У природі існує дуже багато повторюваних послідовностей:

• пори року;
• час доби;
• дні тижня…

В середині 19 століття Д. І. Менделєєв помітив, що хімічні властивості елементів також мають певну послідовність (кажуть, що ця ідея прийшла йому уві сні). Підсумком чудесних сновидінь вченого стала Періодична таблиця хімічних елементів, в якій Д.І. Менделєєв побудував хімічні елементи по зростанню атомної маси. У сучасній таблиці хімічні елементи збудовані за зростанням атомного номера елемента (кількість протонів в ядрі атома).

Атомний номер зображений над символом хімічного елемента, під символом - його атомна маса (сума протонів і нейтронів). Зверніть увагу, що атомна маса у деяких елементів є нецілим числом! Пам'ятайте про ізотопи! Атомна маса - це середньозважене від всіх ізотопів елемента, що зустрічаються в природі в природних умовах.

Під таблицею розташовані лантаноїди і актиноїди.

Метали, неметали, металоїди

Розташовані в Періодичної таблиці зліва від ступінчастою діагональної лінії, яка починається з Бора (В) і закінчується полонієм (Po) (виняток становлять германій (Ge) і сурма (Sb). Неважко помітити, що метали займають більшу частину Періодичної таблиці. Основні властивості металів : тверді (крім ртуті); блищать; хороші електро- і теплопровідником; пластичні; ковкие; легко віддають електрони.

Елементи, розташовані праворуч від ступінчастою діагоналі B-Po, називаються неметаллами. Властивості неметалів прямо протилежні властивостям металів: погані провідники тепла і електрики; тендітні; нековким; непластичні; зазвичай приймають електрони.

металоїди

Між металами і неметалами знаходяться напівметали (Металоїди). Для них характерні властивості як металів, так і неметалів. Основне застосування в промисловості напівметали знайшли у виробництві напівпровідників, без яких немислима жодна сучасна мікросхема або мікропроцесор.

Періоди і групи

Як вже говорилося вище, періодична таблиця складається з семи періодів. У кожному періоді атомні номери елементів збільшуються зліва направо.

Властивості елементів в періодах змінюються послідовно: так натрій (Na) і магній (Mg), що знаходяться на початку третього періоду, віддають електрони (Na віддає один електрон: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg віддає два електрони: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). А ось хлор (Cl), розташований в кінці періоду, приймає один елемент: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

У групах ж, навпаки, все елементи мають однакові властивості. Наприклад, в групі IA (1) всі елементи, починаючи з літію (Li) і закінчуючи францієм (Fr), віддають один електрон. А все елементи групи VIIA (17), приймають один елемент.

Деякі групи настільки важливі, що отримали особливі назви. Ці групи розглянуті нижче.

Група IA (1). Атоми елементів цієї групи мають у зовнішньому електронному шарі всього по одному електрону, тому легко віддають один електрон.

Найбільш важливі лужні метали - натрій (Na) і калій (K), оскільки грають важливу роль в процесі життєдіяльності людини і входять до складу солей.

Електронні конфігурації:

• 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

Група IIA (2). Атоми елементів цієї групи мають у зовнішньому електронному шарі по два електрона, які також віддають під час хімічних реакцій. Найбільш важливий елемент - кальцій (Ca) - основа кісток і зубів.

Електронні конфігурації:

• Be - 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

Група VIIA (17). Атоми елементів цієї групи зазвичай отримують по одному електрону, тому що на зовнішньому електронному шарі знаходиться по п'ять елементів і до "повного комплекту" якраз не вистачає одного електрона.

Найбільш відомі елементи цієї групи: хлор (Cl) - входить до складу солі і хлорного вапна; йод (I) - елемент, який грає важливу роль в діяльності щитовидної залози людини.

Електронна конфігурація:

• 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

Група VIII (18). Атоми елементів цієї групи мають повністю "укомплектований" зовнішній електронний шар. Тому їм "не треба" приймати електрони. І віддавати їх вони "не хочуть". Звідси - елементи цієї групи дуже "неохоче" вступають в хімічні реакції. Довгий час вважалося, що вони взагалі не вступають в реакції (звідси і назва "інертний", тобто "бездіяльний"). Але хімік Нейл Барлетт відкрив, що деякі з цих газів при певних умовах все ж можуть вступати в реакції з іншими елементами.

Електронні конфігурації:

• 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

Валентні елементи в групах

Неважко помітити, що всередині кожної групи елементи схожі один на одного своїми валентними електронами (електрони s і p-орбіталей, розташованих на зовнішньому енергетичному рівні).

У лужних металів - по 1 валентному електрону:

• 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

У лужноземельних металів - по 2 валентних електрона:

• Be - 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

У галогенів - по 7 валентних електронів:

• 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

У інертних газів - по 8 валентних електронів:

• 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

Додаткову інформацію див. В статті Валентність і в Таблиці електронних конфігурацій атомів хімічних елементів по періодах.

Звернемо тепер свою увагу на елементи, розташовані в групах з символів В. Вони розташовані в центрі періодичної таблиці і називаються перехідними металами.

Відмінною особливістю цих елементів є присутність в атомах електронів, що заповнюють d-орбіталі:

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

Окремо від основної таблиці розташовані лантаноїди і актиноїди - це, так звані, внутрішні перехідні метали. В атомах цих елементів електрони заповнюють f-орбіталі:

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

Періодична система хімічних елементів - це класифікація хімічних елементів, створена Д. І. Менделєєвим на основі відкритого ним в 1869 р періодичного закону.

Д. І. Менделєєв

Відповідно до сучасної формулюванні цього закону, в безперервному ряду елементів, розташованих в порядку зростання величини позитивного заряду ядер їх атомів, періодично повторюються елементи з подібними властивостями.

Періодична система хімічних елементів, представлена \u200b\u200bу вигляді таблиці, складається з періодів, рядів і груп.

На початку кожного періоду (за винятком першого) знаходиться елементі яскраво вираженими металевими властивостями (лужний метал).

Умовні позначення до кольорової таблиці: 1 - хімічний знак елемента; 2 - назва; 3 - атомна маса (атомна вага); 4 - порядковий номер; 5 - розподіл електронів по верствам.

У міру зростання порядкового номера елемента, рівного величині позитивного заряду ядра його атома, поступово слабшають металеві і наростають неметалеві властивості. Передостаннім елементом в кожному періоді є елемент з яскраво вираженими неметаллическими властивостями (), а останнім - інертний газ. У I періоді знаходяться 2 елемента, в II і III - по 8 елементів, в IV і V - по 18, в VI - 32 і в VII (незавершення періоді) - 17 елементів.

Перші три періоди називають малими періодами, кожний з них складається з одного горизонтального ряду; інші - великими періодами, кожний з яких (за винятком VII період) складається з двох горизонтальних рядів - парного (верхнього) і непарного (нижнього). У парних рядах великих періодів знаходяться лише метали. Властивості елементів в цих рядах зі зростанням порядкового номера змінюються слабо. Властивості елементів в непарних рядах великих періодів змінюються. У VI періоді за лантаном слідують 14 елементів, дуже схожих за хімічними властивостями. Ці елементи, звані лантаноїдами, наведені окремо під основною таблицею. Аналогічно представлені в таблиці і актиноїди - елементи, які йдуть за актинієм.

У таблиці є дев'ять вертикальних груп. Номер групи, за рідкісним винятком, дорівнює вищої позитивної валентності елементів даної групи. Кожна група, виключаючи нульову і восьму, підрозділяється на підгрупи. - головну (розташована правіше) і побічну. У головних підгрупах зі збільшенням порядкового номера посилюються металеві і слабшають неметалічні властивості елементів.

Таким чином, хімічні і ряд фізичних властивостей елементів визначаються місцем, яке займає даний елемент в періодичній системі.

Біогенні елементи, т. Е. Елементи, що входять до складу організмів і виконують в ньому певну біологічну роль, займають верхню частину таблиці Менделєєва. У блакитний колір пофарбовані клітини, займані елементами, складовими основну масу (понад 99%) живої речовини, в рожевий колір - клітини, які займає мікроелементами (див.).

Періодична система хімічних елементів є найбільшим досягненням сучасного природознавства і яскравим виразом найбільш загальних діалектичних законів природи.

Див. Також, Атомний вагу.

Періодична система хімічних елементів - природна класифікація хімічних елементів, створена Д. І. Менделєєвим на основі відкритого ним в 1869 р періодичного закону.

У початковій формулюванні періодичний закон Д. І. Менделєєва стверджував: властивості хімічних елементів, а також форми і властивості їх сполук перебувають у періодичній залежності від величини атомних ваг елементів. Надалі з розвитком вчення про будову атома було показано, що більш точною характеристикою кожного елемента є не атомна вага (див.), А величина позитивного заряду ядра атома елемента, що дорівнює порядковому (атомному) номеру цього елемента в періодичній системі Д. І. Менделєєва . Число позитивних зарядів ядра атома дорівнює числу електронів, що оточують ядро \u200b\u200bатома, оскільки атоми в цілому електронейтральні. У світлі цих даних періодичний закон формулюється так: властивості хімічних елементів, а також форми і властивості їх сполук перебувають у періодичній залежності від величини позитивного заряду ядер їх атомів. Це означає, що в безперервному ряду елементів, розташованих в порядку зростання позитивних зарядів ядер їх атомів, будуть періодично повторюватися елементи з подібними властивостями.

Таблична форма періодичної системи хімічних елементів представлена \u200b\u200bв її сучасному вигляді. Вона складається з періодів, рядів і груп. Період представляє послідовний горизонтальний ряд елементів, розташованих в порядку зростання позитивного заряду ядер їх атомів.

На початку кожного періоду (за винятком першого) знаходиться елемент з яскраво вираженими металевими властивостями (лужний метал). Потім у міру збільшення порядкового номера поступово слабшають металеві і наростають неметалеві властивості елементів. Передостаннім елементом в кожному періоді є елемент з яскраво вираженими неметаллическими властивостями (галоген), а останнім - інертний газ. I період складається з двох елементів, роль лужного металу і галогену тут одночасно виконує водень. II і III періоди включають по 8 елементів, названих Менделєєвим типовими. IV і V періоди налічують по 18 елементів, VI-32. VII період ще не завершений і поповнюється штучно створюваними елементами; в даний час в цьому періоді налічується 17 елементів. I, II і III періоди називають малими, кожен з них складається з одного горизонтального ряду, IV-VII- великими: вони (за винятком VII) включають два горизонтальних ряду - парний (верхній) і непарний (нижній). У парних рядах великих періодів знаходяться лише метали, і зміна властивостей елементів в ряду зліва направо виражено слабо.

У непарних рядах великих періодів властивості елементів в ряду змінюються так само, як властивості типових елементів. У парному ряду VI періоду після лантану слід 14 елементів [званих лантаніди (див.), Лантаноїдами, рідкоземельними елементами], подібних за хімічними властивостями з лантаном і між собою. Перелік їх наводиться окремо під таблицею.

Окремо виписані і наведені під таблицею елементи, такі за актініем- актинідії (актиноїди).

У періодичної системі хімічних елементів по вертикалях розташоване дев'ять груп. Номер групи дорівнює вищої позитивної валентності (див.) Елементів цієї групи. Виняток становлять фтор (буває тільки негативно одновалентних) і бром (не буває семивалентним); крім того, мідь, срібло, золото можуть проявляти валентність більше +1 (Cu-1 і 2, Ag і Au-1 і 3), а з елементів VIII групи валентностью +8 володіють тільки осмій і рутеній. Кожна група, за винятком восьмий і нульовий, ділиться на дві підгрупи: головну (розташована правіше) і побічну. В головні підгрупи входять типові елементи і елементи великих періодів, в побічні - тільки елементи великих періодів і до того ж метали.

За хімічними властивостями елементи кожної підгрупи цієї групи значно відрізняються один від одного і тільки вища позитивна валентність однакова для всіх елементів даної групи. У головних підгрупах зверху вниз посилюються металеві властивості елементів і слабшають неметалічні (так, францій є елементом з найбільш яскраво вираженими металевими властивостями, а фтор - неметаллическими). Таким чином, місце елемента в періодичній системі Менделєєва (порядковий номер) визначає його властивості, які представляють собою середнє з властивостей сусідніх елементів по вертикалі і горизонталі.

Деякі групи елементів носять особливі назви. Так, елементи головних підгруп I групи називають лужними металами, II групи - лужноземельними металами, VII групи - галогенами, елементи, розташовані за ураном, - трансурановими. Елементи, які входять до складу організмів, беруть участь в процесах обміну речовин і мають явно вираженої біологічної роллю, називають біогенними елементами. Всі вони займають верхню частину таблиці Д. І. Менделєєва. Це в першу чергу О, С, Н, N, Са, Р, К, S, Na, Cl, Mg і Fe, що становлять основну масу живої речовини (понад 99%). Місця, які займає цими елементами в періодичній системі, пофарбовані в світло-блакитний колір. Біогенні елементи, яких в організмі дуже мало (від 10 -3 до 10 -14%), називають мікроелементами (див.). У клітинах періодичної системи, забарвлених в жовтий колір, поміщені мікроелементи, життєво важливе значення яких для людини доведено.

Відповідно до теорії будови атомів (див. Атом) хімічні властивості елементів залежать в основному від числа електронів на зовнішній електронній оболонці. Періодична зміна властивостей елементів зі збільшенням позитивного заряду атомних ядер пояснюється періодичним повторенням будови зовнішньої електронної оболонки (енергетичного рівня) атомів.

У малих періодах зі збільшенням позитивного заряду ядра зростає число електронів на зовнішній оболонці від 1 до 2 в I періоді і від 1 до 8 в II і III періодах. Звідси зміна властивостей елементів в періоді від лужного металу до інертного газу. Зовнішня електронна оболонка, яка містить 8 електронів, є завершеною і енергетично стійкою (елементи нульової групи хімічно інертні).

У великих періодах в парних рядах з ростом позитивного заряду ядер число електронів на зовнішній оболонці залишається постійним (1 або 2) і йде заповнення електронами другий зовні оболонки. Звідси повільне зміна властивостей елементів в парних рядах. У непарних рядах великих періодів зі збільшенням заряду ядер йде заповнення електронами зовнішньої оболонки (від 1 до 8) і властивості елементів змінюються так, як і у типових елементів.

Число електронних оболонок в атомі дорівнює номеру періоду. Атоми елементів головних підгруп мають на зовнішніх оболонках число електронів, що дорівнює номеру групи. Атоми елементів побічних підгруп містять на зовнішніх оболонках один або два електрони. Цим пояснюється відмінність у властивостях елементів головної та побічної підгруп. Номер групи вказує можливе число електронів, які можуть брати участь в утворенні хімічних (валентних) зв'язків (див. Молекула), тому такі електрони називають валентними. У елементів побічних підгруп валентними є не тільки електрони зовнішніх оболонок, але і передостанніх. Число і будова електронних оболонок зазначено в поданій періодичної системі хімічних елементів.

Періодичний закон Д. І. Менделєєва і заснована на ньому система мають винятково велике значення в науці і практиці. Періодичний закон і система стали основою для відкриття нових хімічних елементів, точного визначення їх атомних ваг, розвитку вчення про будову атомів, встановлення геохімічних законів розподілу елементів в земній корі і розвитку сучасних уявлень про живу речовину, склад якого і пов'язані з ним закономірності знаходяться відповідно з періодичної системою. Біологічна активність елементів і їх вміст в організмі також багато в чому визначаються місцем, яке вони займають в періодичній системі Менделєєва. Так, зі збільшенням порядкового номера в ряді груп зростає токсичність елементів і зменшується їх вміст в організмі. Періодичний закон є яскравим виразом найбільш загальних діалектичних законів розвитку природи.

Геніального російського хіміка Д. І. Менделєєва все життя відрізняло прагнення до пізнання невідомого. Це прагнення, а також глибокі й якнайширші знання в поєднанні з безпомилкової наукової інтуїцією і дозволили Дмитру Івановичу розробити наукову класифікацію хімічних елементів - Періодичну систему в формі його знаменитої таблиці.

Періодичну систему хімічних елементів Д. І. Менделєєва можна представити у вигляді великого будинку, в якому «дружно живуть» абсолютно всі хімічні елементи, відомі людині. Щоб уміти користуватися Періодичної системою, необхідно вивчити хімічний алфавіт, т. Е. Знаки хімічних елементів.

З їх допомогою ви навчитеся писати слова - хімічні формули, а на їх основі можна буде записувати дані пропозиції - рівняння хімічних реакцій. Кожен хімічний елемент позначають власним хімічним знаком, або символом, який поряд з назвою хімічного елемента записаний в таблиці Д. І. Менделєєва. Як символи за пропозицією шведського хіміка Й. Берцеліуса були прийняті в більшості випадків початкові літери латинських назв хімічних елементів. Так, водень (латинська назва Hydrogenium - гідрогеніумом) позначають буквою Н (читають «аш»), кисень (латинська назва Oxygenium - оксігеніум) - буквою О (читають «про»), вуглець (латинська назва сarboneum - карбонеум) - літерою С ( читають «це»).

На букву З починаються латинські назви ще кількох хімічних елементів: кальцію (

Calcium), міді (Cuprum), кобальту (Cobaltum) і ін. Щоб їх розрізнити, І. Берцеліус запропонував до початкової букві латинської назви додавати ще одну з наступних букв назви. Так, хімічний знак кальцію записують символом Са (читають «кальцій»), міді - Сu (читають «купрум»), кобальту - Со (читають «кобальт»).

У назвах одних хімічних елементів відображені найважливіші властивості елементів, наприклад, водень - народжує воду, кисень - породжує кислоти, фосфор - несе світло (рис. 20) і т. Д.

Мал. 20.
Етимологія назви елемента № 15 Періодичної системи Д. І. Менделєєва

Інші елементи названі на честь небесних тіл або планет Сонячної системи - селен і телур (рис. 21) (від грец. Селена - Місяць і Теллуріс - Земля), уран, нептуній, плутоній.

Мал. 21.
Етимологія назви елемента № 52 Періодичної системи Д. І. Менделєєва

Окремі назви запозичені з міфології (рис. 22). Наприклад, тантал. Так звали улюбленого сина Зевса. За злочини перед богами Тантал був суворо покараний. Він стояв по горло в воді, і над ним звисали гілки з соковитими, ароматними плодами. Однак тільки-но він хотів напитися, як вода витікала від нього, ледь бажав втамувати голод і простягав руку до плодів - гілки відхилялися в бік. Намагаючись виділити тантал з руд, хіміки випробували не менш мук.

Мал. 22.
Етимологія назви елемента № 61 Періодичної системи Д. І. Менделєєва

Деякі елементи були названі в честь різних держав або частин світу. Наприклад, германій, галій (Галлія - \u200b\u200bстаровинна назва Франції), полоній (в честь Польщі), скандій (на честь Скандинавії), францій, рутеній (Рутенія - латинська назва Росії), европий і америцій. Ось елементи, названі на честь міст: гафній (в честь Копенгагена), лютеций (за старих часів Париж називали Лютецій), берклій (в честь міста Берклі в США), ітрій, тербий, ербій, ітербій (назви цих елементів походять від Иттерби - маленького міста в Швеції, де вперше був виявлений мінерал, що містить ці елементи), Дубно (рис. 23).

Мал. 23.
Етимологія назви елемента № 105 Періодичної системи Д. І. Менделєєва

Нарешті, в назвах елементів увічнені імена великих вчених: кюрий, фермій, ейнштейній, менделевій (рис. 24), лоуренсій.

Мал. 24.
Етимологія назви елемента № 101 Періодичної системи Д. І. Менделєєва

Кожному хімічному елементу відведена в таблиці Менделєєва, в загальному «будинку» всіх елементів, своя «квартира» - клітина зі строго певним номером. Глибокий сенс цього номера вам розкриється при подальшому вивченні хімії. Так само строго розподілена і поверховість цих «квартир» - періоди, в яких «живуть» елементи. Як і порядковий номер елемента (номер «квартири»), номер періоду ( «поверху») таїть в собі найважливішу інформацію про будову атомів хімічних елементів. По горизонталі - «поверховості» - Періодична система ділиться на сім періодів:

• 1-й період включає в себе два елементи: водень Н і гелій Чи не;
• 2-й період починається літієм Li і закінчується неоном Ne (8 елементів);
• 3-й період починається натрієм Na і закінчується аргоном Аг (8 елементів).

Три перших періоду, що складаються кожен з одного ряду, називають малими періодами.

Періоди 4, 5 і 6-й включають по два ряди елементів, їх називають великими періодами; 4-й і 5-й періоди містять по 18 елементів, 6-й - 32 елемента.

7-й період - незавершений, складається поки лише з одного ряду.

Зверніть увагу на «підвальні поверхи» Періодичної системи - там «живуть» по 14 елементів-близнюків, схожі за своїми властивостями одні на лантан La, інші на актиній Ас, які представляють їх на верхніх «поверхах» таблиці: в 6-м і 7 -м періодах.

По вертикалі хімічні елементи, «живуть» в схожих за властивостями «квартирах», розташовуються один під одним в вертикальних шпальтах - групах, яких в таблиці Д. І. Менделєєва вісім.

Кожна група складається з двох підгруп - головної та побічної. Підгрупу, в яку входять елементи і малих, і великих періодів, називають головною підгрупою або групою А. підгрупу, в яку входять елементи тільки великих періодів, називають побічної підгрупою або групою В. Так, в головну підгрупу I групи (IA групи) входять літій , натрій, калій, рубідій і францій - це підгрупа літію Li; побічна підгрупа цієї групи (IB групи) утворена міддю, сріблом і золотом - це підгрупа міді Сі.

Крім форми таблиці Д. І. Менделєєва, яка називається короткопериодной (вона приведена на форзаці підручника), існує безліч інших форм, наприклад длінноперіодних варіант.

Подібно до того як з елементів гри «Лего» дитина може сконструювати величезна кількість різних предметів (див. Рис. 10), так і з хімічних елементів природа і людина створили навколишній нас різноманіття речовин. Ще наочніше інша модель: подібно до того як 33 літери російського алфавіту утворюють різні комбінації, десятки тисяч слів, так і 114 хімічних елементів в різних поєднаннях створюють понад 20 мільйонів різних речовин.

Постарайтеся засвоїти закономірності утворення слів - хімічних формул, і тоді світ речовин відкриється перед вами у всій своїй барвистому розмаїтті.

Але для цього спочатку вивчіть букви - символи хімічних елементів (табл. 1).

Таблиця 1
Назви деяких хімічних елементів

Ключові слова і словосполучення

1. Періодична система хімічних елементів (таблиця) Д. І. Менделєєва.
2. Періоди великі і малі.
3. Групи і підгрупи - головна (А група) і побічна (В група).
4. Символи хімічних елементів.

Робота з комп'ютером

1. Зверніться до електронного додатком. Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані завдання.
2. Знайдіть в Інтернеті електронні адреси, які можуть служити додатковими джерелами, що розкривають зміст ключових слів і словосполучень параграфа. Запропонуйте вчителю свою допомогу в підготовці нового уроку - зробіть повідомлення за ключовими словами і словосполученнями наступного параграфа.

Запитання і завдання

1. Користуючись словниками (етимологічним, енциклопедичним і хімічних термінів), назвіть найважливіші властивості, які відображені в назвах хімічних елементів: бром Вr, азот N, фтор F.
2. Поясніть, як в назві хімічних елементів титану і ванадію відображено вплив давньогрецьких міфів.
3. Чому латинська назва золота Aurum (аурум), а срібла - Argentum (аргентум)?
4. Розкажіть історію відкриття будь-якого (за вашим вибором) хімічного елемента і поясніть етимологію його назви.
5. Запишіть «координати», т. Е. Становище в Періодичній системі Д. І. Менделєєва (номер елемента, номер періоду і його вид - великий чи малий, номер групи і підгрупа - головна або побічна), для наступних хімічних елементів: кальцій, цинк , сурма, тантал, европий.
6. Розподіліть хімічні елементи, перераховані в таблиці 1, на три групи за ознакою «вимова хімічного символу». Чи може виконання цього завдання допомогти вам в запам'ятовуванні хімічних символів і вимові символів елементів?

Періодичний закон Д.І. Менделєєва і періодична система хімічних елементів має велике значення в розвитку хімії. Зануримося в 1871 рік, коли професор хімії Д.І. Менделєєв, методом численних спроб і помилок, прийшов до висновку, що «... властивості елементів, а тому і властивості утворених ними простих і складних тіл, стоять у періодичній залежності від їх атомної ваги». Періодичність зміни властивостей елементів виникає внаслідок періодичного повторення електронної конфігурації зовнішнього електронного шару зі збільшенням заряду ядра.

Сучасна формулювання періодичного закону така:

«Властивості хімічних елементів (тобто властивості і форма утворених ними сполук) перебувають у періодичній залежності від заряду ядра атомів хімічних елементів».

Викладаючи хімію, Менделєєв розумів, що запам'ятовування індивідуальних властивостей кожного елемента, викликає у студентів труднощі. Він став шукати шляхи створення системного методу, щоб полегшити запам'ятовування властивостей елементів. В результаті з'явилася природна таблиця, Пізніше вона стала називатися періодичної.

Наша сучасна таблиця дуже схожа на менделеевскую. Розглянемо її докладніше.

таблиця Менделєєва

Періодична таблиця Менделєєва складається з 8 груп і 7 періодів.

Вертикальні стовпці таблиці називають групами . Елементи, всередині кожної групи, володіють схожими хімічними і фізичними властивостями. Це пояснюється тим, що елементи однієї групи мають подібні електронні конфігурації зовнішнього шару, число електронів на якому дорівнює номеру групи. При цьому група розділяється на головні і побічні підгрупи.

В Головні підгрупи входять елементи, у яких валентні електрони розташовуються на зовнішніх ns- і np- подуровнях. В побічні підгрупи входять елементи, у яких валентні електрони розташовуються на зовнішньому ns- підрівні і внутрішньому (n - 1) d- підрівні (або (n - 2) f- підрівні).

Всі елементи в періодичної таблиці , В залежності від того, на якому підрівні (s-, p-, d- або f-) знаходяться валентні електрони класифікуються на: s- елементи (елементи головної підгрупи I і II груп), p- елементи (елементи головних підгруп III - VII груп), d- елементи (елементи побічних підгруп), f- елементи (лантаноїди, актиноїди).

Вища валентність елемента (за винятком O, F, елементів підгрупи міді і восьмий групи) дорівнює номеру групи, в якій він знаходиться.

Для елементів головних і побічних підгруп однаковими є формули вищих оксидів (і їх гідратів). У головних підгрупах складу водневих з'єднань є однаковими, для елементів, що знаходяться в цій групі. Тверді гідриди утворюють елементи головних підгруп I - III груп, а IV - VII груп утворюють а газоподібні водневі сполуки. Водневі сполуки типу ЕН 4 - нейтральнішою з'єднання, ЕН 3 - підстави, Н 2 Е і НЕ - кислоти.

Горизонтальні ряди таблиці називають періодами. Елементи в періодах відрізняються між собою, але загальне у них те, що останні електрони перебувають на одному енергетичному рівні ( головне квантове числоn - однаково ).

Перший період відрізняється від інших тим, що там знаходяться всього 2 елементи: водень H і гелій He.

У другому періоді знаходяться 8 елементів (Li - Ne). Літій Li - лужний метал починає період, а замикає його благородний газ неон Ne.

У третьому періоді, також як і в другому знаходяться 8 елементів (Na - Ar). Починає період лужної метал натрій Na, а замикає його благородний газ аргон Ar.

У четвертому періоді знаходяться 18 елементів (K - Kr) - Менделеев його позначив як перший великий період. Починається він також з лужного металу Калій, а закінчується інертним газом криптон Kr. До складу великих періодів входять перехідні елементи (Sc - Zn) - d-елементи.

У п'ятому періоді, аналогічно четвертому знаходяться 18 елементів (Rb - Xe) і структура його подібна до четвертим. Починається він також з лужного металу рубідій Rb, а закінчується інертним газом ксенон Xe. До складу великих періодів входять перехідні елементи (Y - Cd) - d-елементи.

Шостий період складається з 32 елементів (Cs - Rn). Крім 10 d-елементів (La, Hf - Hg) в ньому знаходиться ряд з 14 f-елементів (лантаноїди) - Ce - Lu

Сьомий період не закінчений. Він починається з Францій Fr, можна припустити, що він буде містити, також як і шостий період, 32 елемента, які вже знайдені (до елемента з Z \u003d 118).

Інтерактивна таблиця Менделєєва

Якщо подивитися на періодичну таблицю Менделєєва і провести уявну межу, що починається у бору і закінчується між полонієм і астату, то все метали будуть знаходитися зліва від межі, а неметали - справа. Елементи, що безпосередньо прилягають до цієї лінії будуть мати властивості як металів, так і неметалів. Їх називають металоїдами або напівметал. Це бор, кремній, германій, миш'як, сурма, телур і полоній.

періодичний закон

Менделєєв дав наступне формулювання Періодичного закону: «властивості простих тіл, а також форми і властивості з'єднань елементів, а тому і властивості утворених ними простих і складних тіл, стоять у періодичній залежності від їх атомної ваги».
Існує чотири основних періодичних закономірності:

правило октету стверджує, що всі елементи прагнуть придбати або втратити електрон, щоб мати восьміелектронную конфігурацію найближчого благородного газу. Оскільки зовнішні s- і p-орбіталі благородних газів повністю заповнені, то вони є найбільш стабільними елементами.
енергія іонізації - це кількість енергії, необхідне для відриву електрона від атома. Згідно з правилом октету, при русі по періодичній таблиці зліва направо для відриву електрона потрібно більше енергії. Тому елементи з лівого боку таблиці прагнуть втратити електрон, а з правого боку - його придбати. Найвища енергія іонізації у інертних газів. Енергія іонізації зменшується при русі вниз по групі, тому що у електронів низьких енергетичних рівнів є здатність відштовхувати електрони з більш високих енергетичних рівнів. Це явище названо ефектом екранування. Завдяки цьому ефекту зовнішні електрони мене міцно пов'язані з ядром. Рухаючись по періоду енергія іонізації плавно збільшується зліва направо.

Спорідненість до електрону- зміна енергії при придбанні додаткового електрона атомом речовини в газоподібному стані. При русі по групі вниз спорідненість до електрону стає менш негативним внаслідок ефекту екранування.

електронегативність - міра того, наскільки сильно прагне притягувати до себе електрони пов'язаної з нею іншої атома. Електронегативність збільшується при русі в періодичної таблиці зліва направо і знизу вгору. При цьому треба пам'ятати, що благородні гази не мають електронегативності. Таким чином, найбільш електронегативний елемент - фтор.

На підставі цих понять, розглянемо як змінюються властивості атомів і їх сполук в таблиці Менделєєва.

Отже, в періодичній залежності знаходяться такі властивості атома, які пов'язані з його електронною конфігурацією: атомний радіус, енергія іонізації, електронегативність.

Розглянемо зміну властивостей атомів і їх сполук в залежності від положення в періодичної системі хімічних елементів.

Неметаллічность атома збільшується при русі в періодичній таблиці зліва направо і знизу вгору. У зв'язку з цим основні властивості оксидів зменшуються, а кислотні властивості збільшуються в тому ж порядку - при русі зліва направо і знизу вгору. При цьому кислотні властивості оксидів тим сильніше, чим більше ступінь окислення утворить його елемента

За періодом зліва направо основні властивості гідроксидівслабшають, по головним підгрупах зверху вниз сила підстав збільшується. При цьому, якщо метал може утворити кілька гідроксидів, то зі збільшенням ступеня окислення металу, основні властивості гідроксидів слабшають.

за періодом зліва направо збільшується сила кисневмісних кислот. При русі зверху вниз в межах однієї групи сила кисневмісних кислот зменшується. При цьому сила кислоти збільшується зі збільшенням ступеня окислення утворить кислоту елемента.

за періодом зліва направо збільшується сила безкисневих кислот. При русі зверху вниз в межах однієї групи сила безкисневих кислот збільшується.

категорії,

Елементи в періодичній системі розташовуються в послідовності зростання порядкових номерів Z від 1 до 110 . Порядковий номер елемента Z відповідає заряду ядра його атома, а також числу рухомих в полі ядра електронів.

Хімічні елементи за структурою збудженому атомів поділяються на природні сукупності, що відображено в періодичній системі у вигляді горизонтальних і вертикальних рядів - періодів і груп.

Період являє собою послідовний ряд елементів, в атомах яких відбувається заповнення однакового числа енергетичних рівнів (електронних шарів). Номер періоду вказує на число електронних шарів в атомах елементів. Періоди починаються s-елементами, в атомах яких на новому рівні з'являється перший s - електрон з новим значенням головного квантового числа n (водень і лужні метали), а закінчуються р - елементами, атомами інертних газів, що мають стійку електронну структуру зовнішнього рівня ns 2 np 6 (У першого періоду - s - елементом 2 He).

Різниця в послідовності заповнення електронних шарів (зовнішніх і ближчих до ядра) пояснює причину різної довжини періодів. 1,2,3 періоди - малі, 4,5,6,7 - великі періоди. Малі періоди містять 2 і 8 елементів, великі періоди - 18 і 32 елемента, сьомий період залишається незавершеним, хоча конструктивно він побудований аналогічно шостому періоду.

Відповідно до максимальним числом електронів на зовнішньому рівні збудженому атомів елементи періодичної системи поділяються на вісім груп . Групи елементів - це сукупність елементів з однаковою кількістю валентних електронів в атомі. Номер групи дорівнює числу валентних електронів.

Положення в групах s- і p- елементів визначається загальним числом електронів зовнішнього шару. Наприклад, фосфор (), що має на зовнішньому шарі п'ять електронів, відноситься кv групі, аргон () - кVIII, кальцій () - коII групі і т. Д.

Положення в групах d - елементів обумовлюється загальним числом s - електронів зовнішнього і d - електронів предвнешнего рівня. За цією ознакою перші шість елементів кожного сімейства d - елементів розташовуються в одній з відповідних груп: скандій ВIII, марганець вVII, залізо вVIII і т. Д. Цинк, у якого предвнешнего шар завершений і зовнішніми є- електрони, відноситься коII групі. В атомах d - елементів, як правило, на зовнішньому рівні міститься по два електрона, за винятком Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au. У останніх спостерігається енергетично вигідний «провал» одного електрона з зовнішнього рівня на d - підрівень предвнешнего рівня, що відбувається при добудові цього підрівня до п'яти (половинна ємність) або десяти електронів (максимальна ємність), т. Е. До стану, коли все орбіталі зайняті кожна одним електроном або коли вони зайняті кожна парою електронів. В атомі паладію (Pd) відбувається «подвійний провал» електронів.

За наявності на зовнішньому шарі лише одного електрона (за рахунок «провалу» одного з s - електронів зовнішнього шару в предвнешнего d - подслой) мідь (), а також сереброі золотоотносят Кi групі. Кобальт і нікель, родій паладій, ірідійі платінувместе сFe, Ru, і Os зазвичай поміщають в VIII групу.

Відповідно до особливостей електронних структур сімейства 4f - (лантаноїди) і 5f - (актиноїди) елементів поміщають в III групу.

Групи діляться на підгрупи: головні (підгрупи А) і побічні (підгрупи В). Підгрупи включають в себе елементи з аналогічними електронними структурами (елементи - аналоги).s- і р - елементи складають так звануголовну підгрупу, або підгрупу А,d - елементи -побічну, або підгрупу В.

Наприклад, IV група періодичної системи складається з наступних підгруп:

Елементи головної підгрупи (А)