiny patria typické prvky a prvky dlhých periód, do vedľajších podskupín patria len prvky dlhých periód a navyše kovy.

Z hľadiska chemických vlastností sa prvky každej podskupiny danej skupiny navzájom výrazne líšia a iba najvyššia kladná valencia je rovnaká pre všetky prvky danej skupiny. V hlavných podskupinách sa zhora nadol kovové vlastnosti prvkov posilňujú a nekovové oslabujú (napríklad francium je prvok s najvýraznejšími kovovými vlastnosťami a fluór je nekovový). Miesto prvku v Mendelejevovom periodickom systéme (poradové číslo) teda určuje jeho vlastnosti, ktoré sú priemerom vlastností susedných prvkov vertikálne a horizontálne.

Niektoré skupiny prvkov majú špeciálne názvy. Prvky hlavných podskupín skupiny I sa teda nazývajú alkalické kovy, skupina II - kovy alkalických zemín, skupina VII - halogény, prvky umiestnené za uránom - transurán. Prvky, ktoré sú súčasťou organizmov, zúčastňujú sa metabolických procesov a majú jasnú biologickú úlohu, sa nazývajú biogénne prvky. Všetky zaberajú hornú časť tabuľky D.I. Mendelejeva. Ide predovšetkým o O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg a Fe, ktoré tvoria väčšinu živej hmoty (viac ako 99 %). Miesta obsadené týmito prvkami v periodickej tabuľke sú zafarbené svetlomodrou farbou. Biogénne prvky, ktorých je v tele veľmi málo (od 10 -3 do 10 -14%), sa nazývajú mikroelementy (pozri). Bunky periodickej sústavy, sfarbené do žlta, obsahujú mikroelementy, ktorých životne dôležitý význam pre človeka je dokázaný.

Podľa teórie štruktúry atómu (pozri Atóm) chemické vlastnosti prvkov závisia najmä od počtu elektrónov vo vonkajšom elektrónovom obale. Periodická zmena vlastností prvkov s nárastom kladného náboja atómových jadier sa vysvetľuje periodickým opakovaním štruktúry vonkajšieho elektrónového obalu (energetickej hladiny) atómov.

V malých periódach s nárastom kladného náboja jadra sa počet elektrónov vo vonkajšom obale zvyšuje z 1 na 2 v perióde I a z 1 na 8 v periódach II a III. Z toho vyplýva zmena vlastností prvkov v období z alkalického kovu na inertný plyn. Vonkajší elektrónový obal, obsahujúci 8 elektrónov, je kompletný a energeticky stabilný (prvky nulovej skupiny sú chemicky inertné).

V dlhých obdobiach v párnych radoch, keď sa kladný náboj jadier zvyšuje, počet elektrónov vo vonkajšom obale zostáva konštantný (1 alebo 2) a druhý vonkajší obal je naplnený elektrónmi. Z toho vyplýva pomalá zmena vlastností prvkov v párnych radoch. V nepárnych sériách veľkých periód, keď sa zvyšuje náboj jadier, je vonkajší obal naplnený elektrónmi (od 1 do 8) a vlastnosti prvkov sa menia rovnakým spôsobom ako vlastnosti typických prvkov.

Počet elektrónových obalov v atóme sa rovná číslu periódy. Atómy prvkov hlavných podskupín majú počet elektrónov vo svojich vonkajších obaloch rovný číslu skupiny. Atómy prvkov vedľajších podskupín obsahujú vo svojich vonkajších obaloch jeden alebo dva elektróny. To vysvetľuje rozdiel vo vlastnostiach prvkov hlavnej a sekundárnej podskupiny. Číslo skupiny udáva možný počet elektrónov, ktoré sa môžu podieľať na tvorbe chemických (valenčných) väzieb (pozri Molekula), preto sa takéto elektróny nazývajú valencia. Pre prvky vedľajších podskupín sú valenčné nielen elektróny vonkajších obalov, ale aj predposledných. Počet a štruktúra elektrónových obalov sú uvedené v sprievodnej periodickej tabuľke chemických prvkov.

Periodický zákon D. I. Mendelejeva a systém na ňom založený majú vo vede a praxi mimoriadne veľký význam. Periodický zákon a systém boli základom pre objavenie nových chemických prvkov, presné určenie ich atómových hmotností, rozvoj doktríny o štruktúre atómov, ustanovenie geochemických zákonov rozloženia prvkov v zemskej kôre a tzv. vývoj moderných predstáv o živej hmote, ktorej zloženie a vzory s ňou spojené sú v súlade s periodickým systémom. Biologická aktivita prvkov a ich obsah v tele sú tiež do značnej miery určené miestom, ktoré zaujímajú v Mendelejevovej periodickej tabuľke. S nárastom poradového čísla v rade skupín teda stúpa toxicita prvkov a znižuje sa ich obsah v organizme. Periodický zákon je jasným vyjadrením najvšeobecnejších dialektických zákonitostí vývoja prírody.

Brilantný ruský chemik D.I. Mendelejev sa počas svojho života vyznačoval túžbou pochopiť neznáme. Táto túžba, ako aj najhlbšie a najrozsiahlejšie poznatky v kombinácii s nezameniteľnou vedeckou intuíciou umožnili Dmitrijovi Ivanovičovi vypracovať vedeckú klasifikáciu chemických prvkov – periodický systém v podobe jeho slávnej tabuľky.

Periodický systém chemických prvkov D.I. Mendelejeva si možno predstaviť ako veľký dom, v ktorom „žijú spolu“ úplne všetky chemické prvky známe človeku. Aby ste mohli používať periodickú tabuľku, musíte si preštudovať chemickú abecedu, t.j. znaky chemických prvkov.

S ich pomocou sa naučíte písať slová – chemické vzorce a na ich základe budete vedieť písať vety – rovnice chemických reakcií. Každý chemický prvok je označený vlastným chemickým znakom alebo symbolom, ktorý je spolu s názvom chemického prvku zapísaný v tabuľke D.I. Mendelejeva. Na návrh švédskeho chemika J. Berzeliusa sa začiatočné písmená latinských názvov chemických prvkov vo väčšine prípadov ujali ako symboly. Teda vodík (latinský názov Hydrogenium – hydrogenium) sa označuje písmenom H (čítaj „popol“), kyslík (latinský názov Oxygenium – oxygenium) – písmenom O (čítaj „o“), uhlík (latinský názov Сarboneum – carboneum ) - písmenom C (čítaj „tse“).

Latinské názvy niekoľkých ďalších chemických prvkov začínajú písmenom C: vápnik (

Vápnik), meď (Cuprum), kobalt (Cobaltum) atď. Na ich rozlíšenie navrhol I. Berzelius pridať k začiatočnému písmenu latinského názvu jedno z nasledujúcich písmen názvu. Chemický znak pre vápnik je teda napísaný symbolom Ca (čítaj „vápnik“), meď - Cu (čítaj „cuprum“), kobalt - Co (čítaj „kobalt“).

Názvy niektorých chemických prvkov odrážajú najdôležitejšie vlastnosti prvkov, napríklad vodík – ktorý produkuje vodu, kyslík – ktorý produkuje kyseliny, fosfor – ktorý prenáša svetlo (obr. 20) atď.

Ryža. 20.
Etymológia názvu prvku č. 15 Periodickej tabuľky D. I. Mendelejeva

Ostatné prvky sú pomenované podľa nebeských telies alebo planét slnečnej sústavy – selén a telúr (obr. 21) (z gréckeho Selene – Mesiac a Telluris – Zem), urán, neptúnium, plutónium.

Ryža. 21.
Etymológia názvu prvku č. 52 Periodickej tabuľky D. I. Mendelejeva

Niektoré mená sú prevzaté z mytológie (obr. 22). Napríklad tantal. Toto bolo meno milovaného syna Dia. Za zločiny proti bohom bol Tantalos prísne potrestaný. Stál po krk vo vode a nad ním viseli konáre so šťavnatým voňavým ovocím. Len čo sa však chcel napiť, voda z neho odtiekla, akonáhle chcel zahnať hlad, natiahol ruku k plodom – konáre sa odklonili nabok. V snahe izolovať tantal z rúd nezažili chemici o nič menšie muky.

Ryža. 22.
Etymológia názvu prvku č. 61 Periodickej tabuľky D. I. Mendelejeva

Niektoré prvky boli pomenované podľa rôznych štátov alebo častí sveta. Napríklad germánium, gálium (Gallia je staroveký názov pre Francúzsko), polónium (na počesť Poľska), scandium (na počesť Škandinávie), francium, ruténium (Ruthenium je latinský názov pre Rusko), európium a amerícium. Tu sú prvky pomenované po mestách: hafnium (na počesť Kodane), lutécium (za starých čias sa Paríž nazýval Lutétium), berkelium (na počesť mesta Berkeley v USA), ytrium, terbium, erbium, ytterbium ( názvy týchto prvkov pochádzajú z Ytterby - malého mesta vo Švédsku, kde bol minerál obsahujúci tieto prvky prvýkrát objavený, dubnium (obr. 23).

Ryža. 23.
Etymológia názvu prvku č. 105 Periodickej tabuľky D. I. Mendelejeva

Napokon názvy prvkov zvečňujú mená veľkých vedcov: curium, fermium, einsteinium, mendelevium (obr. 24), lawrencium.

Ryža. 24.
Etymológia názvu prvku č. 101 Periodickej tabuľky D. I. Mendelejeva

Každý chemický prvok je priradený v periodickej tabuľke, v spoločnom „dome“ všetkých prvkov, svoj vlastný „byt“ - bunka s presne definovaným číslom. Hlbší význam tohto čísla sa vám odhalí pri ďalšom štúdiu chémie. Počet poschodí týchto „apartmánov“ je tiež prísne rozdelený - obdobia, v ktorých prvky „žijú“. Podobne ako poradové číslo prvku (číslo „bytu“), aj číslo periódy („poschodie“) obsahuje najdôležitejšie informácie o štruktúre atómov chemických prvkov. Horizontálne - „poschodia“ - Periodická tabuľka je rozdelená do siedmich období:

• 1. perióda zahŕňa dva prvky: vodík H a hélium He;
• 2. perióda začína lítiom Li a končí neónom Ne (8 prvkov);
• 3. perióda začína sodíkom Na a končí argónom Ar (8 prvkov).

Prvé tri obdobia, z ktorých každá pozostáva z jedného radu, sa nazývajú malé obdobia.

Obdobia 4, 5 a 6 obsahujú každé dva rady prvkov, nazývajú sa veľké periódy; 4. a 5. perióda obsahuje po 18 prvkov, 6. - 32 prvkov.

7. tretina je nedokončená, zatiaľ ju tvorí len jeden rad.

Venujte pozornosť „suterénnym poschodiam“ periodickej tabuľky – „žije“ tam 14 dvojčiat, z ktorých niektoré sú svojimi vlastnosťami podobné lantánu La, iné aktiniu Ac, ktoré ich predstavujú na horných „poschodiach“ tabuľky: v 6. a 7. perióda.

Vertikálne sú chemické prvky „žijúce“ v „bytoch“ s podobnými vlastnosťami umiestnené pod sebou vo zvislých stĺpcoch - skupinách, ktorých je v tabuľke D.I. Mendelejeva osem.

Každá skupina pozostáva z dvoch podskupín – hlavnej a vedľajšej. Podskupina, ktorá zahŕňa prvky krátkeho aj dlhého obdobia, sa nazýva hlavná podskupina alebo skupina A. Podskupina, ktorá zahŕňa prvky iba dlhých období, sa nazýva vedľajšia podskupina alebo skupina B. Hlavná podskupina skupiny I. (skupina IA) zahŕňa lítium, sodík, draslík, rubídium a francium sú podskupinou lítia; vedľajšiu podskupinu tejto skupiny (skupinu IB) tvorí meď, striebro a zlato - ide o podskupinu Cu medi.

Okrem formy tabuľky D.I. Mendelejeva, ktorá sa nazýva krátkodobá (je zobrazená na letáku učebnice), existuje mnoho ďalších foriem, napríklad dlhodobá verzia.

Tak ako dieťa dokáže zostrojiť obrovské množstvo rôznych predmetov z prvkov hry Lego (pozri obr. 10), tak z chemických prvkov príroda a človek vytvorili rozmanitosť látok, ktoré nás obklopujú. Ďalší model je ešte prehľadnejší: tak ako 33 písmen ruskej abecedy tvorí rôzne kombinácie, desaťtisíce slov, tak 114 chemických prvkov v rôznych kombináciách vytvára viac ako 20 miliónov rôznych látok.

Skúste sa naučiť zákonitosti tvorby slov – chemické vzorce a vtedy sa pred vami otvorí svet látok v celej svojej farebnej rozmanitosti.

Aby ste to však urobili, najprv sa naučte písmená - symboly chemických prvkov (tabuľka 1).

stôl 1
Názvy niektorých chemických prvkov

Kľúčové slová a frázy

1. Periodická tabuľka chemických prvkov (tabuľka) od D. I. Mendelejeva.
2. Obdobia veľké a malé.
3. Skupiny a podskupiny – hlavné (skupina A) a vedľajšie (skupina B).
4. Symboly chemických prvkov.

Práca s počítačom

1. Pozrite si elektronickú prihlášku. Preštudujte si učebný materiál a dokončite zadané úlohy.
2. Nájdite na internete e-mailové adresy, ktoré môžu slúžiť ako dodatočné zdroje, ktoré odhalia obsah kľúčových slov a fráz v odseku. Ponúknite svoju pomoc učiteľovi pri príprave novej hodiny – urobte správu o kľúčových slovách a frázach v nasledujúcom odseku.

Otázky a úlohy

1. Pomocou slovníkov (etymologické, encyklopedické a chemické výrazy) pomenujte najdôležitejšie vlastnosti, ktoré sa odrážajú v názvoch chemických prvkov: bróm Br, dusík N, fluór F.
2. Vysvetlite, ako názvy chemických prvkov titán a vanád odrážajú vplyv starovekých gréckych mýtov.
3. Prečo je latinský názov zlata Aurum (aurum) a striebra - Argentum (argentum)?
4. Povedzte príbeh o objave chemického prvku podľa vlastného výberu a vysvetlite etymológiu jeho názvu.
5. Zapíšte si „súradnice“, t. j. polohu v periodickej tabuľke D.I. Mendelejeva (číslo prvku, číslo periódy a jeho typ - veľké alebo malé, číslo skupiny a podskupiny - hlavné alebo vedľajšie), pre nasledujúce chemické prvky: vápnik, zinok , antimón, tantal, európium.
6. Rozdeľte chemické prvky uvedené v tabuľke 1 do troch skupín na základe „výslovnosti chemického symbolu“. Mohla by vám táto aktivita pomôcť zapamätať si chemické symboly a vysloviť symboly prvkov?

Periodický zákon D.I. Mendelejev a periodická tabuľka chemických prvkov má veľký význam vo vývoji chémie. Vráťme sa do roku 1871, keď profesor chémie D.I. Mendelejev prostredníctvom mnohých pokusov a omylov dospel k záveru "... vlastnosti prvkov, a teda vlastnosti jednoduchých a zložitých telies, ktoré tvoria, sú periodicky závislé od ich atómovej hmotnosti." Periodicita zmien vlastností prvkov vzniká v dôsledku periodického opakovania elektrónovej konfigurácie vonkajšej elektrónovej vrstvy s nárastom náboja jadra.

Moderná formulácia periodického zákona je toto:

"Vlastnosti chemických prvkov (t. j. vlastnosti a forma zlúčenín, ktoré tvoria) sú periodicky závislé od náboja jadra atómov chemických prvkov."

Mendelejev pri vyučovaní chémie pochopil, že zapamätanie si jednotlivých vlastností každého prvku spôsobuje študentom ťažkosti. Začal hľadať spôsoby, ako vytvoriť systematickú metódu na uľahčenie zapamätania si vlastností prvkov. Výsledok bol prírodný stôl, neskôr sa stal známym ako periodické.

Naša moderná tabuľka je veľmi podobná periodickej tabuľke. Poďme sa na to pozrieť bližšie.

Mendelejevov stôl

Mendelejevova periodická tabuľka pozostáva z 8 skupín a 7 období.

Vertikálne stĺpce tabuľky sa nazývajú skupiny . Prvky v každej skupine majú podobné chemické a fyzikálne vlastnosti. Vysvetľuje to skutočnosť, že prvky tej istej skupiny majú podobné elektronické konfigurácie vonkajšej vrstvy, pričom počet elektrónov sa rovná číslu skupiny. V tomto prípade je skupina rozdelená na hlavné a vedľajšie podskupiny.

IN Hlavné podskupiny zahŕňa prvky, ktorých valenčné elektróny sa nachádzajú na vonkajších ns- a np-podúrovniach. IN Vedľajšie podskupiny zahŕňa prvky, ktorých valenčné elektróny sú umiestnené na vonkajšej ns-podúrovni a vnútornej (n - 1) d-podúrovni (alebo (n - 2) f-podúrovni).

Všetky prvky v periodická tabuľka , podľa toho, na ktorej podúrovni (s-, p-, d- alebo f-) valenčné elektróny sa zaraďujú na: s-prvky (prvky hlavných podskupín skupiny I a II), p-prvky (prvky hlavných podskupín III. - VII skupiny), d-prvky (prvky vedľajších podskupín), f-prvky (lantanoidy, aktinidy).

Najvyššia valencia prvku (s výnimkou O, F, prvkov podskupiny medi a skupiny osem) sa rovná číslu skupiny, v ktorej sa nachádza.

Pre prvky hlavnej a sekundárnej podskupiny sú vzorce vyšších oxidov (a ich hydrátov) rovnaké. V hlavných podskupinách je zloženie vodíkových zlúčenín pre prvky tejto skupiny rovnaké. Pevné hydridy tvoria prvky hlavných podskupín skupín I - III a skupiny IV - VII tvoria plynné zlúčeniny vodíka. Zlúčeniny vodíka typu EN 4 sú neutrálnejšie zlúčeniny, EN 3 sú zásady, H 2 E a NE sú kyseliny.

Vodorovné riadky tabuľky sa nazývajú obdobia. Prvky v periódach sa od seba líšia, ale majú spoločné to, že posledné elektróny sú na rovnakej energetickej úrovni ( hlavné kvantové číslon- rovnaký ).

Prvá perióda sa líši od ostatných tým, že existujú iba 2 prvky: vodík H a hélium He.

V druhej perióde je 8 prvkov (Li - Ne). Lítium Li, alkalický kov, začína obdobie a uzatvára ho vzácny plyn neón Ne.

V treťom období, rovnako ako v druhom, je 8 prvkov (Na - Ar). Obdobie začína alkalickým kovom sodíkom Na a uzatvára ho vzácny plyn argón Ar.

Štvrtá perióda obsahuje 18 prvkov (K – Kr) – Mendelejev ju označil za prvú veľkú periódu. Začína tiež alkalickým kovom draslíkom a končí inertným plynom kryptónom Kr. Zloženie veľkých periód zahŕňa prechodné prvky (Sc - Zn) - d- prvkov.

V piatom období, podobne ako vo štvrtom, je 18 prvkov (Rb - Xe) a jeho štruktúra je podobná štvrtému. Začína tiež alkalickým kovom rubídium Rb a končí inertným plynom xenónom Xe. Zloženie veľkých období zahŕňa prechodné prvky (Y - Cd) - d- prvkov.

Šiesta perióda pozostáva z 32 prvkov (Cs - Rn). Okrem 10 d-prvky (La, Hf - Hg) obsahuje rad 14 f-prvky (lantanoidy) - Ce - Lu

Siedma tretina sa neskončila. Začína sa Franc Fr, dá sa predpokladať, že bude obsahovať podobne ako šiesta perióda 32 už nájdených prvkov (až po prvok so Z = 118).

Interaktívna periodická tabuľka

Ak sa pozriete na periodická tabuľka a nakreslite pomyselnú čiaru začínajúcu pri bóre a končiacu medzi polóniom a astatínom, potom budú všetky kovy naľavo od čiary a nekovy napravo. Prvky bezprostredne susediace s touto čiarou budú mať vlastnosti kovov aj nekovov. Nazývajú sa metaloidy alebo polokovy. Sú to bór, kremík, germánium, arzén, antimón, telúr a polónium.

Periodický zákon

Mendelejev dal nasledujúcu formuláciu periodického zákona: „Vlastnosti jednoduchých telies, ako aj formy a vlastnosti zlúčenín prvkov, a teda vlastnosti jednoduchých a zložitých telies, ktoré tvoria, sú periodicky závislé od ich atómovej hmotnosti. “
Existujú štyri hlavné periodické vzorce:

Oktetové pravidlo uvádza, že všetky prvky majú tendenciu získavať alebo strácať elektrón, aby mali osemelektrónovú konfiguráciu najbližšieho vzácneho plynu. Pretože Keďže vonkajšie s- a p-orbitály vzácnych plynov sú úplne vyplnené, ide o najstabilnejšie prvky.
Ionizačná energia je množstvo energie potrebnej na odstránenie elektrónu z atómu. Podľa oktetového pravidla je pri pohybe po periodickej tabuľke zľava doprava potrebná väčšia energia na odstránenie elektrónu. Preto prvky na ľavej strane tabuľky majú tendenciu stratiť elektrón a tie na pravej strane majú tendenciu ho získať. Inertné plyny majú najvyššiu ionizačnú energiu. Ionizačná energia klesá, keď sa pohybujete dole v skupine, pretože elektróny na nízkych energetických úrovniach majú schopnosť odpudzovať elektróny na vyšších energetických úrovniach. Tento jav sa nazýva tieniaci efekt. V dôsledku tohto efektu sú vonkajšie elektróny menej pevne viazané na jadro. Pohybom po perióde sa ionizačná energia plynulo zvyšuje zľava doprava.

Elektrónová afinita– zmena energie, keď atóm látky v plynnom stave získa ďalší elektrón. Keď sa človek pohybuje nadol v skupine, elektrónová afinita sa stáva menej negatívnou v dôsledku skríningového efektu.

Elektronegativita- miera toho, ako silne má tendenciu priťahovať elektróny z iného atómu, ktorý je s ním spojený. Elektronegativita sa pri nasťahovaní zvyšuje periodická tabuľka zľava doprava a zdola nahor. Je potrebné mať na pamäti, že vzácne plyny nemajú elektronegativitu. Najviac elektronegatívnym prvkom je teda fluór.

Na základe týchto pojmov uvažujme, ako sa menia vlastnosti atómov a ich zlúčenín periodická tabuľka.

Takže v periodickej závislosti existujú také vlastnosti atómu, ktoré sú spojené s jeho elektronickou konfiguráciou: atómový polomer, ionizačná energia, elektronegativita.

Uvažujme o zmene vlastností atómov a ich zlúčenín v závislosti od ich polohy v periodická tabuľka chemických prvkov.

Zvyšuje sa nekovovosť atómu pri pohybe v periodickej tabuľke zľava doprava a zdola nahor. Kvôli tomuto základné vlastnosti oxidov sa znižujú, a kyslé vlastnosti sa zvyšujú v rovnakom poradí - pri pohybe zľava doprava a zdola nahor. Navyše kyslé vlastnosti oxidov sú tým silnejšie, čím vyšší je oxidačný stav prvku, ktorý ho tvorí.

Podľa obdobia zľava doprava základné vlastnosti hydroxidy oslabiť, v hlavných podskupinách, zhora nadol, sa pevnosť základov zvyšuje. Okrem toho, ak kov môže tvoriť niekoľko hydroxidov, potom so zvýšením oxidačného stavu kovu, základné vlastnosti hydroxidy oslabujú.

Podľa obdobia zľava doprava zvyšuje sa sila kyselín obsahujúcich kyslík. Pri pohybe zhora nadol v rámci jednej skupiny sa sila kyselín obsahujúcich kyslík znižuje. V tomto prípade sa sila kyseliny zvyšuje so zvyšujúcim sa oxidačným stavom kyselinotvorného prvku.

Podľa obdobia zľava doprava zvyšuje sa sila bezkyslíkatých kyselín. Pri pohybe zhora nadol v rámci jednej skupiny sa zvyšuje sila bezkyslíkatých kyselín.

Kategórie ,

Prvky v periodickej tabuľke sú usporiadané podľa rastúcich atómových čísel Z od 1 do 110 . Poradové číslo prvku Z zodpovedá náboju jadra jeho atómu, ako aj počtu elektrónov pohybujúcich sa v poli jadra.

Chemické prvky sa podľa štruktúry neexcitovaných atómov delia na prirodzené agregáty, čo sa prejavuje v periodickom systéme vo forme horizontálnych a vertikálnych radov - periód a skupín.

Perióda je sekvenčný rad prvkov, v ktorých atómoch je vyplnený rovnaký počet energetických hladín (elektronických vrstiev). Číslo periódy udáva počet elektrónových vrstiev v atómoch prvkov. Obdobia začínajú s-prvkami, v ktorých atómoch sa na novej úrovni objavuje prvý s - elektrón s novou hodnotou hlavného kvantového čísla n (vodík a alkalické kovy) a končia p - prvky, atómy ušľachtilých plyny, ktoré majú stabilnú elektronickú štruktúru vonkajšej úrovne ns 2 n.p. 6 (v prvej perióde – s – element 2 He).

Rozdiel v postupnosti vypĺňania elektronických vrstiev (vonkajšie a bližšie k jadru) vysvetľuje dôvod rozdielnej dĺžky periód. 1,2,3 periódy sú malé, 4,5,6,7 sú veľké periódy. Malé periódy obsahujú 2 a 8 prvkov, veľké periódy - 18 a 32 prvkov, siedma perióda zostáva neúplná, hoci je štrukturálne konštruovaná podobne ako šiesta perióda.

V súlade s maximálnym počtom elektrónov na vonkajšej úrovni nevybudených atómov sú prvky periodickej tabuľky rozdelené do ôsmich skupín . Skupiny prvkov sú súborom prvkov s rovnakým počtom valenčných elektrónov v atóme. Číslo skupiny sa rovná počtu valenčných elektrónov.

Poloha v skupinách s- a p-prvkov je určená celkovým počtom elektrónov vo vonkajšej vrstve. Napríklad fosfor (), ktorý má na vonkajšej vrstve päť elektrónov, patrí do skupiny V, argón () do skupiny VIII, vápnik () do skupiny II atď.

Poloha v skupinách d - prvkov je určená celkovým počtom s - elektrónov vonkajšej a d - elektrónov predvonkajšej úrovne. Podľa tohto znaku sa prvých šesť prvkov každej rodiny d-prvkov nachádza v jednej zo zodpovedajúcich skupín: skandium v ​​III, mangán v VIII, železo v VIII atď. Zinok, v ktorom je vonkajšia vrstva úplná a vonkajšie sú elektróny, patrí do skupiny II. Atómy d-prvkov spravidla obsahujú dva elektróny na vonkajšej úrovni, s výnimkou Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au. Tie vykazujú energeticky priaznivé „zlyhanie“ jedného elektrónu z vonkajšej úrovne na d podúroveň predvonkajšej úrovne, ku ktorému dochádza, keď je táto podúroveň dokončená na päť (polovičná kapacita) alebo desať elektrónov (maximálna kapacita), t.j. stav, keď sú všetky orbitály obsadené každý jedným elektrónom alebo keď sú každý obsadený párom elektrónov. Atóm paládia (Pd) zažíva „dvojitý ponor“ elektrónov.

Na základe prítomnosti iba jedného elektrónu na vonkajšej vrstve (v dôsledku „zlyhania“ jedného z s - elektrónov vonkajšej vrstvy do predbežnej vonkajšej d - podvrstvy), medi (), ako aj striebra a zlata , sú zaradené do skupiny I. Kobalt a nikel, ródium a paládium, irídium a platina spolu s Fe, Ru a Os sa zvyčajne zaraďujú do skupiny VIII.

V súlade s charakteristikami elektronických štruktúr rodín 4f - (lantanoidy) a 5f - (aktinidy) sú prvky zaradené do skupiny III.

Skupiny sa delia na podskupiny: hlavné (podskupina A) a vedľajšie (podskupina B). Podskupiny zahŕňajú prvky s podobnou elektronickou štruktúrou (prvky - analógy).s- a p – prvky tvoria tzvDomovpodskupina alebo podskupina A,d– prvky –strana,alebo podskupina B.

Napríklad skupina IV periodickej tabuľky pozostáva z nasledujúcich podskupín:

Prvky hlavnej podskupiny (A)