V naravi je veliko ponavljajočih se zaporedij:

• letni časi;
• Časi dneva;
• dnevi v tednu…

Sredi 19. stoletja je D. I. Mendelejev opazil, da imajo kemične lastnosti elementov tudi določeno zaporedje (pravijo, da mu je ta ideja prišla v sanjah). Rezultat čudežnih sanj znanstvenika je bila periodična tabela kemičnih elementov, v kateri je D.I. Mendelejev je razporedil kemične elemente po naraščajoči atomski masi. V sodobni tabeli so kemični elementi razvrščeni v naraščajočem vrstnem redu glede na atomsko številko elementa (število protonov v jedru atoma).

Atomsko število je prikazano nad simbolom kemičnega elementa, pod simbolom je njegova atomska masa (vsota protonov in nevtronov). Upoštevajte, da atomska masa nekaterih elementov ni celo število! Ne pozabite na izotope! Atomska masa je tehtano povprečje vseh izotopov elementa, ki se naravno pojavljajo v naravnih pogojih.

Pod tabelo so lantanidi in aktinidi.

Kovine, nekovine, metaloidi

Nahajajo se v periodnem sistemu levo od stopničaste diagonalne črte, ki se začne z borom (B) in konča s polonijem (Po) (izjema sta germanij (Ge) in antimon (Sb). Preprosto je videti, da kovine zavzemajo večino periodnega sistema. Glavne lastnosti kovin: trdne (razen živega srebra); sijoče; dobri električni in toplotni prevodniki; duktilni; temprani; zlahka darujejo elektrone.

Elementi desno od stopničaste diagonale B-Po se imenujejo nekovine. Lastnosti nekovin so neposredno nasprotne lastnostim kovin: slabi prevodniki toplote in elektrike; krhka; nekovani; neplastični; običajno sprejemajo elektrone.

Metaloidi

Med kovinami in nekovinami so polkovine(metaloidi). Zanje so značilne lastnosti tako kovin kot nekovin. Polkovine so svojo glavno industrijsko uporabo našle v proizvodnji polprevodnikov, brez katerih si ne predstavljamo nobenega sodobnega mikrovezja ali mikroprocesorja.

Obdobja in skupine

Kot je navedeno zgoraj, je periodni sistem sestavljen iz sedmih obdobij. V vsakem obdobju se atomska števila elementov povečajo od leve proti desni.

Lastnosti elementov v obdobjih se spreminjajo zaporedno: tako se natrij (Na) in magnezij (Mg), ki sta na začetku tretjega obdobja, oddata elektronom (Na odda en elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg odda dva elektrona: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Toda klor (Cl), ki se nahaja na koncu obdobja, vzame en element: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Nasprotno, v skupinah imajo vsi elementi enake lastnosti. Na primer, v skupini IA(1) vsi elementi od litija (Li) do francija (Fr) darujejo en elektron. In vsi elementi skupine VIIA(17) vzamejo en element.

Nekatere skupine so tako pomembne, da so dobile posebna imena. Te skupine so obravnavane spodaj.

Skupina IA(1). Atomi elementov te skupine imajo v zunanji elektronski plasti le en elektron, zato zlahka darujejo en elektron.

Najpomembnejši alkalijski kovini sta natrij (Na) in kalij (K), saj igrata pomembno vlogo v procesu človeškega življenja in sta del soli.

Elektronske konfiguracije:

• 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). Atomi elementov te skupine imajo v zunanji elektronski plasti dva elektrona, ki prav tako odpoveta med kemičnimi reakcijami. Najpomembnejši element je kalcij (Ca) – osnova kosti in zob.

Elektronske konfiguracije:

• Bodi- 1s 2 2s 2 ;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• pribl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Skupina VIIA (17). Atomi elementov te skupine običajno prejmejo po en elektron, ker. na zunanjem elektronskem sloju je vsak po pet elementov, en elektron pa le manjka v "kompletnem nizu".

Najbolj znani elementi te skupine so: klor (Cl) - je del soli in belila; jod (I) je element, ki igra pomembno vlogo pri delovanju človeške ščitnice.

Elektronska konfiguracija:

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

Skupina VIII(18). Atomi elementov te skupine imajo popolnoma "osebno" zunanjo elektronsko plast. Zato jim "ni treba" sprejeti elektronov. In jih nočejo oddati. Zato - elementi te skupine zelo "neradi" vstopajo v kemične reakcije. Dolgo časa je veljalo, da sploh ne reagirajo (od tod tudi ime "inertni", torej "neaktivni"). Toda kemik Neil Barlett je odkril, da lahko nekateri od teh plinov pod določenimi pogoji še vedno reagirajo z drugimi elementi.

Elektronske konfiguracije:

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

Valenčni elementi v skupinah

Preprosto je videti, da so si elementi znotraj vsake skupine podobni po svojih valenčnih elektronih (elektroni s in p orbital, ki se nahajajo na zunanji energijski ravni).

Alkalijske kovine imajo po 1 valenčni elektron:

• 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

Zemeljsko alkalijske kovine imajo 2 valenčna elektrona:

• Bodi- 1s 2 2s 2 ;
• mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• pribl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Halogeni imajo 7 valenčnih elektronov:

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

Inertni plini imajo 8 valentnih elektronov:

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

Za več informacij glejte članek Valence in tabela elektronskih konfiguracij atomov kemičnih elementov po obdobjih.

Zdaj pa se osredotočimo na elemente, ki se nahajajo v skupinah s simboli IN. Nahajajo se v središču periodnega sistema in se imenujejo prehodne kovine.

Posebnost teh elementov je prisotnost elektronov v atomih, ki polnijo d-orbitale:

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

Ločeno od glavne mize se nahajajo lantanidi in aktinidi so tako imenovani notranje prehodne kovine. V atomih teh elementov se napolnijo elektroni f-orbitale:

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

Periodični sistem kemičnih elementov je klasifikacija kemičnih elementov, ki jo je ustvaril D. I. Mendelejev na podlagi periodičnega zakona, ki ga je odkril leta 1869.

D. I. Mendelejev

V skladu s sodobno formulacijo tega zakona se v neprekinjenem nizu elementov, razporejenih v vrstnem redu naraščajoče velikosti pozitivnega naboja jeder njihovih atomov, občasno ponavljajo elementi s podobnimi lastnostmi.

Periodični sistem kemičnih elementov, predstavljen v obliki tabele, je sestavljen iz obdobij, vrst in skupin.

Na začetku vsakega obdobja (z izjemo prvega) je element z izrazitimi kovinskimi lastnostmi (alkalna kovina).

Simboli za barvno tabelo: 1 - kemijski znak elementa; 2 - ime; 3 - atomska masa (atomska teža); 4 - serijska številka; 5 - porazdelitev elektronov po plasteh.

Ko se poveča atomsko število elementa, ki je enako vrednosti pozitivnega naboja jedra njegovega atoma, kovinske lastnosti postopoma oslabijo in nekovinske lastnosti se povečajo. Predzadnji element v vsakem obdobju je element z izrazitimi nekovinskimi lastnostmi (), zadnji pa inertni plin. V obdobju I sta 2 elementa, v II in III - po 8 elementov, v IV in V - po 18 elementov, v VI - 32 in v VII (nepopolno obdobje) - 17 elementov.

Prva tri obdobja se imenujejo majhna obdobja, vsako od njih je sestavljeno iz ene vodoravne vrstice; ostalo - v velikih obdobjih, od katerih je vsako (razen obdobja VII) sestavljeno iz dveh vodoravnih vrstic - sode (zgornje) in lihe (spodnje). V sodnih vrstah velikih obdobij so le kovine. Lastnosti elementov v teh vrsticah se rahlo spreminjajo z naraščanjem serijske številke. Lastnosti elementov v lihih serijah velikih obdobij se spreminjajo. V obdobju VI lantanu sledi 14 elementov, ki so si po kemijskih lastnostih zelo podobni. Ti elementi, imenovani lantanidi, so navedeni ločeno pod glavno tabelo. Aktinidi, elementi za aktinijem, so podobno predstavljeni v tabeli.

Tabela ima devet vertikalnih skupin. Število skupine, z redkimi izjemami, je enako najvišji pozitivni valenci elementov te skupine. Vsaka skupina, razen ničle in osme, je razdeljena na podskupine. - glavni (nahaja se na desni) in stranski. V glavnih podskupinah se s povečanjem serijske številke povečajo kovinske lastnosti elementov in slabijo nekovinske lastnosti elementov.

Tako so kemijske in številne fizikalne lastnosti elementov določene z mestom, ki ga dani element zavzema v periodnem sistemu.

Biogeni elementi, torej elementi, ki sestavljajo organizme in v njem opravljajo določeno biološko vlogo, zasedajo zgornji del periodnega sistema. Celice, ki jih zasedajo elementi, ki sestavljajo večino (več kot 99%) žive snovi, so obarvane modro, celice, ki jih zasedajo mikroelementi, so obarvane rožnato (glej).

Periodični sistem kemičnih elementov je največji dosežek sodobnega naravoslovja in nazoren izraz najsplošnejših dialektičnih zakonov narave.

Glej tudi , Atomska teža.

Periodični sistem kemičnih elementov je naravna klasifikacija kemičnih elementov, ki jo je ustvaril D. I. Mendelejev na podlagi periodičnega zakona, ki ga je odkril leta 1869.

V izvirni formulaciji je periodični zakon D. I. Mendelejeva navajal: lastnosti kemičnih elementov, pa tudi oblike in lastnosti njihovih spojin, so v periodični odvisnosti od velikosti atomske teže elementov. Kasneje, z razvojem doktrine o zgradbi atoma, se je pokazalo, da natančnejša lastnost vsakega elementa ni atomska teža (glej), ampak vrednost pozitivnega naboja jedra atoma element, enak redni (atomski) številki tega elementa v periodnem sistemu DI Mendelejeva. Število pozitivnih nabojev na jedru atoma je enako številu elektronov, ki obdajajo jedro atoma, saj so atomi kot celota električno nevtralni. Glede na te podatke je periodični zakon oblikovan takole: lastnosti kemičnih elementov, pa tudi oblike in lastnosti njihovih spojin, so v periodični odvisnosti od pozitivnega naboja jeder njihovih atomov. To pomeni, da se bodo v neprekinjenem nizu elementov, razporejenih v naraščajočem vrstnem redu pozitivnih nabojev jeder njihovih atomov, občasno ponavljali elementi s podobnimi lastnostmi.

Tabelarna oblika periodičnega sistema kemičnih elementov je predstavljena v sodobni obliki. Sestavljen je iz obdobij, serij in skupin. Obdobje predstavlja zaporedno vodoravno vrsto elementov, razporejenih v naraščajočem vrstnem redu pozitivnega naboja jeder njihovih atomov.

Na začetku vsakega obdobja (z izjemo prvega) je element z izrazitimi kovinskimi lastnostmi (alkalna kovina). Nato, ko se serijska številka povečuje, kovinske lastnosti elementov postopoma oslabijo in nekovinske lastnosti elementov se povečajo. Predzadnji element v vsaki periodi je element z izrazitimi nekovinskimi lastnostmi (halogen), zadnji pa inertni plin. Obdobje I je sestavljeno iz dveh elementov, vlogo alkalijske kovine in halogena hkrati opravlja vodik. Obdobja II in III vključujeta po 8 elementov, imenovanih tipično Mendelejev. IV in V obdobje imata po 18 elementov, VI-32. VII obdobje še ni končano in je dopolnjeno z umetno ustvarjenimi elementi; trenutno je v tem obdobju 17 elementov. I, II in III obdobja se imenujejo majhna, vsako od njih je sestavljeno iz ene vodoravne vrstice, IV-VII - velike: vključujejo (z izjemo VII) dve vodoravni vrsti - sodo (zgornjo) in liho (spodnjo). V sodih vrstah velikih obdobij najdemo le kovine, sprememba lastnosti elementov v vrsti od leve proti desni pa je šibko izražena.

V lihih serijah velikih obdobij se lastnosti elementov v nizu spreminjajo na enak način kot lastnosti tipičnih elementov. V sodnem številu obdobja VI za lantanom sledi 14 elementov (imenovanih lantanidi (glej), lantanidi, redki zemeljski elementi), ki so po kemijskih lastnostih podobni lantanu in drug drugemu. Njihov seznam je pod tabelo ločeno.

Ločeno so elementi, ki sledijo aktinijevim aktinidom (aktinidom), izpisani in navedeni pod tabelo.

V periodnem sistemu kemičnih elementov je devet vertikalnih skupin. Številka skupine je enaka najvišji pozitivni valenci (glej) elementov te skupine. Izjema sta fluor (dogaja se le negativno enovalentno) in brom (sedemvalentno se ne zgodi); poleg tega lahko baker, srebro, zlato kažejo valenco večjo od +1 (Cu-1 in 2, Ag in Au-1 in 3), od elementov skupine VIII pa imata le osmij in rutenij valenco +8 . Vsaka skupina, razen osme in ničle, je razdeljena na dve podskupini: glavno (na desni) in sekundarno. Glavne podskupine vključujejo tipične elemente in elemente velikih obdobij, sekundarne - samo elemente velikih obdobij in poleg tega kovine.

Glede na kemijske lastnosti se elementi vsake podskupine te skupine med seboj bistveno razlikujejo in le najvišja pozitivna valenca je enaka za vse elemente te skupine. V glavnih podskupinah, od zgoraj navzdol, se kovinske lastnosti elementov povečujejo, nekovinske pa slabijo (na primer francij je element z najbolj izrazitimi kovinskimi lastnostmi, fluor pa je nekovinski). Tako mesto elementa v periodnem sistemu Mendelejeva (zaporedna številka) določa njegove lastnosti, ki so povprečje lastnosti sosednjih elementov navpično in vodoravno.

Nekatere skupine elementov imajo posebna imena. Torej se elementi glavnih podskupin skupine I imenujejo alkalijske kovine, skupina II - zemeljskoalkalijske kovine, skupina VII - halogeni, elementi, ki se nahajajo za uranom - transuran. Elemente, ki so del organizmov, sodelujejo v presnovnih procesih in imajo izrazito biološko vlogo, imenujemo biogeni elementi. Vsi zasedajo zgornji del tabele D. I. Mendelejeva. To so predvsem O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg in Fe, ki predstavljajo glavnino žive snovi (več kot 99 %). Mesta, ki jih zasedajo ti elementi v periodnem sistemu, so obarvana svetlo modro. Biogeni elementi, ki jih je v telesu zelo malo (od 10 -3 do 10 -14%), se imenujejo mikroelementi (glej). V celice periodnega sistema, obarvane rumeno, so nameščeni mikroelementi, katerih vitalni pomen za človeka je dokazan.

Po teoriji strukture atomov (glej Atom) so kemijske lastnosti elementov odvisne predvsem od števila elektronov v zunanji elektronski lupini. Periodično spreminjanje lastnosti elementov s povečanjem pozitivnega naboja atomskih jeder je razloženo s periodičnim ponavljanjem strukture zunanje elektronske lupine (energetske ravni) atomov.

V majhnih obdobjih se s povečanjem pozitivnega naboja jedra število elektronov v zunanji lupini poveča z 1 na 2 v obdobju I in z 1 na 8 v obdobjih II in III. Od tod tudi sprememba lastnosti elementov v obdobju od alkalijske kovine do inertnega plina. Zunanja elektronska lupina, ki vsebuje 8 elektronov, je popolna in energetsko stabilna (elementi ničelne skupine so kemično inertni).

V velikih obdobjih v sodih vrstah s povečanjem pozitivnega naboja jeder ostane število elektronov v zunanji lupini konstantno (1 ali 2), druga zunanja lupina pa je napolnjena z elektroni. Od tod počasna sprememba lastnosti elementov v sodih vrsticah. V neparnih serijah dolgih obdobij se s povečanjem naboja jeder zunanja lupina napolni z elektroni (od 1 do 8) in lastnosti elementov se spreminjajo na enak način kot pri tipičnih elementih.

Število elektronskih lupin v atomu je enako številu obdobja. Atomi elementov glavnih podskupin imajo na svojih zunanjih lupinah število elektronov, ki je enako številki skupine. Atomi elementov sekundarnih podskupin vsebujejo enega ali dva elektrona na zunanjih lupinah. To pojasnjuje razliko v lastnostih elementov glavne in sekundarne podskupine. Številka skupine označuje možno število elektronov, ki lahko sodelujejo pri tvorbi kemičnih (valenčnih) vezi (glej Molekula), zato se takšni elektroni imenujejo valenčni. Za elemente sekundarnih podskupin niso samo elektroni zunanjih lupin, ampak tudi predzadnji valenčni. Število in struktura elektronskih lupin sta navedena v priloženem periodnem sistemu kemičnih elementov.

Periodični zakon D. I. Mendelejeva in sistem, ki temelji na njem, sta v znanosti in praksi izjemno velikega pomena. Periodični zakon in sistem sta bila osnova za odkrivanje novih kemičnih elementov, natančno določanje njihove atomske teže, razvoj teorije zgradbe atomov, vzpostavitev geokemičnih zakonov za porazdelitev elementov v zemeljski skorji. in razvoj sodobnih idej o živi snovi, katere sestava in z njo povezani zakoni so v skladu s periodnim sistemom. Biološka aktivnost elementov in njihova vsebnost v telesu sta v veliki meri odvisna tudi od mesta, ki ga zasedajo v periodičnem sistemu Mendelejeva. Torej, s povečanjem serijskega števila v številnih skupinah se toksičnost elementov poveča in njihova vsebnost v telesu se zmanjša. Periodični zakon je nazoren izraz najsplošnejših dialektičnih zakonov razvoja narave.

Iznajdljivega ruskega kemika D. I. Mendelejeva je vse življenje odlikovala želja po spoznanju neznanega. Ta želja, pa tudi najgloblje in najobsežnejše znanje, v kombinaciji z nezmotljivo znanstveno intuicijo, je Dmitriju Ivanoviču omogočilo, da je razvil znanstveno klasifikacijo kemičnih elementov - periodično tabelo v obliki njegove slavne tabele.

Periodični sistem kemičnih elementov D. I. Mendelejeva je mogoče predstaviti kot veliko hišo, v kateri "živijo skupaj" absolutno vsi kemični elementi, ki jih človek pozna. Da bi lahko uporabljali periodični sistem, je potrebno preučiti kemično abecedo, torej znake kemičnih elementov.

Z njihovo pomočjo se boste naučili pisati besede – kemijske formule, na njihovi podlagi pa lahko pišete stavke – enačbe kemijskih reakcij. Vsak kemični element je označen s svojim kemičnim znakom ali simbolom, ki je skupaj z imenom kemičnega elementa zapisan v tabeli D. I. Mendelejeva. kot simbole so bile na predlog švedskega kemika J. Berzeliusa v večini primerov prevzete začetne črke latinskih imen kemijskih elementov. Torej je vodik (latinsko ime Hydrogenium je hydrogenium) označen s črko H (beri "pepel"), kisik (latinsko ime Oxygenium je kisik) - s črko O (beri "o"), ogljik (latinsko ime Carboneum - carboneum) - s črko C (beri "tse").

Latinska imena več kemičnih elementov se začnejo s črko C: kalcij (

Kalcij), baker (Cuprum), kobalt (Cobaltum) itd. Za njihovo razlikovanje je I. Berzelius predlagal, da se začetni črki latinskega imena doda še ena od naslednjih črk imena. Torej, kemijski znak kalcija je napisan s simbolom Ca (beri "kalcij"), bakra - Cu (beri "cuprum"), kobalta - Co (beri "kobalt").

Imena nekaterih kemičnih elementov odražajo najpomembnejše lastnosti elementov, na primer vodik - poraja vodo, kisik - poraja kisline, fosfor - prenaša svetlobo (slika 20) itd.

riž. dvajset.
Etimologija imena elementa št. 15 periodnega sistema D. I. Mendelejeva

Drugi elementi so poimenovani po nebesnih telesih ali planetih sončnega sistema - selen in telur (slika 21) (iz grščine. Selena - Luna in Teluris - Zemlja), uran, neptunij, plutonij.

riž. 21.
Etimologija imena elementa št. 52 periodnega sistema D. I. Mendelejeva

Ločena imena so izposojena iz mitologije (slika 22). Na primer, tantal. To je bilo ime ljubljenega Zevsovega sina. Za zločine zoper bogove je bil Tantal strogo kaznovan. V vodi je stala do vratu, nad njo pa so visele veje s sočnimi, dišečimi plodovi. Toda takoj, ko se je hotel napiti, mu je voda odtekla, komaj je hotel potešiti lakoto in je iztegnil roko k plodovom – veje so se umikale na stran. Kemiki, ki so poskušali izolirati tantal iz rud, niso doživeli nič manj mučenja.

riž. 22.
Etimologija imena elementa št. 61 periodnega sistema D. I. Mendelejeva

Nekateri elementi so bili poimenovani po različnih državah ali delih sveta. Na primer, germanij, galij (Gallia je staro ime za Francijo), polonij (v čast Poljske), skandij (v čast Skandinaviji), francij, rutenij (Ruthenia je latinsko ime za Rusijo), europij in americij. Tu so elementi, poimenovani po mestih: hafnij (v čast Kopenhagna), lutecij (v starih časih se je Pariz imenoval Lutecij), berkelij (v čast mesta Berkeley v ZDA), itrij, terbij, erbij, iterbij ( imena teh elementov prihajajo iz Ytterbyja - majhnega mesta na Švedskem, kjer so prvič odkrili mineral, ki vsebuje te elemente), dubnium (slika 23).

riž. 23.
Etimologija imena elementa št. 105 periodnega sistema D. I. Mendelejeva

Končno imena elementov ovekovečijo imena velikih znanstvenikov: curium, fermium, einsteinium, mendelevium (slika 24), Lawrencium.

riž. 24.
Etimologija imena elementa št. 101 periodnega sistema D. I. Mendelejeva

Vsak kemični element je dodeljen v periodnem sistemu, v skupni "hiši" vseh elementov, lastnem "stanovanju" - celici s strogo določeno številko. Globok pomen tega števila se vam bo razkril z nadaljnjim študijem kemije. Strogo je razporejena tudi etažnost teh »stanovanj« – obdobja, v katerih »živijo« elementi. Tako kot serijska številka elementa (številka »stanovanja«) tudi številka obdobja (»nadstropje«) vsebuje najpomembnejše informacije o strukturi atomov kemičnih elementov. Horizontalno - "število nadstropij" - je periodični sistem razdeljen na sedem obdobij:

• 1. obdobje vključuje dva elementa: vodik H in helij He;
• 2. obdobje se začne z litijem Li in konča z neonskim Ne (8 elementov);
• 3. obdobje se začne z natrijem Na in konča z argonom Ar (8 elementov).

Prva tri obdobja, od katerih je vsaka sestavljena iz ene vrstice, se imenujejo mala obdobja.

Obdobja 4, 5 in 6 vključujejo po dve vrsti elementov, imenujemo jih velika obdobja; 4. in 5. obdobje vsebujeta po 18 elementov, 6. - 32 elementov.

7. obdobje - nedokončano, zaenkrat je sestavljeno samo iz ene vrste.

Bodite pozorni na "kletna tla" periodnega sistema - tam "živi" 14 dvojčkov, podobnih po svojih lastnostih, nekateri lantanu La, drugi aktiniju Ac, ki jih predstavljajo v zgornjih "nadstropjih" tabele: v 6. in 7. -m obdobje.

Navpično so kemični elementi, ki "živijo" v "stanovanjih" podobnih lastnosti, nameščeni drug pod drugim v navpičnih stolpcih - skupinah, od katerih jih je osem v tabeli D. I. Mendelejeva.

Vsako skupino sestavljata dve podskupini - glavna in sekundarna. Podskupina, ki vključuje elemente tako majhnih kot velikih obdobij, se imenuje glavna podskupina ali skupina A. Podskupina, ki vključuje elemente samo velikih obdobij, se imenuje stranska podskupina ali skupina B. Torej, glavna podskupina skupine I (IA skupine) vključuje litij, natrij, kalij, rubidij in francij so podskupina litijevega Li; stransko podskupino te skupine (skupina IB) tvorijo baker, srebro in zlato - to je podskupina bakra Si.

Poleg oblike tabele D. I. Mendelejeva, ki se imenuje kratkoobdobna tabela (navedena je na letaku učbenika), obstaja še veliko drugih oblik, na primer različica z dolgim ​​obdobjem.

Tako kot lahko otrok iz elementov igre Lego sestavi ogromno različnih predmetov (glej sliko 10), sta narava in človek iz kemičnih elementov ustvarila različne snovi okoli nas. Še bolj jasen je drugi model: tako kot 33 črk ruske abecede tvori različne kombinacije, več deset tisoč besed, tako 114 kemičnih elementov v različnih kombinacijah ustvarja več kot 20 milijonov različnih snovi.

Poskusite asimilirati vzorce tvorbe besed - kemične formule in takrat se vam bo odprl svet snovi v vsej svoji pisani raznolikosti.

Toda za to se najprej naučite črk - simbolov kemičnih elementov (tabela 1).

Tabela 1
Imena nekaterih kemičnih elementov

Ključne besede in besedne zveze

1. Periodični sistem kemičnih elementov (tabela) D. I. Mendelejev.
2. velika in majhna obdobja.
3. Skupine in podskupine - glavna (skupina A) in sekundarna (skupina B).
4. Simboli kemičnih elementov.

Delo z računalnikom

1. Glejte elektronsko prijavo. Preučite snov lekcije in dokončajte predlagane naloge.
2. Po internetu poiščite e-poštne naslove, ki lahko služijo kot dodatni viri, ki razkrivajo vsebino ključnih besed in besednih zvez v odstavku. Ponudite učitelju svojo pomoč pri pripravi nove lekcije – naredite poročilo o ključnih besedah ​​in besednih zvezah naslednjega odstavka.

Vprašanja in naloge

1. S pomočjo slovarjev (etimoloških, enciklopedičnih in kemičnih izrazov) poimenujte najpomembnejše lastnosti, ki se odražajo v imenih kemičnih elementov: brom Br, dušik N, fluor F.
2. Pojasni, kako ime kemičnih elementov titan in vanadij odraža vpliv starogrških mitov.
3. Zakaj je latinsko ime za zlato Aurum (aurum), srebro pa - Argentum (argentum)?
4. Povejte zgodbo o odkritju katerega koli (po vaši izbiri) kemičnega elementa in razložite etimologijo njegovega imena.
5. Zapišite "koordinate", to je položaj v periodnem sistemu D. I. Mendelejeva (število elementa, število obdobja in njegova vrsta - velika ali majhna, številka skupine in podskupina - glavna ali sekundarna), za naslednje kemične elemente: kalcij, cink , antimon, tantal, evropij.
6. Kemične elemente, navedene v tabeli 1, razdelite v tri skupine glede na značilnost "izgovora kemičnega simbola". Ali vam lahko ta dejavnost pomaga zapomniti kemične simbole in izgovoriti simbole elementov?

Periodični zakon D.I. Mendelejev in periodni sistem kemičnih elementov ima velik pomen pri razvoju kemije. Potopimo se v leto 1871, ko je profesor kemije D.I. Mendelejev je s številnimi poskusi in napakami prišel do zaključka, da "... lastnosti elementov in s tem lastnosti preprostih in zapletenih teles, ki jih tvorijo, so v periodični odvisnosti od njihove atomske teže." Periodičnost sprememb lastnosti elementov nastane zaradi periodičnega ponavljanja elektronske konfiguracije zunanje elektronske plasti s povečanjem naboja jedra.

Sodobna formulacija periodičnega zakona je:

"lastnosti kemičnih elementov (tj. lastnosti in oblika spojin, ki jih tvorijo) so v periodični odvisnosti od naboja jedra atomov kemičnih elementov."

Med poučevanjem kemije je Mendelejev razumel, da zapomnitev posameznih lastnosti vsakega elementa študentom povzroča težave. Začel je iskati načine za ustvarjanje sistemske metode za lažje zapomnitev lastnosti elementov. Posledično je bilo naravna miza, kasneje je postal znan kot periodično.

Naša sodobna miza je zelo podobna Mendelejevi. Razmislimo o tem podrobneje.

Tabela Mendelejeva

Periodični sistem Mendelejeva je sestavljen iz 8 skupin in 7 obdobij.

Navpični stolpci tabele se imenujejo skupine . Elementi v vsaki skupini imajo podobne kemične in fizikalne lastnosti. To je razloženo z dejstvom, da imajo elementi ene skupine podobne elektronske konfiguracije zunanje plasti, na kateri je število elektronov enako številki skupine. Nato se skupina razdeli na glavne in sekundarne podskupine.

IN Glavne podskupine vključuje elemente, katerih valenčni elektroni se nahajajo na zunanjih ns- in np-podravni. IN Stranske podskupine vključuje elemente, katerih valenčni elektroni se nahajajo na zunanji ns-podravni in notranji (n-1) d-podravni (ali (n-2) f-podravni).

Vsi elementi v periodična tabela , glede na to, na kateri podravni (s-, p-, d- ali f-) so valenčni elektroni, so razvrščeni na: s-elemente (elemente glavnih podskupin I in II skupine), p-elemente (elemente glavne podskupine III - VII skupine), d- elementi (elementi stranskih podskupin), f- elementi (lantanidi, aktinidi).

Najvišja valenca elementa (z izjemo O, F, elementov bakrene podskupine in osme skupine) je enaka številu skupine, v kateri se nahaja.

Za elemente glavne in sekundarne podskupine so formule višjih oksidov (in njihovih hidratov) enake. V glavnih podskupinah je sestava vodikovih spojin enaka za elemente v tej skupini. Trdni hidridi tvorijo elemente glavnih podskupin skupin I-III, skupine IV-VII pa tvorijo plinaste vodikove spojine. Vodikove spojine tipa EN 4 so bolj nevtralne spojine, EN 3 so baze, H 2 E in NE so kisline.

Vodoravne vrstice tabele se imenujejo obdobja. Elementi v obdobjih se med seboj razlikujejo, skupno pa jim je, da so zadnji elektroni na isti energijski ravni ( glavno kvantno številon- enako ).

Prvo obdobje se od ostalih razlikuje po tem, da sta tam le 2 elementa: vodik H in helij He.

V drugem obdobju je 8 elementov (Li - Ne). Litij Li - alkalna kovina začne obdobje in zapre svoj žlahtni plin neon Ne.

V tretji fazi, pa tudi v drugem, je 8 elementov (Na - Ar). Obdobje začne alkalijski natrij Na, zapre ga žlahtni plin argon Ar.

V četrtem obdobju je 18 elementov (K - Kr) - Mendelejev ga je označil kot prvo veliko obdobje. Začne se tudi z alkalijsko kovino Kalij in konča z inertnim plinom kriptonom Kr. Sestava velikih obdobij vključuje prehodne elemente (Sc - Zn) - d- elementov.

V petem obdobju je podobno kot v četrtem 18 elementov (Rb - Xe) in je po zgradbi podobna četrti. Začne se tudi z alkalijskim rubidijem Rb in konča z inertnim plinom ksenonom Xe. Sestava velikih obdobij vključuje prehodne elemente (Y - Cd) - d- elementov.

Šesto obdobje sestavlja 32 elementov (Cs - Rn). Razen 10 d-elementov (La, Hf - Hg) vsebuje vrstico 14 f-elementi (lantanidi) - Ce - Lu

Sedmo obdobje se še ni končalo. Začne se s Francijem Fr, domnevamo lahko, da bo vseboval, tako kot šesto obdobje, 32 že najdenih elementov (do elementa z Z = 118).

Interaktivna periodična tabela

Če pogledate Mendelejev periodični sistem in narišite namišljeno črto, ki se začne pri boru in konča med polonijem in astatinom, potem bodo vse kovine levo od črte, nekovine pa desno. Elementi, ki so neposredno ob tej črti, bodo imeli lastnosti tako kovin kot nekovin. Imenujejo se metaloidi ali polkovine. To so bor, silicij, germanij, arzen, antimon, telur in polonij.

Periodični zakon

Mendelejev je dal naslednjo formulacijo periodičnega zakona: "Lastnosti preprostih teles, pa tudi oblike in lastnosti spojin elementov in zato lastnosti preprostih in kompleksnih teles, ki jih tvorijo, so v periodični odvisnosti od njihova atomska teža."
Obstajajo štirje glavni periodični vzorci:

Oktetno pravilo navaja, da vsi elementi nagibajo k pridobivanju ali izgubi elektrona, da bi imeli konfiguracijo z osmimi elektroni najbližjega žlahtnega plina. Ker Ker sta zunanji s in p orbitali žlahtnih plinov popolnoma napolnjeni, so najbolj stabilni elementi.
Ionizacijska energija je količina energije, potrebna za ločitev elektrona od atoma. V skladu z oktetnim pravilom je za premikanje od leve proti desni po periodni tabeli potrebno več energije za ločitev elektrona. Zato elementi na levi strani mize ponavadi izgubijo elektron, tisti na desni strani pa ga pridobijo. Inertni plini imajo največjo ionizacijsko energijo. Energija ionizacije se zmanjšuje, ko se premikate po skupini, ker elektroni na nizkih energijskih ravneh imajo sposobnost odbijanja elektronov z višjih energijskih nivojev. Ta pojav se imenuje zaščitni učinek. Zaradi tega učinka so zunanji elektroni manj močno vezani na jedro. S premikom vzdolž obdobja se energija ionizacije postopoma povečuje od leve proti desni.

afiniteta do elektronov je sprememba energije ob pridobitvi dodatnega elektrona z atomom snovi v plinastem stanju. Pri premikanju navzdol po skupini postane afiniteta elektronov zaradi presejalnega učinka manj negativna.

Elektronegativnost- merilo, kako močno se nagiba k pritegovanju elektronov drugega atoma, ki so nanj vezani. Med premikanjem se elektronegativnost povečuje periodična tabela od leve proti desni in od spodaj navzgor. Ne smemo pozabiti, da žlahtni plini nimajo elektronegativnosti. Tako je najbolj elektronegativen element fluor.

Na podlagi teh konceptov razmislimo, kako se spreminjajo lastnosti atomov in njihovih spojin periodična tabela.

Torej so v periodični odvisnosti takšne lastnosti atoma, ki so povezane z njegovo elektronsko konfiguracijo: atomski polmer, ionizacijska energija, elektronegativnost.

Razmislite o spremembi lastnosti atomov in njihovih spojin glede na položaj v periodični sistem kemičnih elementov.

Poveča se nekovnost atoma pri premikanju v periodnem sistemu od leve proti desni in od spodaj navzgor. Zaradi tega osnovne lastnosti oksidov se zmanjšajo, in kislinske lastnosti se povečujejo v istem vrstnem redu - od leve proti desni in od spodaj navzgor. Hkrati so kislinske lastnosti oksidov močnejše, večja je stopnja oksidacije elementa, ki ga tvori.

Po piki od leve proti desni osnovne lastnosti hidroksidi oslabi, v glavnih podskupinah od zgoraj navzdol se moč baz povečuje. Hkrati, če lahko kovina tvori več hidroksidov, potem s povečanjem stopnje oksidacije kovine, osnovne lastnosti hidroksidi oslabijo.

Po obdobju od leve proti desni poveča se moč kislin, ki vsebujejo kisik. Pri premikanju od zgoraj navzdol znotraj iste skupine se jakost kislin, ki vsebujejo kisik, zmanjša. V tem primeru se moč kisline poveča s povečanjem stopnje oksidacije elementa, ki tvori kislino.

Po obdobju od leve proti desni poveča se moč anoksičnih kislin. Pri premikanju od zgoraj navzdol znotraj iste skupine se moč anoksičnih kislin poveča.

kategorije ,

Elementi v periodnem sistemu so razporejeni v naraščajočem zaporedju zaporednih številk Z od 1 do 110 . Zaporedna številka elementa Z ustreza naboju jedra njegovega atoma, pa tudi številu elektronov, ki se gibljejo v polju jedra.

Glede na zgradbo nevzbujenih atomov delimo kemične elemente na naravne agregate, kar se v periodnem sistemu odraža v obliki vodoravnih in navpičnih vrstic – obdobij in skupin.

Obdobje je zaporedna serija elementov, v katerih atomih je zapolnjeno enako število energijskih nivojev (elektronskih plasti). Številka obdobja označuje število elektronskih plasti v atomih elementov. Obdobja se začnejo s s-elementi, v katerih atomih se prvi s-elektron pojavi na novi ravni z novo vrednostjo glavnega kvantnega števila n (vodik in alkalijske kovine), in končajo s p-elementi, atomi žlahtnega plina s stabilnim elektronska struktura zunanjega nivoja ns 2 np 6 (za prvo obdobje - s - element 2 He).

Razlika v zaporedju polnjenja elektronskih plasti (zunanjih in bližje jedru) pojasnjuje razlog za različne dolžine obdobij. 1,2,3 obdobja so majhna obdobja, 4,5,6,7 so velika obdobja. Mala obdobja vsebujejo 2 in 8 elementov, velika obdobja - 18 in 32 elementov, sedmo obdobje ostaja nepopolno, čeprav je strukturno zgrajeno podobno kot šesto obdobje.

V skladu z največjim številom elektronov na zunanji ravni nevzbujenih atomov so elementi periodnega sistema razdeljeni v osem skupin . Skupine elementov so skupek elementov z enakim številom valenčnih elektronov v atomu. Število skupine je enako številu valenčnih elektronov.

Položaj v skupinah s- in p-elementov je določen s skupnim številom elektronov v zunanji plasti. Na primer, fosfor (), ki ima pet elektronov na zunanji plasti, spada v skupino V, argon () - v VIII, kalcij () - v skupino II itd.

Položaj v skupinah d - elementov je določen s skupnim številom s - elektronov zunanjega in d - elektronov predzunanjega nivoja. Glede na to značilnost se prvih šest elementov vsake družine d-elementov nahaja v eni od ustreznih skupin: skandij v III, mangan v VII, železo v VIII itd. Cink, v katerem je pred-zunanja plast dokončana zunanji pa so elektroni, spada v skupino II. Atomi d-elementov praviloma vsebujejo dva elektrona na zunanji ravni, razen Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au. Slednji imajo energetsko ugoden »odpoved« enega elektrona z zunanjega nivoja na d – podnivo predzunanjega nivoja, ki nastane, ko se ta podnivo zaključi na pet (pol kapacitete) ali deset elektronov (maksimalna zmogljivost), tj. v stanje, ko vse orbitale zaseda vsak po en elektron ali ko jih vsak zaseda par elektronov. V atomu paladija (Pd) je "dvojni potop" elektronov.

Zaradi prisotnosti samo enega elektrona na zunanji plasti (zaradi "odpovedi" enega od s - elektronov zunanje plasti v pred-zunanji d - podsloj), bakra (), pa tudi srebra in zlata, so razvrščeni v skupino I. Kobalt in nikelj, rodij in paladij, iridij in platina skupaj s Fe, Ru in Os so običajno uvrščeni v skupino VIII.

V skladu z značilnostmi elektronskih struktur so družine elementov 4f - (lantanidi) in 5f - (aktinidi) uvrščene v skupino III.

Skupine so razdeljene na podskupine: glavne (podskupine A) in sekundarne (podskupine B). Podskupine vključujejo elemente s podobnimi elektronskimi strukturami (elementi - analogi).s- in p - elementi sestavljajo tidomapodskupina ali podskupina A,d– elementi –stran,ali podskupino B.

Na primer, skupina IV periodnega sistema je sestavljena iz naslednjih podskupin:

Elementi glavne podskupine (A)