Періодичний закон і періодична система Д.І.Менделєєва

BUSINESS AND CORPORATEЯВИЩЕ ПЕРІОДИЧНОЇ ЗМІНИ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЕЛЕМЕНТІВ І ЇХНІХ СПОЛУК на основі уявлень про електронну будову атомів

Періодичний закон сформульований 1.03.1869 Властивості хімічних елементів, а також утворених ними простих і складних речовин перебувають у періодичній залежності від відносних атомних мас елементів. Дмитро  Менделєєв

Періодичний закон після відкриття складної будови атомавластивості хімічних елементів, простих речовин, склад і властивості сполук перебувають у періодичній залежності від зарядів ядер атомів. Ернест Резерфорд

протон. Сумарну кількість протонів і нейтронів – нуклонним числом. Кількість протонів в атомі називають протонним числом. Кількість протонів завжди дорівнює кількості електроніві визначається порядковим номером хімічного елемента+0-Атом – найменша електронейтральна частинка, складник речовининейтронелектрон

Хімічний елемент – вид атомів із певним зарядом ядра. Заряд ядра визначається числом протонів, що міститься в ньому. Атоми одного хімічного елементу можуть відрізнятися кількістю нейтронівІзотопи водню

Для визначення складу ядер атомів,замість нуклонного числа можна використовувати значення атомної масилише для 20 елементів (кожний із них має лише один природний ізотоп). Кількість протонів завжди дорівнює кількості електроніві визначається порядковим номером хімічного елемента.

Електрони розміщують на певних енергетичних рівняхі підрівнях, а їхній розподіл називають електронною конфігурацією. Саме електронні конфігурації атомів дають змогу передбачитиі пояснити властивості хімічних елементів

Електрон – дуже дрібна частинка. Визначити його місце перебування в будь-який момент неможливо. Частину простору атома, в якій перебування електрона найбільш ймовірне,називають електронною орбіталлю. За формою розрізняють різні типи орбіталей. Серед них: s-орбіталь – має сферичну форму,p-орбіталь – гантелеподібна,d- і f-орбіталі – мають складніші форми

Орбіталь схематично зображають квадратиком,а електрон у ній – стрілкою. В одній орбіталі можуть перебувати один або два електрони. Електрон обертається навколо власної осі. При цьому, в нього виникає магнітний момент обертання – спін. Зверніть увагу на розподіл підрівнів за енергією. Електрон у 3d-орбіталі має вищу енергію, ніж у 4s-орбіталі. Тому, електронами спочатку буде заповнюватися 4s-орбіталь,а потім - 3d-орбіталь. Отже, послідовність заповнення електронами електронних орбіталей є такою:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p…

Залежно від того, в яку орбіталь атома надходить “останній” електрон,розрізняють s-, р-, d- і f-елементи. Електрони розміщуються в атомі таким чином, щоб їхня енергія була мінімальною. Це – принцип мінімальної енергії

В атомах металічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні перебуває,як правило, від одного до 3-х електронів. В атомах неметалічних елементів на зовнішньому енергетичному рівнізазвичай – від 4 до 8 електронів. Металічні елементи легко віддають електрони, неметалічні навпаки

В межах групи металічні властивості посилюються ↓, в межах періодупідсилюються ←Неметалічні властивості в межах групи підсилюються ↑, в межах періоду →

Розрізняють: Лужні метали. Лужноземельні метали. Галогени – найактивніші неметалиІнертні гази. Зміна металічних властивостей

Радіус атома — величина, що визначається розмірами електронної оболонкиатома і дорівнює середній відстані між центром ядра атомата найвіддаленішою електронною оболонкою атома

Радіуси атомів елементів у періоді, як правило, зменшуються зліва направо, чим більший заряд ядра, тим ближче до нього перебувають електрони й тим радіус атома менший. А в межах однієї підгрупи радіуси атомів елементів в основному зростають зверху донизу через збільшення кількості електронних оболонок в атомі

Основний стан атома характеризується мінімальною енергією атома. У більшості випадків ця енергія визначається розподілом електронів в електронній оболонці атома згідно з принципом мінімальної енергії. Під час збудження атомів (наприклад, нагрівання) відбувається перехід електронів на інші, менш енергетично вигідні орбіталі.

Валентністю називають число хімічних зв'язків, які атом утворює з іншими атомами в молекулі, тобто валентність дорівнює числу спільних електронних пар, утворених атомом. Але спільні електронні пари характерні тільки для ковалентного зв'язку

У більшості випадків валентність визначається числом неспарених електронів у атомі. Наприклад, атоми Оксигену на зовнішньому енергетичному рівні містять два неспарені електрони, тому виявляють валентність II. Число неспарених електронів в атомах може змінюватися внаслідок збудження атомів, завдяки чому атоми багатьох елементів виявляють змінну валентність.

Як визначити валентність за таблицею Менделєєва. Для атомів елементів І, ІІ, ІІІ А груп валентність завжди дорівнює номеру групи. Для атомів елементів IV, V, VI, VII A груп вища валентність дорівнює номеру групи. У Гідрогена і Флуора валентність завжди І, у Оксагена – ІІ. Для атомів елементів IV, V, VI, VII A груп валентність дорівнює: 8 - номер групи. Для елементів побічних груп валентність змінна

Важливо розрізняти поняття «валентність» і «ступінь окиснення»Ступінь окиснення – це цілочисельний заряд, якого набуває атому речовині після втрати чи приєднання електронів. Ступінь окиснення елемента у простій речовині дорівнює нулю, а в бінарних йонних сполуках збігається із зарядом йона. У сполуках числові значення валентності та ступеня окиснення (без урахування знаку заряда) можуть збігатися, а можуть різнитися.

За потреби, використовують таблицю електронегативностіУ сполуках ступені окиснення визначають, використовуючи правило електронейтральності речовини:сума ступенів окиснення всіх атомів дорівнює нулю.

Необхідно зазначити, що для неметалічних елементів парних групхарактерні парні значення валентностіта ступенів окиснення, а для елементів непарних груп -непарні значення.

Явище періодичної зміни властивостей сполук елементів на основі уявлень про електронну будову атомів

 Металічний характер елементів у періоді слабшає, а неметалічний характер посилюється (у галогенів він виражений найбільш яскраво). Останні елементи кожного періоду називають інертними, оскільки їх прості речовини надзвичайно пасивні (гелій, неон і аргон не вступають у хімічні реакції). Періодичність змін характеру хімічних елементів. Якщо «рухатись» по періодичній системі за зростанням зарядів ядер атомів, тобто за збільшенням порядкових номерів елементів, то зафіксуємо періодичну зміну типів і хімічної активності простих речовин. Періодичність змін властивостей простих речовин

Порівняємо активність металів, утворених елементами 2-го і 3-го періодів, за відношенням до води Літій реагує з водою за звичайних умов. Магній - за нагрівання Алюміній з водою не взаємодіє

Найхарактернішими сполуками для кожного елемента є вищий оксид та відповідний гідрат оксиду. У цих речовинах елемент виявляє максимально можливий для нього ступінь окиснення. Періодичність змін властивостей складних речовин. Оксиди. Оксидом називають сполуку елемента з Оксигеном, який має ступінь окиснення -2. Оксиди поділяють на основні, кислотні й амфотерні. Металічним елементам властиве утворення основних оксидів (деякі оксиди є амфотерними і навіть кислотними), а неметалічні елементи утворюють кислотні оксиди.

Гідрати оксидів. Гідратом оксиду, або скорочено — гідроксидом, називають сполуку оксиду з водою. Гідратами основних оксидів є основи (Mg. O => Mg(OH)2), амфотерних оксидів — амфотерні гідроксиди (Аl2 О3 => Аl(ОН)3), а кислотних оксидів — оксигеновмісні кислоти (SO3 => H2 SO4).