Ο περιοδικός νόμος του D.I. Mendeleev.
Οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων, και επομένως οι ιδιότητες των απλών και σύνθετων σωμάτων που σχηματίζονται από αυτά, εξαρτώνται περιοδικά από το μέγεθος του ατομικού βάρους.
Η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου.
Η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου συνίσταται σε μια περιοδική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων, ως αποτέλεσμα της περιοδικής επανάληψης του e-ου κελύφους των ατόμων, με διαδοχική αύξηση στο n.
Η σύγχρονη σύνθεση του PZ D.I. Mendeleev.
Η ιδιότητα των χημικών στοιχείων, καθώς και η ιδιότητα των απλών ή πολύπλοκων ουσιών που σχηματίζονται από αυτά, εξαρτάται περιοδικά από το μέγεθος του φορτίου των πυρήνων των ατόμων τους.
Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων.
Περιοδικός πίνακας - ένα σύστημα ταξινομήσεων χημικών στοιχείων, που δημιουργήθηκε με βάση τον περιοδικό νόμο. Περιοδικός πίνακας - δημιουργεί συνδέσεις μεταξύ χημικών στοιχείων που αντικατοπτρίζουν τις ομοιότητες και τις διαφορές τους.
Περιοδικός πίνακας (υπάρχουν δύο τύποι: σύντομος και μακρύς) στοιχείων.
Περιοδικός Πίνακας Στοιχείων - γραφική απεικόνιση του περιοδικού πίνακα στοιχείων, αποτελείται από 7 περιόδους και 8 ομάδες.
Ερώτηση 10
Περιοδικός πίνακας και η δομή των ηλεκτρονίων των ατόμων των στοιχείων.
Αργότερα διαπιστώθηκε ότι όχι μόνο ο τακτικός αριθμός του στοιχείου έχει βαθύ φυσικό νόημα, αλλά και άλλες έννοιες που είχαν προηγουμένως θεωρηθεί νωρίτερα απέκτησαν σταδιακά φυσικό νόημα. Για παράδειγμα, ο αριθμός της ομάδας, που υποδεικνύει το υψηλότερο σθένος ενός στοιχείου, αποκαλύπτει έτσι τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων ενός ατόμου ενός στοιχείου που μπορούν να συμμετάσχουν στο σχηματισμό ενός χημικού δεσμού.
Ο αριθμός περιόδου, με τη σειρά του, αποδείχθηκε ότι σχετίζεται με τον αριθμό των ενεργειακών επιπέδων που είναι διαθέσιμα στο ηλεκτρονιακό κέλυφος ενός ατόμου ενός στοιχείου μιας δεδομένης περιόδου.
Έτσι, για παράδειγμα, οι «συντεταγμένες» του κασσίτερου Sn (αριθμός σειράς 50, περίοδος 5, κύρια υποομάδα της ομάδας IV) σημαίνουν ότι υπάρχουν 50 ηλεκτρόνια στο άτομο κασσίτερου, κατανέμονται σε 5 ενεργειακά επίπεδα, μόνο 4 ηλεκτρόνια είναι σθένος .
Η φυσική έννοια της εύρεσης στοιχείων σε υποομάδες διαφορετικών κατηγοριών είναι εξαιρετικά σημαντική. Αποδεικνύεται ότι για στοιχεία που βρίσκονται σε υποομάδες της κατηγορίας I, το επόμενο (τελευταίο) ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο s-υποεπίπεδοεξωτερικό επίπεδο. Αυτά τα στοιχεία ανήκουν στην οικογένεια των ηλεκτρονικών. Στα άτομα των στοιχείων που βρίσκονται σε υποομάδες της κατηγορίας II, το επόμενο ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο p-υποεπίπεδοεξωτερικό επίπεδο. Αυτά είναι στοιχεία της ηλεκτρονικής οικογένειας "p." Έτσι, το επόμενο 50ο ηλεκτρόνιο ατόμων κασσίτερου βρίσκεται στο p-υποεπίπεδο του εξωτερικού, δηλαδή στο 5ο ενεργειακό επίπεδο.
Για άτομα στοιχείων υποομάδων κατηγορίας III, το επόμενο ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο d-υποεπίπεδο, αλλά ήδη πριν από το εξωτερικό επίπεδο, πρόκειται για στοιχεία της ηλεκτρονικής οικογένειας «δ». Στα άτομα των λανθανιδών και των ακτινιδών, το επόμενο ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο f-υποεπίπεδο, πριν από το εξωτερικό επίπεδο. Αυτά είναι τα στοιχεία της ηλεκτρονικής οικογένειας "ΦΑ".
Δεν είναι τυχαίο, λοιπόν, ότι οι προαναφερθέντες αριθμοί των υποομάδων αυτών των 4 κατηγοριών, δηλαδή 2-6-10-14, συμπίπτουν με τους μέγιστους αριθμούς ηλεκτρονίων στα υποεπίπεδα s-p-d-f.
Αλλά αποδεικνύεται ότι είναι δυνατό να λυθεί το ζήτημα της σειράς πλήρωσης του ηλεκτρονιακού κελύφους και να εξαχθεί ένας ηλεκτρονικός τύπος για ένα άτομο οποιουδήποτε στοιχείου και με βάση το περιοδικό σύστημα, το οποίο υποδεικνύει με επαρκή σαφήνεια το επίπεδο και το υποεπίπεδο του κάθε διαδοχικό ηλεκτρόνιο. Ο περιοδικός πίνακας υποδεικνύει επίσης την τοποθέτηση του ενός μετά το άλλο των στοιχείων ανά περιόδους, ομάδες, υποομάδες και την κατανομή των ηλεκτρονίων τους κατά επίπεδα και υποεπίπεδα, επειδή κάθε στοιχείο έχει το δικό του, που χαρακτηρίζει το τελευταίο του ηλεκτρόνιο. Για παράδειγμα, ας αναλύσουμε τη σύνταξη ενός ηλεκτρονικού τύπου για ένα άτομο του στοιχείου ζιρκονίου (Zr). Ο περιοδικός πίνακας δίνει δείκτες και "συντεταγμένες" αυτού του στοιχείου: αύξων αριθμός 40, περίοδος 5, ομάδα IV, πλευρική υποομάδα. Πρώτα συμπεράσματα: α) όλα τα ηλεκτρόνια 40, β) αυτά τα 40 ηλεκτρόνια κατανέμονται σε πέντε ενεργειακά επίπεδα, γ) έξω από 40 ηλεκτρόνια μόνο τα 4 είναι σθένους, δ) το επόμενο 40ο ηλεκτρόνιο εισήλθε στο d-υποεπίπεδο πριν από το εξωτερικό, δηλαδή, το τέταρτο ενεργειακό επίπεδο. Παρόμοια συμπεράσματα μπορούν να εξαχθούν για καθένα από τα 39 στοιχεία που προηγούνται του ζιρκονίου, μόνο οι δείκτες και οι συντεταγμένες θα να είσαι διαφορετικός κάθε φορά.
«Οι ιδιότητες των στοιχείων, και επομένως τα απλά και σύνθετα σώματα (ουσίες) που σχηματίζονται από αυτά, εξαρτώνται περιοδικά από το ατομικό τους βάρος».
Σύγχρονη διατύπωση:
«οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων (δηλαδή οι ιδιότητες και η μορφή των ενώσεων που σχηματίζονται από αυτά) εξαρτώνται περιοδικά από το πυρηνικό φορτίο των ατόμων των χημικών στοιχείων».
Η φυσική έννοια της χημικής περιοδικότητας
Οι περιοδικές αλλαγές στις ιδιότητες των χημικών στοιχείων οφείλονται στη σωστή επανάληψη της ηλεκτρονικής διαμόρφωσης του εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου (ηλεκτρόνια σθένους) των ατόμων τους με αύξηση του πυρηνικού φορτίου.
Ο περιοδικός πίνακας είναι μια γραφική αναπαράσταση του περιοδικού νόμου. Περιλαμβάνει 7 περιόδους και 8 ομάδες.
Περίοδος - οριζόντιες σειρές στοιχείων με την ίδια μέγιστη τιμή του κύριου κβαντικού αριθμού ηλεκτρονίων σθένους.
Ο αριθμός περιόδου δείχνει τον αριθμό των ενεργειακών επιπέδων σε ένα άτομο ενός στοιχείου.
Οι περίοδοι μπορεί να αποτελούνται από 2 (πρώτη), 8 (δεύτερη και τρίτη), 18 (τέταρτη και πέμπτη) ή 32 (έκτη) στοιχεία, ανάλογα με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό ενεργειακό επίπεδο. Η τελευταία, έβδομη περίοδος είναι ημιτελής.
Όλες οι περίοδοι (εκτός από την πρώτη) ξεκινούν με ένα αλκαλικό μέταλλο ( s - στοιχείο) και τελειώνουν με ένα ευγενές αέριο ( ns 2 np 6).
Οι μεταλλικές ιδιότητες θεωρούνται ως η ικανότητα των ατόμων στοιχείων να εγκαταλείπουν εύκολα ηλεκτρόνια και οι μη μεταλλικές ιδιότητες - να προσκολλούν ηλεκτρόνια λόγω της επιθυμίας των ατόμων να αποκτήσουν μια σταθερή διαμόρφωση με γεμάτα υποεπίπεδα. Γέμισμα του εξωτερικού s - υποεπίπεδο δείχνει τις μεταλλικές ιδιότητες του ατόμου και το σχηματισμό του εξωτερικούΠ - υποεπίπεδο - έως μη μεταλλικές ιδιότητες. Αύξηση του αριθμού ηλεκτρονίων ανάΠ - υποεπίπεδο (από 1 έως 5) ενισχύει τις μη μεταλλικές ιδιότητες του ατόμου. Άτομα με πλήρως σχηματισμένη, ενεργειακά σταθερή διαμόρφωση του εξωτερικού στρώματος ηλεκτρονίων ( ns 2 np 6) χημικά αδρανής.
Σε μεγάλες περιόδους, η μετάβαση των ιδιοτήτων από ένα ενεργό μέταλλο σε ένα ευγενές αέριο γίνεται πιο ομαλά από ότι σε μικρές περιόδους, επειδή ο σχηματισμός ενός εσωτερικού ( n - 1) d - υποεπίπεδο διατηρώντας το εξωτερικό ns 2 - στρώμα. Οι μεγάλες περίοδοι αποτελούνται από περιττές και ζυγές σειρές.
Στοιχεία ζυγών σειρών στο εξωτερικό στρώμα ns 2 - Τα ηλεκτρόνια, επομένως, κυριαρχούν οι μεταλλικές ιδιότητες και η αποδυνάμωσή τους με την αύξηση του πυρηνικού φορτίου είναι μικρή. σε μονές σειρές σχηματίζεται np - υποεπίπεδο, που εξηγεί τη σημαντική εξασθένηση των μεταλλικών ιδιοτήτων.
Ομάδες - κάθετες στήλες στοιχείων με τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων σθένους ίσο με τον αριθμό της ομάδας. Διακρίνετε τις κύριες και τις δευτερεύουσες υποομάδες.
Οι κύριες υποομάδες αποτελούνται από στοιχεία μικρών και μεγάλων περιόδων, τα ηλεκτρόνια σθένους των οποίων βρίσκονται στο εξωτερικό ns - και np - υποεπίπεδα.
Οι πλευρικές υποομάδες αποτελούνται από στοιχεία μόνο μεγάλων περιόδων. Τα ηλεκτρόνια σθένους τους βρίσκονται στο εξωτερικό ns - υποεπίπεδο και εσωτερικό ( n - 1) d - υποεπίπεδο (ή (n - 2) f - υποεπίπεδο).
Ανάλογα με ποιο υποεπίπεδο ( s -, p -, d - ή f -) γεμάτα με ηλεκτρόνια σθένους, τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα υποδιαιρούνται σε: s - στοιχεία (στοιχεία της κύριας υποομάδαςΟμάδες I και II), p - στοιχεία (στοιχεία των κύριων υποομάδων III - VII ομάδες), d - στοιχεία (στοιχεία πλευρικών υποομάδων),στ - στοιχεία (λανθανίδες, ακτινίδες).
Στις κύριες υποομάδες, από πάνω προς τα κάτω, οι μεταλλικές ιδιότητες ενισχύονται και οι μη μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν. Τα στοιχεία της κύριας και της δευτερεύουσας ομάδας διαφέρουν πολύ ως προς τις ιδιότητές τους.
Ο αριθμός ομάδας υποδεικνύει το υψηλότερο σθένος του στοιχείου (εκτός O, F, στοιχεία της υποομάδας του χαλκού και της όγδοης ομάδας).
Κοινοί τύποι των στοιχείων της κύριας και της δευτερεύουσας υποομάδας είναι οι τύποι των ανώτερων οξειδίων (και των υδριτών τους). Ανώτερα οξείδια και οι ένυδρες ενώσεις τους I - III ομάδες (εκτός από το βόριο), επικρατούν βασικές ιδιότητες, με IV έως VIII - όξινο.
Έχοντας μελετήσει τις ιδιότητες των στοιχείων που είναι διατεταγμένα σε μια σειρά αυξανόμενων τιμών της ατομικής τους μάζας, ο μεγάλος Ρώσος επιστήμονας D.I. Ο Mendeleev το 1869 εξήγαγε το νόμο της περιοδικότητας:
οι ιδιότητες των στοιχείων, και επομένως οι ιδιότητες των απλών και σύνθετων σωμάτων που σχηματίζονται από αυτά, εξαρτώνται περιοδικά από την τιμή των ατομικών βαρών των στοιχείων.
σύγχρονη διατύπωση του περιοδικού νόμου του Mendeleev:
Οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων των στοιχείων, εξαρτώνται περιοδικά από το φορτίο των πυρήνων τους.
Ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα καθορίζει το μέγεθος του θετικού φορτίου του πυρήνα και, κατά συνέπεια, τον τακτικό αριθμό Z του στοιχείου στο περιοδικό σύστημα. Ο συνολικός αριθμός πρωτονίων και νετρονίων ονομάζεται μαζικός αριθμός Α,είναι περίπου ίση με την τιμή της μάζας του πυρήνα. Επομένως, ο αριθμός των νετρονίων (Ν)στον πυρήνα μπορεί να βρεθεί με τον τύπο:
N = A -Ζ.
Ηλεκτρονική διαμόρφωση- ο τύπος για τη διάταξη των ηλεκτρονίων σε διάφορα κελύφη ηλεκτρονίων των ατόμων ενός χημικού στοιχείου
Ή μόρια.
17. Κβαντικοί αριθμοί και σειρά πλήρωσης ενεργειακών επιπέδων και τροχιακών στα άτομα. Ο Κλετσκόφσκι κυβερνά
Η σειρά κατανομής των ηλεκτρονίων σε ενεργειακά επίπεδα και υποεπίπεδα στο κέλυφος ενός ατόμου ονομάζεται ηλεκτρονική του διαμόρφωση. Η κατάσταση κάθε ηλεκτρονίου σε ένα άτομο καθορίζεται από τέσσερις κβαντικούς αριθμούς:
1. Κύριος κβαντικός αριθμός nστο μέγιστο βαθμό χαρακτηρίζει την ενέργεια ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο. n = 1, 2, 3… .. Το ηλεκτρόνιο έχει τη μικρότερη ενέργεια στο n = 1, ενώ είναι πιο κοντά στον ατομικό πυρήνα.
2. Τροχιακός (παράπλευρος, αζιμουθιακός) κβαντικός αριθμός lκαθορίζει το σχήμα του νέφους ηλεκτρονίων και, σε μικρό βαθμό, την ενέργειά του. Για κάθε τιμή του κύριου κβαντικού αριθμού n, ο τροχιακός κβαντικός αριθμός μπορεί να λάβει μηδέν και έναν αριθμό ακέραιων τιμών: l = 0 ... (n-1)
Οι καταστάσεις ενός ηλεκτρονίου, που χαρακτηρίζονται από διαφορετικές τιμές του l, ονομάζονται συνήθως ενεργειακά υποεπίπεδα ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο. Κάθε υποεπίπεδο ορίζεται από ένα συγκεκριμένο γράμμα, αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο σχήμα του νέφους ηλεκτρονίων (τροχιακό).
3. Μαγνητικός κβαντικός αριθμός m lκαθορίζει τους πιθανούς προσανατολισμούς του νέφους ηλεκτρονίων στο διάστημα. Ο αριθμός τέτοιων προσανατολισμών καθορίζεται από τον αριθμό των τιμών που μπορεί να λάβει ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός:
m l = -l, ... 0, ... + l
Ο αριθμός τέτοιων τιμών για ένα συγκεκριμένο l: 2l + 1
Αντίστοιχα: για s-ηλεκτρόνια: 2 · 0 + 1 = 1 (το σφαιρικό τροχιακό μπορεί να προσανατολιστεί μόνο με έναν τρόπο).
4. Spin κβαντικός αριθμός m s oαντανακλά την παρουσία της ροπής κίνησης του ίδιου του ηλεκτρονίου.
Ο κβαντικός αριθμός spin μπορεί να έχει μόνο δύο τιμές: m s = +1/2 ή –1/2
Κατανομή ηλεκτρονίων σε άτομα πολλών ηλεκτρονίωνγίνεται σύμφωνα με τρεις αρχές:
Αρχή Pauli
Ένα άτομο δεν μπορεί να έχει ηλεκτρόνια που έχουν το ίδιο σύνολο και των τεσσάρων κβαντικών αριθμών.
2. Ο κανόνας του Hund(κανόνας του τραμ)
Στην πιο σταθερή κατάσταση ενός ατόμου, τα ηλεκτρόνια βρίσκονται μέσα στο ηλεκτρονικό υποεπίπεδο έτσι ώστε το συνολικό σπιν τους να είναι το μέγιστο. Είναι παρόμοια με τη διαδικασία πλήρωσης διπλών θέσεων σε ένα άδειο τραμ που έχει σταματήσει - πρώτα, άτομα που δεν είναι εξοικειωμένα μεταξύ τους κάθονται σε διπλές θέσεις (και τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε τροχιά) ένα κάθε φορά, και μόνο όταν το κενό διπλό οι θέσεις εξαντλούνται από δύο.
Η αρχή της ελάχιστης ενέργειας (Rules of V.M.Klechkovsky, 1954)
1) Με αύξηση του φορτίου του ατομικού πυρήνα, η διαδοχική πλήρωση των τροχιακών ηλεκτρονίων συμβαίνει από τροχιακά με μικρότερη τιμή του αθροίσματος του κύριου και τροχιακού αριθμού πεμπτουσίας (n + l) σε τροχιακά με μεγάλη τιμή αυτού του αθροίσματος .
2) Για τις ίδιες τιμές του αθροίσματος (n + l), η πλήρωση των τροχιακών γίνεται διαδοχικά προς την κατεύθυνση της αύξησης της τιμής του κύριου κβαντικού αριθμού.
18. Μέθοδοι μοντελοποίησης χημικών δεσμών: μέθοδος δεσμού σθένους και μέθοδος μοριακής τροχιακής.
Μέθοδος δεσμού σθένους
Η απλούστερη είναι η μέθοδος των δεσμών σθένους (BC), που προτάθηκε το 1916 από τον Αμερικανό φυσικό και χημικό Lewis.
Η μέθοδος του δεσμού σθένους θεωρεί έναν χημικό δεσμό ως αποτέλεσμα της έλξης των πυρήνων δύο ατόμων σε ένα ή περισσότερα κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων. Ένας τέτοιος δεσμός δύο ηλεκτρονίων και δύο κέντρων, που εντοπίζεται μεταξύ δύο ατόμων, ονομάζεται ομοιοπολικός.
Καταρχήν, είναι δυνατοί δύο μηχανισμοί σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού:
1. Ζεύγος ηλεκτρονίων δύο ατόμων υπό την προϋπόθεση του αντίθετου προσανατολισμού των σπιν τους.
2. Αλληλεπίδραση δότη-δέκτη, κατά την οποία ένα έτοιμο ζεύγος ηλεκτρονίων ενός από τα άτομα (δότης) γίνεται κοινό παρουσία ενός ενεργειακά ευνοϊκού ελεύθερου τροχιακού άλλου ατόμου (δέκτης).
IV - VII - μεγάλες περίοδοιΑπό αποτελείται από δύο σειρές (ζυγές και περιττές) στοιχείων.
Τα τυπικά μέταλλα βρίσκονται σε ίσες σειρές μεγάλων περιόδων. Η περίεργη σειρά αρχίζει με ένα μέταλλο, μετά οι μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν και οι μη μεταλλικές ιδιότητες αυξάνονται, η περίοδος τελειώνει με ένα αδρανές αέριο.
Ομάδαείναι μια κάθετη σειρά χημ. στοιχεία συνδυασμένα με χημ. ιδιότητες.
Ομάδα
κύρια υποομάδα δευτερεύουσα υποομάδα
Η κύρια υποομάδα περιλαμβάνει την υποομάδα περιλαμβάνει
στοιχεία μικρών και μεγάλων στοιχείων μόνο μεγάλων περιόδων.
έμμηνα.
H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Cu, Ag, Au
μικρό μεγάλο μεγάλο
Για στοιχεία που συνδυάζονται στην ίδια ομάδα, τα ακόλουθα μοτίβα είναι χαρακτηριστικά:
1. Το υψηλότερο σθένος στοιχείων σε ενώσεις με οξυγόνο(με κάποιες εξαιρέσεις) αντιστοιχεί στον αριθμό της ομάδας.
Τα στοιχεία των πλευρικών υποομάδων μπορούν επίσης να εμφανίζουν άλλα υψηλότερα σθένη. Για παράδειγμα, ο Cu - στοιχείο της ομάδας Ι μιας δευτερεύουσας υποομάδας - σχηματίζει το οξείδιο Cu 2 O. Ωστόσο, οι πιο κοινές ενώσεις είναι οι δισθενείς ενώσεις χαλκού.
2. Στις κύριες υποομάδες(από πάνω προς τα κάτω) με την αύξηση των ατομικών μαζών, οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων αυξάνονται και οι μη μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν.
Η δομή του ατόμου.
Για πολύ καιρό, επικρατούσε η άποψη στην επιστήμη ότι τα άτομα είναι αδιαίρετα, δηλ. δεν περιέχουν απλούστερα συστατικά.
Ωστόσο, στα τέλη του 19ου αιώνα, διαπιστώθηκαν μια σειρά από γεγονότα που μαρτυρούσαν τη σύνθετη σύνθεση των ατόμων και τη δυνατότητα αλληλομετατροπής τους.
Τα άτομα είναι σύνθετοι σχηματισμοί που κατασκευάζονται από μικρότερες δομικές μονάδες.
|
|
ē - ηλεκτρόνιο - έξω από τον πυρήνα
Για τη χημεία, η δομή του ηλεκτρονιακού κελύφους ενός ατόμου έχει μεγάλο ενδιαφέρον. Υπό ηλεκτρονικό κέλυφοςκατανοήσει το σύνολο όλων των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων, δηλ. ο τακτικός αριθμός του στοιχείου, αφού το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο.
Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός ηλεκτρονίου είναι η ενέργεια του δεσμού του με ένα άτομο. Τα ηλεκτρόνια με κοντινές ενέργειες σχηματίζουν ένα ενιαίο ηλεκτρονικό στρώμα.
Κάθε χημ. ένα στοιχείο του περιοδικού πίνακα έχει αριθμηθεί.
Ο αριθμός που παίρνει κάθε στοιχείο ονομάζεται σειριακός αριθμός.
Η φυσική σημασία του σειριακού αριθμού:
1. Ποιος είναι ο τακτικός αριθμός ενός στοιχείου, το ίδιο είναι και το φορτίο του ατομικού πυρήνα.
2. Ο ίδιος αριθμός ηλεκτρονίων περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα.
Z = p + Z - ο τακτικός αριθμός του στοιχείου
n 0 = Α - Ζ
n 0 = Α - p + A είναι η ατομική μάζα του στοιχείου
n 0 = Α - ē
Για παράδειγμα, ο Li.
Η φυσική σημασία του αριθμού περιόδου.
Σε ποια περίοδο βρίσκεται ένα στοιχείο, θα έχει τόσα ηλεκτρονικά κελύφη (στρώσεις).
| |
Όχι +2 | |
| |
Προσδιορισμός του μέγιστου αριθμού ηλεκτρονίων σε ένα κέλυφος ηλεκτρονίων.
Η έννοια των στοιχείων ως πρωτογενών ουσιών προήλθε από την αρχαιότητα και, σταδιακά αλλάζει και βελτιώνεται, έφτασε μέχρι την εποχή μας. Οι θεμελιωτές των επιστημονικών απόψεων για τα χημικά στοιχεία είναι οι R. Boyle (7ος αιώνας), M.V. Lomonosov (18ος αιώνας) και Dalton (19ος αιώνας).
Μέχρι τις αρχές του 19ου αιώνα. ήταν γνωστά περίπου 30 στοιχεία, στα μέσα του 19ου αιώνα - περίπου 60. Λόγω της θάλασσας συσσώρευσης του αριθμού των στοιχείων, προέκυψε το πρόβλημα της συστηματοποίησής τους. Τέτοιες προσπάθειες ενώπιον του Δ.Ι. Ο Μεντελέγιεφ ήταν τουλάχιστον πενήντα. ελήφθη η βάση για τη συστηματοποίηση: και ατομικό βάρος (τώρα ονομάζεται ατομική μάζα), και χημικό ισοδύναμο και σθένος. Προσεγγίζοντας την ταξινόμηση των χημικών στοιχείων μεταφυσικά, προσπαθώντας να συστηματοποιήσει μόνο τα γνωστά τότε στοιχεία, κανένας από τους προκατόχους του Δ.Ι. Αυτό το σημαντικό πρόβλημα για την επιστήμη επιλύθηκε έξοχα το 1869 από τον μεγάλο Ρώσο επιστήμονα D.I.Mendeleev, ο οποίος ανακάλυψε τον περιοδικό νόμο.
Ο Mendeleev έλαβε ως βάση για τη συστηματοποίηση: α) το ατομικό βάρος και β) τη χημική ομοιότητα μεταξύ των στοιχείων. Η πιο εντυπωσιακή έκφραση της ομοιότητας των ιδιοτήτων των στοιχείων είναι το πανομοιότυπο υψηλότερο σθένος τους. Τόσο το ατομικό βάρος (ατομική μάζα) όσο και το υψηλότερο σθένος ενός στοιχείου είναι ποσοτικές, αριθμητικές σταθερές που είναι βολικές για συστηματοποίηση.
Τακτοποιώντας και τα 63 στοιχεία που ήταν γνωστά εκείνη την εποχή στη σειρά ως προς τις αυξανόμενες ατομικές μάζες, ο Mendeleev παρατήρησε μια περιοδική επανάληψη των ιδιοτήτων των στοιχείων μέσα από άνισα διαστήματα. Ως αποτέλεσμα, ο Mendeleev δημιούργησε την πρώτη έκδοση του περιοδικού πίνακα.
Ο φυσικός χαρακτήρας της αλλαγής στις ατομικές μάζες των στοιχείων κατά μήκος των κάθετων και οριζόντιων γραμμών του πίνακα, καθώς και οι κενοί χώροι που σχηματίστηκαν σε αυτό, επέτρεψαν στον Mendeleev να προβλέψει με τόλμη την παρουσία ενός αριθμού στοιχείων στη φύση που δεν ήταν ακόμα γνωστά στην επιστήμη εκείνη την εποχή και ακόμη και να περιγράψουν τις ατομικές τους μάζες και τις βασικές τους ιδιότητες, με βάση τα υποτιθέμενα στοιχεία θέσης στον πίνακα. Αυτό μπορεί να γίνει μόνο με βάση ένα σύστημα που αντικατοπτρίζει αντικειμενικά το νόμο της ανάπτυξης της ύλης. Ο DI Mendeleev διατύπωσε την ουσία του περιοδικού νόμου το 1869: «Οι ιδιότητες των απλών σωμάτων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων των στοιχείων, εξαρτώνται περιοδικά από την τιμή των ατομικών βαρών (μαζών) των στοιχείων».
Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων.
Το 1871, ο D. I. Mendeleev δίνει τη δεύτερη εκδοχή του περιοδικού πίνακα (τη λεγόμενη σύντομη μορφή του πίνακα), στην οποία αποκαλύπτει τους διάφορους βαθμούς σχέσης μεταξύ των στοιχείων. Αυτή η έκδοση του συστήματος έδωσε τη δυνατότητα στον Mendeleev να προβλέψει την ύπαρξη 12 στοιχείων και να περιγράψει τις ιδιότητες τριών από αυτά με πολύ υψηλή ακρίβεια. Την περίοδο από το 1875 έως το 1886. ανακαλύφθηκαν αυτά τα τρία στοιχεία και αποκαλύφθηκε η πλήρης σύμπτωση των ιδιοτήτων τους με εκείνες που είχε προβλέψει ο μεγάλος Ρώσος επιστήμονας. Αυτά τα στοιχεία έλαβαν τα ακόλουθα ονόματα: σκάνδιο, γάλλιο, γερμάνιο. Μετά από αυτό, ο περιοδικός νόμος έλαβε παγκόσμια αναγνώριση ως αντικειμενικός νόμος της φύσης και είναι τώρα το θεμέλιο της χημείας, της φυσικής και άλλων φυσικών επιστημών.
Ο περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων είναι μια γραφική έκφραση του περιοδικού νόμου. Είναι γνωστό ότι ένας αριθμός νόμων, εκτός από τις λεκτικές διατυπώσεις, μπορούν να απεικονιστούν γραφικά και να εκφραστούν με μαθηματικούς τύπους. Αυτός είναι και ο περιοδικός νόμος. μόνο οι μαθηματικοί νόμοι που είναι εγγενείς σε αυτό, οι οποίοι θα συζητηθούν παρακάτω, δεν είναι ακόμη ενωμένοι με έναν γενικό τύπο. Η γνώση του περιοδικού συστήματος διευκολύνει τη μελέτη ενός μαθήματος γενικής χημείας.
Ο σχεδιασμός του σύγχρονου περιοδικού πίνακα, κατ' αρχήν, διαφέρει ελάχιστα από την έκδοση του 1871. Τα σύμβολα των στοιχείων στον περιοδικό πίνακα είναι διατεταγμένα κατά μήκος κάθετων και οριζόντιων γραφημάτων. Αυτό οδηγεί στον συνδυασμό στοιχείων σε ομάδες, υποομάδες, περιόδους. Κάθε στοιχείο καταλαμβάνει ένα συγκεκριμένο κελί στον πίνακα. Τα κάθετα γραφήματα είναι ομάδες (και υποομάδες), τα οριζόντια γραφήματα είναι τελείες (και σειρές).
Ομάδαονομάζεται ένα σύνολο στοιχείων με το ίδιο σθένος οξυγόνου. Αυτό το υψηλότερο σθένος καθορίζεται από τον αριθμό της ομάδας. Δεδομένου ότι το άθροισμα των υψηλότερων σθένων για το οξυγόνο και το υδρογόνο για τα μη μεταλλικά στοιχεία είναι οκτώ, είναι εύκολο να προσδιοριστεί ο τύπος της ένωσης υψηλότερου υδρογόνου από τον αριθμό της ομάδας. Έτσι, για τον φώσφορο, ένα στοιχείο της πέμπτης ομάδας, το υψηλότερο σθένος οξυγόνου είναι πέντε, ο τύπος για το υψηλότερο οξείδιο είναι P2O5 και ο τύπος για την ένωση με υδρογόνο είναι PH3. Για το θείο, στοιχείο της έκτης ομάδας, ο τύπος του υψηλότερου οξειδίου είναι SO3 και η υψηλότερη ένωση με υδρογόνο είναι H2S.
Ορισμένα στοιχεία έχουν υψηλότερο σθένος που δεν είναι ίσο με τον αριθμό των ομάδων τους. Τέτοιες εξαιρέσεις είναι ο χαλκός Cu, ο άργυρος Ag, ο χρυσός Au. Είναι στην πρώτη ομάδα, αλλά τα σθένή τους ποικίλλουν από ένα έως τρία. Για παράδειγμα, υπάρχουν ενώσεις: CuO; Πριν; Cu2O3; Au2O3. Το οξυγόνο τοποθετείται στην έκτη ομάδα, αν και οι ενώσεις του με σθένος μεγαλύτερο από δύο δεν βρίσκονται σχεδόν ποτέ. Το φθόριο P - στοιχείο της ομάδας VII - είναι μονοσθενές στις πιο σημαντικές ενώσεις του. το βρώμιο Br - στοιχείο της ομάδας VII - είναι το μέγιστο πεντασθενές. Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλές εξαιρέσεις στην ομάδα VIII. Υπάρχουν μόνο δύο στοιχεία σε αυτό: το ρουθήνιο Ru και το όσμιο Os παρουσιάζουν σθένος ίσο με οκτώ, τα υψηλότερα οξείδια τους έχουν τους τύπους RuO4 και OsO4 Το σθένος των άλλων στοιχείων της ομάδας VIII είναι πολύ χαμηλότερο.
Αρχικά, το περιοδικό σύστημα του Mendeleev αποτελούνταν από οκτώ ομάδες. Στα τέλη του XIX αιώνα. Ανακαλύφθηκαν αδρανή στοιχεία που είχε προβλέψει ο Ρώσος επιστήμονας N.A.Morozov και το περιοδικό σύστημα αναπληρώθηκε με την ένατη κατά σειρά ομάδα - αριθμό μηδέν. Τώρα πολλοί επιστήμονες θεωρούν απαραίτητο να επιστρέψουν στη διαίρεση όλων των στοιχείων ξανά σε 8 ομάδες. Αυτό κάνει το σύστημα πιο λεπτό. από τη σκοπιά των ομάδων της οκτάδας (οκτώ), ορισμένοι κανόνες και νόμοι γίνονται πιο ξεκάθαροι.
Τα στοιχεία της ομάδας κατανέμονται από υποομάδες... Η υποομάδα ενώνει στοιχεία αυτής της ομάδας, τα οποία μοιάζουν περισσότερο στις χημικές τους ιδιότητες. Αυτή η ομοιότητα εξαρτάται από την αναλογία στη δομή των φλοιών ηλεκτρονίων των ατόμων των στοιχείων. Στον περιοδικό πίνακα, τα σύμβολα των στοιχείων καθεμιάς από τις υποομάδες τοποθετούνται αυστηρά κάθετα.
Οι πρώτες επτά ομάδες έχουν μία κύρια και μία δευτερεύουσα υποομάδα. στην όγδοη ομάδα υπάρχει μια κύρια υποομάδα, «αδρανή» στοιχεία και τρεις δευτερεύουσες. Το όνομα κάθε υποομάδας δίνεται συνήθως από το όνομα του ανώτερου στοιχείου, για παράδειγμα: υποομάδα λιθίου (Li-Na-K-Rb-Cs-Fr), υποομάδα χρωμίου (Cr-Mo-W), ενώ στοιχεία της ίδιας Η υποομάδα είναι χημικά ανάλογα, τα στοιχεία διαφορετικών υποομάδων της ίδιας ομάδας μερικές φορές διαφέρουν πολύ έντονα στις ιδιότητές τους. Μια κοινή ιδιότητα για στοιχεία της κύριας και της δευτερεύουσας υποομάδας της ίδιας ομάδας είναι βασικά μόνο το πανομοιότυπο υψηλότερο σθένος τους για το οξυγόνο. Έτσι, το μαγγάνιο Mn και το χλώριο C1, που ανήκουν σε διαφορετικές υποομάδες της ομάδας VII, δεν έχουν σχεδόν τίποτα κοινό από χημική άποψη: το μαγγάνιο είναι μέταλλο, το χλώριο είναι ένα τυπικό αμέταλλο. Ωστόσο, οι τύποι των ανώτερων οξειδίων τους και των αντίστοιχων υδροξειδίων είναι παρόμοιοι: Mn2O7 - Cl2O7; НМnО4 - НС1О4.
Στον περιοδικό πίνακα, υπάρχουν δύο οριζόντιες σειρές των 14 στοιχείων, που βρίσκονται έξω από τις ομάδες. Συνήθως τοποθετούνται στο κάτω μέρος του τραπεζιού. Μία από αυτές τις σειρές αποτελείται από στοιχεία που ονομάζονται λανθανίδες (κυριολεκτικά: παρόμοια με το λανθάνιο), η άλλη σειρά - στοιχεία ακτινιδών (παρόμοια με τις ανεμώνες). Τα σύμβολα ακτινιδών βρίσκονται κάτω από τα σύμβολα της λανθανίδης. Αυτή η διάταξη αποκαλύπτει 14 μικρότερες υποομάδες που αποτελούνται από 2 στοιχεία η καθεμία: αυτές είναι η δεύτερη πλευρά ή υποομάδες λανθανοειδών-ακτινοειδών.
Με βάση όλα όσα έχουν ειπωθεί, υπάρχουν: α) κύριες υποομάδες, β) πλευρικές υποομάδες και γ) υποομάδες δεύτερης πλευράς (λανθανοειδές-ακτινοειδές).
Πρέπει να σημειωθεί ότι ορισμένες από τις κύριες υποομάδες διαφέρουν μεταξύ τους και στη δομή των ατόμων των στοιχείων τους. Με βάση αυτό, όλες οι υποομάδες του περιοδικού συστήματος μπορούν να χωριστούν σε 4 κατηγορίες.
I. Κύριες υποομάδες των ομάδων I και II (υποομάδες λιθίου και βηρυλλίου).
II. Έξι κύριες υποομάδες III - IV - V - VI - VII - VIII ομάδων (υποομάδες βορίου, άνθρακα, αζώτου, οξυγόνου, φθορίου και νέου).
III. Δέκα πλευρικές υποομάδες (μία στις ομάδες I-VII και τρεις στην ομάδα VIII). Jfc,
IV. Δεκατέσσερις υποομάδες λανθανοειδών-ακτινοειδών.
Οι αριθμοί των υποομάδων αυτών των 4 κατηγοριών αποτελούν μια αριθμητική πρόοδο: 2-6-10-14.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το κορυφαίο στοιχείο οποιασδήποτε σημαντικής υποομάδας βρίσκεται στην περίοδο 2. οποιοδήποτε δευτερεύον ανώτερο στοιχείο - στην 4η περίοδο. το κορυφαίο στοιχείο οποιασδήποτε υποομάδας λανθανοειδών-ακτινοειδών - στην 6η περίοδο. Έτσι, με κάθε νέα ζυγή περίοδο του περιοδικού συστήματος, εμφανίζονται νέες κατηγορίες υποομάδων.
Κάθε στοιχείο, εκτός από το ότι βρίσκεται σε μια ή την άλλη ομάδα και υποομάδα, βρίσκεται σε μια άλλη από τις επτά περιόδους.
Μια περίοδος είναι μια ακολουθία στοιχείων κατά τη διάρκεια της οποίας οι ιδιότητές τους αλλάζουν με μια σειρά σταδιακής ενίσχυσης από τυπικά μεταλλικά σε τυπικά μη μεταλλικά (μεταλλοειδή). Κάθε περίοδος τελειώνει με ένα αδρανές στοιχείο. Καθώς οι μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν, οι μη μεταλλικές ιδιότητες αρχίζουν να εμφανίζονται και σταδιακά αυξάνονται στα στοιχεία. στη μέση των περιόδων, συνήθως υπάρχουν στοιχεία που συνδυάζουν, στον ένα ή τον άλλο βαθμό, μεταλλικές και μη μεταλλικές ιδιότητες. Αυτά τα στοιχεία αναφέρονται συχνά ως αμφοτερικά.
Η σύνθεση των περιόδων.
Οι περίοδοι δεν είναι ομοιόμορφες ως προς τον αριθμό των στοιχείων που περιλαμβάνονται σε αυτές. Τα τρία πρώτα λέγονται μικρά, τα άλλα τέσσερα ονομάζονται μεγάλα. Στο σχ. Το 8 δείχνει τη σύνθεση των περιόδων. Ο αριθμός των στοιχείων σε οποιαδήποτε περίοδο εκφράζεται με τον τύπο 2n2 όπου n είναι ένας ακέραιος αριθμός. Στις περιόδους 2 και 3, υπάρχουν 8 στοιχεία η καθεμία. 4 και 5 - 18 στοιχεία το καθένα. 6-32 στοιχεία; σε 7, δεν έχουν ολοκληρωθεί ακόμη, μέχρι στιγμής 18, στοιχεία, αν και θεωρητικά θα έπρεπε να υπάρχουν και 32 στοιχεία.
1 περίοδος είναι πρωτότυπη. Περιέχει μόνο δύο στοιχεία: υδρογόνο H και ήλιο He. Η μετάβαση των ιδιοτήτων από μεταλλικό σε μη μεταλλικό συμβαίνει: εδώ σε ένα τυπικό αμφοτερικό στοιχείο - το υδρογόνο. Το τελευταίο, σύμφωνα με τις εγγενείς μεταλλικές του ιδιότητες, είναι επικεφαλής της υποομάδας των αλκαλιμετάλλων και σύμφωνα με τις εγγενείς μη μεταλλικές του ιδιότητες, της υποομάδας των αλογόνων. Ως εκ τούτου, το υδρογόνο τοποθετείται συχνά δύο φορές στον περιοδικό πίνακα - στις ομάδες 1 και VII.
Η διαφορετική ποσοτική σύνθεση των περιόδων οδηγεί σε μια σημαντική συνέπεια: γειτονικά στοιχεία μικρών περιόδων, για παράδειγμα, ο άνθρακας C και το άζωτο N, διαφέρουν σχετικά έντονα μεταξύ τους ως προς τις ιδιότητές τους: γειτονικά στοιχεία μεγάλων περιόδων, για παράδειγμα, ο μόλυβδος Pb και βισμούθιο Bi, είναι πολύ πιο κοντά σε ιδιότητες μεταξύ τους.φίλε, αφού η αλλαγή της φύσης των στοιχείων σε μεγάλες περιόδους συμβαίνει σε μικρά άλματα. Σε ορισμένες περιοχές μεγάλων περιόδων, υπάρχει ακόμη και μια τόσο αργή μείωση της μεταλλικότητας που τα παρακείμενα στοιχεία είναι πολύ παρόμοια στις χημικές τους ιδιότητες. Τέτοια, για παράδειγμα, είναι η τριάδα των στοιχείων της τέταρτης περιόδου: σίδηρος Fe - κοβάλτιο Κονικέλιο Ni, που συχνά αποκαλείται «οικογένεια σιδήρου». Η οριζόντια ομοιότητα (οριζόντια αναλογία) υπερισχύει ακόμη και της κάθετης ομοιότητας (κάθετη αναλογία). Έτσι, τα στοιχεία της υποομάδας του σιδήρου - σίδηρος, ρουθήνιο, όσμιο - είναι λιγότερο χημικά παρόμοια μεταξύ τους από τα στοιχεία της "οικογένειας σιδήρου".
Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα οριζόντιας αναλογίας είναι τα λανθανοειδή. Όλα τους είναι χημικά παρόμοια μεταξύ τους και με το λανθάνιο La. Στη φύση, βρίσκονται σε εταιρείες, είναι δύσκολο να διαχωριστούν, το τυπικό υψηλότερο σθένος των περισσότερων από αυτά είναι 3. Οι λανθανίδες έχουν μια ειδική εσωτερική περιοδικότητα: κάθε όγδοο από αυτά, κατά σειρά διάταξης, επαναλαμβάνει σε κάποιο βαθμό τις ιδιότητες και καταστάσεις σθένους του πρώτου, δηλ αυτή από την οποία αρχίζει η αντίστροφη μέτρηση. Έτσι, το τέρβιο Tb είναι παρόμοιο με το δημήτριο Ce. λουτέτιο Lu - σε γαδολίνιο Gd.
Οι ακτινίδες είναι παρόμοιες με τις λανθανίδες, αλλά η οριζόντια αναλογία τους εκδηλώνεται σε πολύ μικρότερο βαθμό. Το υψηλότερο σθένος ορισμένων ακτινιδών (για παράδειγμα, το ουράνιο U) φτάνει το έξι. Η εσωτερική περιοδικότητα, η οποία είναι δυνατή κατ' αρχήν και μεταξύ αυτών, δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί.
Διάταξη στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Νόμος του Moseley.
Ο DI Mendeleev τακτοποίησε τα στοιχεία σε μια συγκεκριμένη ακολουθία, που μερικές φορές ονομάζεται "σειρά Mendeleev." Γενικά, αυτή η ακολουθία (αρίθμηση) σχετίζεται με την αύξηση της ατομικής μάζας των στοιχείων. Ωστόσο, υπάρχουν εξαιρέσεις. Μερικές φορές η λογική πορεία της αλλαγής σε σθένος έρχεται σε αντίφαση με την πορεία της αλλαγής των ατομικών μαζών Σε τέτοιες περιπτώσεις, απαιτούνταν η ανάγκη να προτιμηθεί μία από αυτές τις δύο βάσεις συστηματοποίησης. Ο DI Mendeleev σε ορισμένες περιπτώσεις παραβίασε την αρχή της διάταξης των στοιχείων αλλά αυξάνοντας τις ατομικές μάζες και βασίστηκε σε μια χημική αναλογία μεταξύ των στοιχείων Co, ιώδιο I πριν από το τελλούριο Te, τότε αυτά τα στοιχεία θα εμπίπτουν σε υποομάδες και ομάδες που δεν αντιστοιχούν στις ιδιότητές τους και το υψηλότερο σθένος τους.
Το 1913, ο Άγγλος επιστήμονας G. Moseley, μελετώντας τα φάσματα των ακτίνων Χ για διάφορα στοιχεία, παρατήρησε ένα μοτίβο που συνδέει τον αριθμό των στοιχείων στο περιοδικό σύστημα του Mendeleev με τα μήκη κύματος αυτών των ακτίνων, που προκύπτει από την ακτινοβολία ορισμένων στοιχείων με την κάθοδο. σύννεφα. Αποδείχθηκε ότι οι τετραγωνικές ρίζες των αντίστροφων τιμών των μηκών κύματος αυτών των ακτίνων σχετίζονται γραμμικά με τους σειριακούς αριθμούς των αντίστοιχων στοιχείων. Ο νόμος του H. Moseley κατέστησε δυνατό τον έλεγχο της ορθότητας της «σειράς Mendeleev» και επιβεβαίωσε την άψογη ύλη της.
Για παράδειγμα, ενημερώστε μας τις τιμές για τα στοιχεία Νο. 20 και Νο. 30, οι αριθμοί των οποίων στο σύστημα δεν προκαλούν αμφιβολίες στο μυαλό μας. Αυτές οι τιμές σχετίζονται γραμμικά με τους υποδεικνυόμενους αριθμούς. Για να ελεγχθεί, για παράδειγμα, η ορθότητα του αριθμού που έχει αποδοθεί στο κοβάλτιο (27), και κρίνοντας από την ατομική μάζα, αυτός ο αριθμός θα έπρεπε να είναι νικέλιο, ακτινοβολείται με ακτίνες καθόδου: ως αποτέλεσμα, οι ακτίνες Χ απελευθερώνονται από το κοβάλτιο. Με την αποσύνθεσή τους σε κατάλληλα πλέγματα περίθλασης (σε κρυστάλλους), λαμβάνουμε το φάσμα αυτών των ακτίνων και, επιλέγοντας την καθαρότερη από τις φασματικές γραμμές, μετράμε το μήκος κύματος () της ακτίνας που αντιστοιχεί σε αυτή τη γραμμή. τότε αναβάλλουμε την τιμή στην τεταγμένη. Από το σημείο Α που προκύπτει, σχεδιάστε μια ευθεία παράλληλη προς τον άξονα της τετμημένης, μέχρι να τέμνεται με την ευθεία που προσδιορίστηκε προηγουμένως. Από το σημείο τομής Β χαμηλώνουμε την κάθετη προς τον άξονα της τετμημένης: θα μας υποδείξει με ακρίβεια τον αριθμό κοβαλτίου, ίσο με 27. Έτσι, ο περιοδικός πίνακας στοιχείων του DI Mendeleev - ο καρπός των λογικών συμπερασμάτων του επιστήμονα - έλαβε πειραματικά επιβεβαίωση.
Η σύγχρονη διατύπωση του περιοδικού νόμου. Η φυσική σημασία του σειριακού αριθμού του στοιχείου.
Μετά τα έργα του G. Moseley, η ατομική μάζα ενός στοιχείου άρχισε σταδιακά να δίνει τη θέση της στον πρωταγωνιστικό της ρόλο σε μια νέα, όχι ακόμη σαφή στην εσωτερική (φυσική) σημασία της, αλλά σαφέστερη σταθερά - την τακτική ή, όπως ονομάζεται τώρα , ο ατομικός αριθμός του στοιχείου. Το φυσικό νόημα αυτής της σταθεράς αποκαλύφθηκε το 1920 από τα έργα του Άγγλου επιστήμονα D. Chadwick. Ο D. Chadwick διαπίστωσε πειραματικά ότι ο τακτικός αριθμός ενός στοιχείου είναι αριθμητικά ίσος με την τιμή του θετικού φορτίου Z του πυρήνα του ατόμου αυτού του στοιχείου, δηλαδή με τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα. Αποδείχθηκε ότι ο D.I. Mendeleev, χωρίς να το υποψιαστεί, τακτοποίησε τα στοιχεία σε μια σειρά που αντιστοιχεί ακριβώς στην αύξηση του φορτίου των πυρήνων των ατόμων τους.
Την ίδια στιγμή, διαπιστώθηκε επίσης ότι τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη μάζα τους. τέτοια άτομα ονομάζονται ισότοπα. Ένα παράδειγμα είναι τα άτομα: και. Στον περιοδικό πίνακα, τα ισότοπα του ίδιου στοιχείου καταλαμβάνουν ένα κελί. Σε σχέση με την ανακάλυψη των ισοτόπων, διευκρινίστηκε η έννοια του χημικού στοιχείου. Προς το παρόν, ένα χημικό στοιχείο ονομάζεται το είδος των ατόμων που έχουν το ίδιο πυρηνικό φορτίο - τον ίδιο αριθμό πρωτονίων στον πυρήνα. Διευκρινίστηκε επίσης η διατύπωση του περιοδικού νόμου. Η σύγχρονη διατύπωση του νόμου λέει: οι ιδιότητες των στοιχείων και των ενώσεων τους εξαρτώνται περιοδικά από το μέγεθος και το φορτίο των πυρήνων των ατόμων τους.
Άλλα χαρακτηριστικά των στοιχείων που σχετίζονται με τη δομή των εξωτερικών στοιβάδων ηλεκτρονίων των ατόμων, τους ατομικούς όγκους, την ενέργεια ιονισμού και άλλες ιδιότητες αλλάζουν επίσης περιοδικά.
Περιοδικός πίνακας και η δομή των ηλεκτρονίων των ατόμων των στοιχείων.
Αργότερα διαπιστώθηκε ότι όχι μόνο ο τακτικός αριθμός του στοιχείου έχει βαθύ φυσικό νόημα, αλλά και άλλες έννοιες που είχαν προηγουμένως θεωρηθεί νωρίτερα απέκτησαν σταδιακά φυσικό νόημα. Για παράδειγμα, ο αριθμός της ομάδας, που υποδεικνύει το υψηλότερο σθένος ενός στοιχείου, αποκαλύπτει έτσι τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων ενός ατόμου ενός στοιχείου που μπορούν να συμμετάσχουν στο σχηματισμό ενός χημικού δεσμού.
Ο αριθμός περιόδου, με τη σειρά του, αποδείχθηκε ότι σχετίζεται με τον αριθμό των ενεργειακών επιπέδων που είναι διαθέσιμα στο ηλεκτρονιακό κέλυφος ενός ατόμου ενός στοιχείου μιας δεδομένης περιόδου.
Έτσι, για παράδειγμα, οι «συντεταγμένες» του κασσίτερου Sn (αριθμός σειράς 50, περίοδος 5, κύρια υποομάδα της ομάδας IV) σημαίνουν ότι υπάρχουν 50 ηλεκτρόνια στο άτομο κασσίτερου, κατανέμονται σε 5 ενεργειακά επίπεδα, μόνο 4 ηλεκτρόνια είναι σθένος .
Η φυσική έννοια της εύρεσης στοιχείων σε υποομάδες διαφορετικών κατηγοριών είναι εξαιρετικά σημαντική. Αποδεικνύεται ότι για στοιχεία που βρίσκονται σε υποομάδες της κατηγορίας I, το επόμενο (τελευταίο) ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο s-υποεπίπεδο του εξωτερικού επιπέδου. Αυτά τα στοιχεία ανήκουν στην οικογένεια των ηλεκτρονικών. Για άτομα στοιχείων που βρίσκονται σε υποομάδες της κατηγορίας II, το επόμενο ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο p-υποεπίπεδο του εξωτερικού επιπέδου. Αυτά είναι στοιχεία της ηλεκτρονικής οικογένειας "p." Έτσι, το επόμενο 50ο ηλεκτρόνιο ατόμων κασσίτερου βρίσκεται στο p-υποεπίπεδο του εξωτερικού, δηλαδή στο 5ο ενεργειακό επίπεδο.
Στα άτομα των στοιχείων των υποομάδων της κατηγορίας III, το επόμενο ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο d-υποεπίπεδο, αλλά ήδη πριν από το εξωτερικό επίπεδο, αυτά είναι στοιχεία της ηλεκτρονικής οικογένειας "d". Στα άτομα των λανθανιδών και των ακτινιδών, το επόμενο ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο f-υποεπίπεδο, πριν από το εξωτερικό επίπεδο. Αυτά είναι στοιχεία της ηλεκτρονικής οικογένειας «f».
Δεν είναι τυχαίο, λοιπόν, ότι οι προαναφερθέντες αριθμοί των υποομάδων αυτών των 4 κατηγοριών, δηλαδή 2-6-10-14, συμπίπτουν με τους μέγιστους αριθμούς ηλεκτρονίων στα υποεπίπεδα s-p-d-f.
Αλλά αποδεικνύεται ότι είναι δυνατό να λυθεί το ζήτημα της σειράς πλήρωσης του ηλεκτρονιακού κελύφους και να εξαχθεί ένας ηλεκτρονικός τύπος για ένα άτομο οποιουδήποτε στοιχείου και με βάση το περιοδικό σύστημα, το οποίο υποδεικνύει με επαρκή σαφήνεια το επίπεδο και το υποεπίπεδο του κάθε διαδοχικό ηλεκτρόνιο. Ο περιοδικός πίνακας υποδεικνύει επίσης την τοποθέτηση του ενός μετά το άλλο των στοιχείων ανά περιόδους, ομάδες, υποομάδες και την κατανομή των ηλεκτρονίων τους κατά επίπεδα και υποεπίπεδα, επειδή κάθε στοιχείο έχει το δικό του, που χαρακτηρίζει το τελευταίο του ηλεκτρόνιο. Για παράδειγμα, ας αναλύσουμε τη σύνταξη ενός ηλεκτρονικού τύπου για ένα άτομο του στοιχείου ζιρκονίου (Zr). Ο περιοδικός πίνακας δίνει δείκτες και "συντεταγμένες" αυτού του στοιχείου: αύξων αριθμός 40, περίοδος 5, ομάδα IV, πλευρική υποομάδα. Πρώτα συμπεράσματα: α) όλα τα ηλεκτρόνια 40, β) αυτά τα 40 ηλεκτρόνια κατανέμονται σε πέντε ενεργειακά επίπεδα, γ) έξω από 40 ηλεκτρόνια μόνο τα 4 είναι σθένους, δ) το επόμενο 40ο ηλεκτρόνιο εισήλθε στο d-υποεπίπεδο πριν από το εξωτερικό, δηλαδή, το τέταρτο ενεργειακό επίπεδο. Παρόμοια συμπεράσματα μπορούν να εξαχθούν για καθένα από τα 39 στοιχεία που προηγούνται του ζιρκονίου, μόνο οι δείκτες και οι συντεταγμένες θα να είσαι διαφορετικός κάθε φορά.
Επομένως, η μεθοδολογική μέθοδος κατάρτισης των ηλεκτρονικών τύπων στοιχείων με βάση το περιοδικό σύστημα συνίσταται στο γεγονός ότι εξετάζουμε διαδοχικά το ηλεκτρονιακό κέλυφος κάθε στοιχείου κατά μήκος της διαδρομής προς το δεδομένο, προσδιορίζοντας από τις «συντεταγμένες» του όπου το επόμενο ηλεκτρόνιο μπήκε στο κέλυφος.
Τα δύο πρώτα στοιχεία της πρώτης περιόδου, το υδρογόνο Η και το ήλιο, δεν ανήκουν στην οικογένεια των s. Τα ηλεκτρόνια τους, συμπεριλαμβανομένων δύο, εισέρχονται στο υποεπίπεδο s του πρώτου επιπέδου. Γράφουμε: Η πρώτη περίοδος τελειώνει εδώ, το πρώτο ενεργειακό επίπεδο επίσης. Τα επόμενα δύο στοιχεία της δεύτερης περιόδου - λίθιο Li και βηρύλλιο Be - βρίσκονται στις κύριες υποομάδες των ομάδων I και II. Είναι επίσης s-στοιχεία. Τα επόμενα ηλεκτρόνια τους θα βρίσκονται στο υποεπίπεδο s του 2ου επιπέδου. Γράφουμε Επόμενα 6 στοιχεία της 2ης περιόδου ακολουθούν στη σειρά: βόριο B, άνθρακας C, άζωτο N, οξυγόνο O, φθόριο F και νέο Neon. Σύμφωνα με τη θέση αυτών των στοιχείων στις κύριες υποομάδες III - Vl ομάδες, τα επόμενα ηλεκτρόνια τους μεταξύ έξι θα βρίσκονται στο p-υποεπίπεδο του 2ου επιπέδου. Γράφουμε: Η δεύτερη περίοδος τελειώνει με ένα αδρανές στοιχείο με νέον, τελείωσε και το δεύτερο επίπεδο ενέργειας. Ακολουθούν δύο στοιχεία της τρίτης περιόδου των κύριων υποομάδων των ομάδων I και II: νάτριο Na και μαγνήσιο Mg. Αυτά είναι στοιχεία s και τα επόμενα ηλεκτρόνια τους βρίσκονται στο υποεπίπεδο s του 3ου επιπέδου.Έπειτα υπάρχουν έξι στοιχεία της 3ης περιόδου: αλουμίνιο Al, πυρίτιο Si, φώσφορος P, θείο S, χλώριο C1, αργό Ar. Σύμφωνα με την εύρεση αυτών των στοιχείων στις κύριες υποομάδες των ομάδων III - VI, τα επόμενα ηλεκτρόνια τους μεταξύ έξι θα βρίσκονται στο p-υποεπίπεδο του 3ου επιπέδου - Η 3η περίοδος έχει τελειώσει με ένα αδρανές στοιχείο αργό, αλλά η 3η ενέργεια Το επίπεδο δεν έχει τελειώσει ακόμα, ενώ δεν υπάρχουν ηλεκτρόνια στο τρίτο πιθανό d-υποεπίπεδό του.
Ακολουθούν 2 στοιχεία της 4ης περιόδου των κύριων υποομάδων των ομάδων I και II: κάλιο Κ και ασβέστιο Ca. Αυτά είναι πάλι s-στοιχεία. Τα επόμενα ηλεκτρόνια τους θα βρίσκονται στο s-υποεπίπεδο, αλλά ήδη στο 4ο επίπεδο. Είναι ενεργειακά πιο ευνοϊκό για αυτά τα επόμενα ηλεκτρόνια να αρχίσουν να γεμίζουν το 4ο επίπεδο πιο μακριά από τον πυρήνα παρά να γεμίσουν το 3d υποεπίπεδο. Καταγράφουμε: Τα δέκα παρακάτω στοιχεία της 4ης περιόδου από το Νο 21 σκάνδιο Sc έως το Νο. 30 ψευδάργυρο Zn βρίσκονται στις πλευρικές υποομάδες III - V - VI - VII - VIII - I - II ομάδες. Δεδομένου ότι είναι όλα d-στοιχεία, τα επόμενα ηλεκτρόνια τους βρίσκονται στο d-υποεπίπεδο πριν από το εξωτερικό επίπεδο, δηλαδή το τρίτο από τον πυρήνα. Καταγράφουμε:
Τα επόμενα έξι στοιχεία της 4ης περιόδου: γάλλιο Ga, γερμάνιο Ge, αρσενικό As, σελήνιο Se, βρώμιο Br, κρυπτόν Kr - βρίσκονται στις κύριες υποομάδες III - VIIJ ομάδων. Τα επόμενα 6 ηλεκτρόνια τους βρίσκονται στο p-υποεπίπεδο του εξωτερικού, δηλαδή στο 4ο επίπεδο: θεωρούνται στοιχεία 3b. η τέταρτη περίοδος τελειώνει με το αδρανές στοιχείο κρυπτόν. έχει τελειώσει και το 3ο επίπεδο ενέργειας. Ωστόσο, στο 4ο επίπεδο, μόνο δύο υποεπίπεδα είναι πλήρως συμπληρωμένα: s και p (από τα 4 πιθανά).
Ακολουθούν 2 στοιχεία της 5ης περιόδου των κύριων υποομάδων των ομάδων I και II: το ρουβίδιο Νο. 37 Rb και το στρόντιο Νο. 38 Sr. Αυτά είναι στοιχεία της οικογένειας s και τα επόμενα ηλεκτρόνια τους βρίσκονται στο υποεπίπεδο s του 5ου επιπέδου: Τα τελευταία 2 στοιχεία - Νο. 39 ύττριο YU Νο. 40 Ζιρκόνιο Zr - βρίσκονται ήδη σε πλευρικές υποομάδες, δηλαδή, ανήκουν στη δ-οικογένεια. Δύο από τα επόμενα ηλεκτρόνια τους θα πάνε στο d-υποεπίπεδο, πριν από το εξωτερικό, δηλ. Από το 4ο επίπεδο Συνοψίζοντας όλες τις εγγραφές διαδοχικά, συνθέτουμε τον ηλεκτρονικό τύπο για το άτομο ζιρκονίου Νο. 40 Ο προκύπτων ηλεκτρονικός τύπος για το άτομο ζιρκονίου μπορεί να τροποποιηθεί ελαφρώς ταξινομώντας τα υποεπίπεδα με τη σειρά της αρίθμησης των επιπέδων τους:
Ο παραγόμενος τύπος μπορεί, φυσικά, να απλοποιηθεί στην κατανομή των ηλεκτρονίων μόνο σε ενεργειακά επίπεδα: Zr - 2 | 8 | 18 | 8 + 2 | 2 (το βέλος υποδεικνύει τον τόπο εισόδου του επόμενου ηλεκτρονίου· τα ηλεκτρόνια σθένους είναι υπογραμμισμένα). Η φυσική έννοια της κατηγορίας των υποομάδων έγκειται όχι μόνο στη διαφορά στον τόπο εισόδου του επόμενου ηλεκτρονίου στο κέλυφος του ατόμου, αλλά και στα επίπεδα στα οποία βρίσκονται τα ηλεκτρόνια σθένους. Από μια σύγκριση απλοποιημένων ηλεκτρονικών τύπων, για παράδειγμα, χλώριο (3η περίοδος, κύρια υποομάδα της ομάδας VII), ζιρκόνιο (5η περίοδος, δευτερεύουσα υποομάδα της ομάδας IV) και ουράνιο (7η περίοδος, υποομάδα λανθανοειδών-ακτινοειδών)
Νο. 17, C1-2 | 8 | 7
№40, Zr - 2 | 8 | 18 | 8+ 2 | 2
№92, U - 2 | 8 | 18 | 32 | 18 + 3 | 8 + 1 | 2
μπορεί να φανεί ότι για στοιχεία οποιασδήποτε κύριας υποομάδας, μόνο τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού επιπέδου (s και p) μπορούν να είναι σθένος. Τα στοιχεία των πλευρικών υποομάδων μπορεί να έχουν ηλεκτρόνια σθένους των εξωτερικών και μερικώς προ-εξωτερικών επιπέδων (s και d). Στις λανθανίδες και ιδιαίτερα στις ακτινίδες, τα ηλεκτρόνια σθένους μπορούν να βρίσκονται σε τρία επίπεδα: εξωτερικά, πριν από τα εξωτερικά και πριν από τα εξωτερικά. Τυπικά, ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων σθένους είναι ίσος με τον αριθμό της ομάδας.
Ιδιότητες στοιχείων. Ενέργεια ιονισμού. Ενέργεια συγγένειας ηλεκτρονίων.
Η συγκριτική εξέταση των ιδιοτήτων των στοιχείων πραγματοποιείται σε τρεις πιθανές κατευθύνσεις του περιοδικού συστήματος: α) οριζόντια (κατά περίοδο), β) κατακόρυφη (ανά υποομάδα), γ) διαγώνια. Για να απλοποιήσουμε το σκεπτικό, αποκλείουμε την 1η περίοδο, την ημιτελή 7η, καθώς και ολόκληρη την VIII ομάδα. Θα παραμείνει το κύριο παραλληλόγραμμο του συστήματος, στην επάνω αριστερή γωνία του οποίου θα υπάρχει λίθιο Li (αρ. 3), στην κάτω αριστερή γωνία - καίσιο Cs (αρ. 55). Πάνω δεξιά - φθόριο F (αρ. 9), κάτω δεξιά - αστατίνη At (αρ. 85).
κατευθύνσεις. Στην οριζόντια κατεύθυνση από αριστερά προς τα δεξιά, οι όγκοι των ατόμων σταδιακά μειώνονται. συμβαίνει, αυτό είναι αποτέλεσμα της επίδρασης της αύξησης του φορτίου του πυρήνα στο κέλυφος των ηλεκτρονίων. Κατά μήκος της κατακόρυφης κατεύθυνσης από πάνω προς τα κάτω, ως αποτέλεσμα της αύξησης του αριθμού των επιπέδων, οι όγκοι των ατόμων αυξάνονται σταδιακά. στη διαγώνια κατεύθυνση - πολύ λιγότερο έντονη και πιο σύντομη - παραμένουν κοντά. Αυτά είναι γενικά μοτίβα, από τα οποία, όπως πάντα, υπάρχουν εξαιρέσεις.
Στις κύριες υποομάδες, όσο αυξάνονται οι όγκοι των ατόμων, δηλαδή από πάνω προς τα κάτω, η αποβολή των εξωτερικών ηλεκτρονίων γίνεται ευκολότερη και η προσκόλληση νέων ηλεκτρονίων στα άτομα γίνεται πιο δύσκολη. Η ανάκρουση των ηλεκτρονίων χαρακτηρίζει τη λεγόμενη αναγωγική ικανότητα των στοιχείων, η οποία είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστική για τα μέταλλα. Η προσκόλληση ηλεκτρονίων χαρακτηρίζει την οξειδωτική ικανότητα, η οποία είναι χαρακτηριστική για τα μη μέταλλα. Κατά συνέπεια, από πάνω προς τα κάτω στις κύριες υποομάδες, αυξάνεται η αναγωγική ικανότητα των ατόμων των στοιχείων. αυξάνονται και οι μεταλλικές ιδιότητες των απλών σωμάτων που αντιστοιχούν σε αυτά τα στοιχεία. Η οξειδωτική ικανότητα μειώνεται.
Από αριστερά προς τα δεξιά όσον αφορά τις περιόδους, η εικόνα των αλλαγών είναι αντίθετη: η αναγωγική ικανότητα των ατόμων των στοιχείων μειώνεται, ενώ η οξειδωτική ικανότητα αυξάνεται. αυξάνονται οι μη μεταλλικές ιδιότητες των απλών σωμάτων που αντιστοιχούν σε αυτά τα στοιχεία.
Στη διαγώνια κατεύθυνση, οι ιδιότητες των στοιχείων παραμένουν λίγο πολύ κοντά. Ας εξετάσουμε αυτήν την κατεύθυνση με ένα παράδειγμα: βηρύλλιο-αλουμίνιο 
Από το βηρύλλιο Be στο αλουμίνιο Al, μπορεί κανείς να πάει απευθείας κατά μήκος της διαγώνιας Be → A1, ή μέσω του βορίου B, δηλαδή, κατά μήκος των δύο ποδιών Be → B και B → A1. Η ενίσχυση των μη μεταλλικών ιδιοτήτων από βηρύλλιο σε βόριο και η αποδυνάμωσή τους από βόριο σε αλουμίνιο εξηγεί γιατί τα στοιχεία βηρύλλιο και αλουμίνιο, που βρίσκονται διαγώνια, έχουν κάποια αναλογία στις ιδιότητες, αν και δεν ανήκουν στην ίδια υποομάδα του περιοδικού συστήματος.
Έτσι, υπάρχει στενή σχέση μεταξύ του περιοδικού πίνακα, της δομής των ατόμων των στοιχείων και των χημικών τους ιδιοτήτων.
Οι ιδιότητες ενός ατόμου οποιουδήποτε στοιχείου - να δώσει ένα ηλεκτρόνιο και να μετατραπεί σε θετικά φορτισμένο ιόν - ποσοτικοποιούνται από τη δαπάνη ενέργειας, που ονομάζεται ενέργεια ιοντισμού I *. Εκφράζεται σε kcal/g-άτομο ή xJ/g-άτομο.
Όσο λιγότερη αυτή η ενέργεια, τόσο ισχυρότερο είναι το άτομο του στοιχείου που παρουσιάζει αναγωγικές ιδιότητες, τόσο πιο μεταλλικό είναι το στοιχείο. Όσο περισσότερη αυτή η ενέργεια, τόσο πιο αδύναμες είναι οι μεταλλικές ιδιότητες, τόσο περισσότερο το στοιχείο εμφανίζει μη μεταλλικές ιδιότητες. Η ιδιότητα ενός ατόμου οποιουδήποτε στοιχείου να δέχεται ένα ηλεκτρόνιο και να μετατρέπεται σε ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν εκτιμάται από την ποσότητα της απελευθερωμένης ενέργειας, η οποία ονομάζεται πιο ενεργητική από τη συγγένεια ηλεκτρονίων E. εκφράζεται επίσης σε kcal / g-άτομο ή kJ / g-άτομο.
Η συγγένεια ηλεκτρονίων μπορεί να είναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός στοιχείου να εμφανίζει μη μεταλλικές ιδιότητες. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η ενέργεια, τόσο πιο μη μεταλλικό είναι το στοιχείο και, αντίθετα, όσο χαμηλότερη είναι η ενέργεια, τόσο πιο μεταλλικό είναι το στοιχείο.
Συχνά, για να χαρακτηριστούν οι ιδιότητες των στοιχείων, χρησιμοποιείται μια τιμή, η οποία ονομάζεται ηλεκτραρνητικότητα.
Είναι: αντιπροσωπεύει το αριθμητικό άθροισμα των τιμών της ενέργειας ιονισμού και της ενέργειας συγγένειας για ένα ηλεκτρόνιο
Η σταθερά είναι ένα μέτρο της μη μεταλλικότητας των στοιχείων. Όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο ισχυρότερο είναι το στοιχείο που παρουσιάζει μη μεταλλικές ιδιότητες.
Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι όλα τα στοιχεία είναι ουσιαστικά διπλής φύσης. Η διαίρεση των στοιχείων σε μέταλλα και μη μέταλλα είναι σε κάποιο βαθμό αυθαίρετη, γιατί δεν υπάρχουν αιχμηρές ακμές στη φύση. Με την ενίσχυση των μεταλλικών ιδιοτήτων του στοιχείου εξασθενούν οι μη μεταλλικές του ιδιότητες και αντίστροφα. Το πιο «μεταλλικό» από τα στοιχεία - το φράγκιο Fr - μπορεί να θεωρηθεί το λιγότερο μη μεταλλικό, το πιο «μη μεταλλικό» - το φθόριο F - μπορεί να θεωρηθεί το λιγότερο μεταλλικό.
Συνοψίζοντας τις τιμές των υπολογιζόμενων ενεργειών - την ενέργεια ιονισμού και την ενέργεια συγγένειας ηλεκτρονίων - παίρνουμε: για το καίσιο η τιμή είναι 90 kcal / g-a., για το λίθιο 128 kcal / g-a., για το φθόριο = 510 kcal / g-a. (η τιμή εκφράζεται επίσης σε kJ / g-a.). Αυτές είναι οι απόλυτες τιμές της ηλεκτραρνητικότητας. Για απλότητα, χρησιμοποιούνται οι σχετικές τιμές ηλεκτραρνητικότητας, λαμβάνοντας την ηλεκτραρνητικότητα του λιθίου (128) ως μονάδα. Τότε για το φθόριο (F) παίρνουμε:
Για το καίσιο (Cs), η σχετική ηλεκτραρνητικότητα θα είναι
Στο γράφημα των αλλαγών στην ηλεκτραρνητικότητα των στοιχείων των κύριων υποομάδων
ομάδες I-VII. συγκρίνονται οι ηλεκτραρνητικότητες των στοιχείων των κύριων υποομάδων των ομάδων I-VII. Τα δεδομένα που δίνονται δείχνουν την πραγματική θέση του υδρογόνου στην 1η περίοδο. άνιση αύξηση της μεταλλικότητας των στοιχείων, από πάνω προς τα κάτω σε διάφορες υποομάδες. κάποια ομοιότητα στοιχείων: υδρογόνο - φώσφορος - τελλούριο (= 2,1), βηρύλλιο και αλουμίνιο (= 1,5) και μια σειρά από άλλα στοιχεία. Όπως φαίνεται από τις παραπάνω συγκρίσεις, χρησιμοποιώντας τις τιμές της ηλεκτραρνητικότητας, μπορεί κανείς να συγκρίνει κατά προσέγγιση μεταξύ τους, ακόμη και στοιχεία διαφορετικών υποομάδων και διαφορετικών περιόδων.
Γράφημα μεταβολών στα ηλεκτροαρνητικά στοιχεία των κύριων υποομάδων των ομάδων I-VII.
Ο περιοδικός νόμος και ο περιοδικός πίνακας στοιχείων έχουν μεγάλη φιλοσοφική, επιστημονική και μεθοδολογική σημασία. Είναι: ένα μέσο για να γνωρίσουμε τον κόσμο γύρω μας. Ο περιοδικός νόμος αποκαλύπτει και αντικατοπτρίζει τη διαλεκτική-υλιστική ουσία της φύσης. Περιοδικό, νόμο και περιοδικό σύστημα στοιχείων με όλα τα πειστικά στοιχεία για την ενότητα και την υλικότητα του κόσμου γύρω μας. Αποτελούν την καλύτερη επιβεβαίωση της εγκυρότητας των κύριων χαρακτηριστικών της μαρξιστικής διαλεκτικής μεθόδου της γνώσης: α) η διασύνδεση και αλληλεξάρτηση αντικειμένων και φαινομένων, β) η συνέχεια της κίνησης και ανάπτυξης, γ) η μετάβαση των ποσοτικών αλλαγών σε ποιοτικές. , δ) η πάλη και η ενότητα των αντιθέτων.
Η μεγάλη επιστημονική σημασία του περιοδικού νόμου έγκειται στο γεγονός ότι βοηθά δημιουργικές ανακαλύψεις στον τομέα των χημικών, φυσικών, ορυκτολογικών, γεωλογικών, τεχνικών και άλλων επιστημών. Πριν από την ανακάλυψη του περιοδικού νόμου, η χημεία ήταν μια συσσώρευση διάσπαρτων πραγματικών πληροφοριών χωρίς εσωτερική επικοινωνία. τώρα όλα αυτά έχουν τεθεί σε ένα ενιαίο αρμονικό σύστημα. Πολλές ανακαλύψεις στον τομέα της χημείας και της φυσικής έχουν γίνει με βάση τον περιοδικό νόμο και τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων. Ο περιοδικός νόμος άνοιξε το δρόμο για τη γνώση της εσωτερικής δομής του ατόμου και του πυρήνα του. Εμπλουτίζεται με νέες ανακαλύψεις και επιβεβαιώνεται ως ακλόνητος, αντικειμενικός νόμος της φύσης. Η μεγάλη μεθοδολογική και μεθοδολογική σημασία του περιοδικού νόμου και του περιοδικού συστήματος στοιχείων έγκειται στο γεγονός ότι στη μελέτη της χημείας καθιστούν δυνατή την ανάπτυξη μιας διαλεκτικής-υλιστικής κοσμοθεωρίας στον μαθητή και διευκολύνουν την αφομοίωση του μαθήματος της χημείας: Η μελέτη της χημείας δεν πρέπει να βασίζεται στην απομνημόνευση των ιδιοτήτων μεμονωμένων στοιχείων και των ενώσεων τους, αλλά στην κρίση των ιδιοτήτων απλών και σύνθετων ουσιών, με βάση τους νόμους που εκφράζονται από τον περιοδικό νόμο και το περιοδικό σύστημα στοιχείων.
