γενικά χαρακτηριστικάστοιχεία της ομάδας IV, η κύρια υποομάδα του περιοδικού συστήματος του D. I. Mendeleev
Τα στοιχεία της κύριας υποομάδας της ομάδας IV περιλαμβάνουν άνθρακα, πυρίτιο, γερμάνιο, κασσίτερο και μόλυβδο. Οι μεταλλικές ιδιότητες ενισχύονται, οι μη μεταλλικές ιδιότητες μειώνονται. Το εξωτερικό στρώμα έχει 4 ηλεκτρόνια.
Χημικές ιδιότητες(με βάση τον άνθρακα)
· Αλληλεπιδρούν με μέταλλα
4Al+3C = Al 4 C 3 (η αντίδραση εμφανίζεται σε υψηλή θερμοκρασία)
· Αλληλεπίδραση με μη μέταλλα
2H2 +C = CH4
· Αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο
· Αλληλεπίδραση με το νερό
C+H2O = CO+H2
· Αλληλεπιδρούν με οξείδια
2Fe 2 O 3 +3C = 3CO 2 +4Fe
· Αλληλεπιδρούν με οξέα
3C+4HNO3 = 3CO2 +4NO+2H2O
Ανθρακας. Χαρακτηριστικά του άνθρακα, με βάση τη θέση του στον περιοδικό πίνακα, αλλοτροπία άνθρακα, προσρόφηση, κατανομή στη φύση, παραγωγή, ιδιότητες. Οι πιο σημαντικές ενώσεις άνθρακα
άνθρακας ( χημικό σύμβολο- Γ, λατ. Carboneum) είναι ένα χημικό στοιχείο της δέκατης τέταρτης ομάδας (σύμφωνα με την ξεπερασμένη ταξινόμηση - η κύρια υποομάδα της τέταρτης ομάδας), 2η περίοδος του περιοδικού πίνακα χημικά στοιχεία. σειριακός αριθμός 6, ατομική μάζα- 12.0107. Ο άνθρακας υπάρχει σε μια ποικιλία αλλοτρόπων με πολύ διαφορετικές φυσικές ιδιότητες. Η ποικιλία των τροποποιήσεων οφείλεται στην ικανότητα του άνθρακα να σχηματίζεται χημικοί δεσμοίΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ.
Ο φυσικός άνθρακας αποτελείται από δύο σταθερά ισότοπα - 12C (98,93%) και 13C (1,07%) και ένα ραδιενεργό ισότοπο 14C (β-εκπομπός, Т½= 5730 έτη), συγκεντρωμένος στην ατμόσφαιρα και στο ανώτερο τμήμα του φλοιού της γης.
Οι κύριες και καλά μελετημένες αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα είναι το διαμάντι και ο γραφίτης. Στο φυσιολογικές συνθήκεςΜόνο ο γραφίτης είναι θερμοδυναμικά σταθερός, ενώ το διαμάντι και άλλες μορφές είναι μετασταθερές. Ο υγρός άνθρακας υπάρχει μόνο σε μια ορισμένη εξωτερική πίεση.
Σε πιέσεις άνω των 60 GPa, υποτίθεται ο σχηματισμός μιας πολύ πυκνής τροποποίησης C III (πυκνότητα 15-20% μεγαλύτερη από την πυκνότητα του διαμαντιού), η οποία έχει μεταλλική αγωγιμότητα.
Η κρυσταλλική τροποποίηση του άνθρακα του εξαγωνικού συστήματος με δομή αλυσίδας μορίων συνήθως ονομάζεται καρβίνη. Είναι γνωστές αρκετές μορφές καρβίνης, που διαφέρουν ως προς τον αριθμό των ατόμων στο μοναδιαίο κύτταρο.
Το Carbyne είναι μια λεπτή κρυσταλλική μαύρη σκόνη (πυκνότητα 1,9-2 g/cm³) και έχει ημιαγωγικές ιδιότητες. Λαμβάνεται υπό τεχνητές συνθήκες από μακριές αλυσίδες ατόμων άνθρακα που βρίσκονται παράλληλα μεταξύ τους.
Το Carbyne είναι ένα γραμμικό πολυμερές άνθρακα. Στο μόριο καρβίνης, τα άτομα άνθρακα συνδέονται σε αλυσίδες εναλλάξ ή τριπλά και μεμονωμένα ομόλογα(δομή πολυενίου), ή μόνιμοι διπλοί δεσμοί (δομή πολυσωρευτηρίου). Το Carbyne έχει ημιαγώγιμες ιδιότητες και η αγωγιμότητά του αυξάνεται πολύ όταν εκτίθεται στο φως. Το πρώτο βασίζεται σε αυτή την ιδιότητα πρακτική χρήση- σε φωτοκύτταρα.
Το γραφένιο είναι μια δισδιάστατη αλλοτροπική τροποποίηση του άνθρακα, που σχηματίζεται από ένα στρώμα ατόμων άνθρακα πάχους ενός ατόμου, συνδεδεμένο μέσω δεσμών sp² σε ένα εξαγωνικό δισδιάστατο κρυσταλλικό πλέγμα.
Σε συνηθισμένες θερμοκρασίες, ο άνθρακας είναι χημικά αδρανής, σε αρκετά υψηλές θερμοκρασίες συνδυάζεται με πολλά στοιχεία και παρουσιάζει ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες. Χημική δραστηριότητα διαφορετικές μορφέςΟ άνθρακας μειώνεται στη σειρά: άμορφος άνθρακας, γραφίτης, διαμάντι· στον αέρα αναφλέγονται σε θερμοκρασίες πάνω από 300-500 °C, 600-700 °C και 850-1000 °C αντίστοιχα.
Τα προϊόντα καύσης του άνθρακα είναι CO και CO2 (μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα, αντίστοιχα). Το ασταθές υποξείδιο του άνθρακα C3O2 (σημείο τήξης −111 °C, σημείο βρασμού 7 °C) και ορισμένα άλλα οξείδια (για παράδειγμα, C12O9, C5O2, C12O12) είναι επίσης γνωστά. Ο γραφίτης και ο άμορφος άνθρακας αρχίζουν να αντιδρούν με το υδρογόνο σε θερμοκρασία 1200 °C, με το φθόριο στους 900 °C.
Το διοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με το νερό σχηματίζοντας ασθενές ανθρακικό οξύ - H2CO3, το οποίο σχηματίζει άλατα - ανθρακικά. Τα πιο διαδεδομένα στη Γη είναι το ανθρακικό ασβέστιο (ορυκτές μορφές - κιμωλία, μάρμαρο, ασβεστίτης, ασβεστόλιθος κ.λπ.) και το μαγνήσιο (ορυκτής μορφής δολομίτης).
Γραφίτης με αλογόνα, αλκαλικά μέταλλα κ.λπ.
Δημοσιεύτηκε στο ref.rf
οι ουσίες σχηματίζουν ενώσεις εγκλεισμού. Όταν διέρχεται ηλεκτρική εκκένωση μεταξύ ηλεκτροδίων άνθρακα σε ατμόσφαιρα αζώτου, σχηματίζεται κυανογόνο. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η αντίδραση του άνθρακα με ένα μείγμα Η2 και Ν2 παράγει υδροκυανικό οξύ:
Η αντίδραση του άνθρακα με το θείο παράγει δισουλφίδιο άνθρακα CS2· CS και C3S2 είναι επίσης γνωστά. Με τα περισσότερα μέταλλα, ο άνθρακας σχηματίζει καρβίδια, για παράδειγμα:
Η αντίδραση του άνθρακα με τους υδρατμούς είναι σημαντική στη βιομηχανία:
Όταν θερμαίνεται, ο άνθρακας μειώνει τα μεταλλικά οξείδια σε μέταλλα. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλουργική βιομηχανία.
Ο γραφίτης χρησιμοποιείται στη βιομηχανία μολυβιών, αλλά αναμιγνύεται με πηλό για να μειώσει την απαλότητά του. Το διαμάντι, λόγω της εξαιρετικής σκληρότητάς του, είναι ένα απαραίτητο λειαντικό υλικό. Διάφορες ενώσεις άνθρακα - παράγωγα - χρησιμοποιούνται ευρέως στη φαρμακολογία και την ιατρική. ανθρακικό οξύΚαι καρβοξυλικά οξέα, διάφορα ετερόκυκλα, πολυμερή και άλλες ενώσεις. Ο άνθρακας παίζει τεράστιο ρόλο στη ζωή του ανθρώπου. Οι εφαρμογές του είναι τόσο διαφορετικές όσο αυτό το ίδιο το πολύπλευρο στοιχείο. Συγκεκριμένα, ο άνθρακας είναι αναπόσπαστο συστατικό του χάλυβα (έως 2,14% κ.β.) και του χυτοσιδήρου (πάνω από 2,14% κ.β.)
Ο άνθρακας είναι μέρος των ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, λόγω των οποίων το κλίμα της περιοχής μπορεί να αλλάξει και ο αριθμός των ηλιόλουστων ημερών μπορεί να μειωθεί. Μπαίνει ο άνθρακας περιβάλλονμε τη μορφή αιθάλης στα καυσαέρια των οχημάτων κατά την καύση άνθρακα σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, κατά τη διάρκεια ανοιχτών ανθρακωρυχείων, υπόγειας αεριοποίησης, παραγωγής συμπυκνωμάτων άνθρακα κ.λπ.
Δημοσιεύτηκε στο ref.rf
Η συγκέντρωση άνθρακα πάνω από τις πηγές καύσης είναι 100-400 μg/m³, μεγάλες πόλεις 2,4-15,9 μg/m³, αγροτικές περιοχές 0,5 - 0,8 μg/m³. Με τις εκπομπές αερίων αεροζόλ από πυρηνικούς σταθμούς, (6-15)·109 Bq/ημέρα 14СО2 εισέρχεται στην ατμόσφαιρα.
Η υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα στα ατμοσφαιρικά αερολύματα οδηγεί σε αυξημένη νοσηρότητα στον πληθυσμό, ιδιαίτερα στην ανώτερη αναπνευστική οδό και στους πνεύμονες. Επαγγελματικές ασθένειες - κυρίως ανθράκωση και βρογχίτιδα από σκόνη. Στον αέρα της περιοχής εργασίας, MPC, mg/m³: διαμάντι 8,0, ανθρακίτης και κοκ 6,0, κάρβουνο 10.0, αιθάλη και σκόνη άνθρακα 4.0; V ατμοσφαιρικός αέραςμέγιστο εφάπαξ 0,15, μέση ημερήσια 0,05 mg/m³.
Οι πιο σημαντικές συνδέσεις. Μονοξείδιο του άνθρακα (II) (μονοξείδιο του άνθρακα) CO. Υπό κανονικές συνθήκες, είναι ένα άχρωμο, άοσμο και άγευστο αέριο. Η τοξικότητα εξηγείται από το γεγονός ότι συνδυάζεται εύκολα με την αιμοσφαιρίνη του αίματος Μονοξείδιο του άνθρακα (IV) CO2. Υπό κανονικές συνθήκες, είναι ένα άχρωμο αέριο με ελαφρώς ξινή μυρωδιά και γεύση, μιάμιση φορά βαρύτερο από τον αέρα, δεν καίγεται και δεν υποστηρίζει την καύση. Ανθρακικό οξύ H2CO3. Ασθενές οξύ. Τα μόρια του ανθρακικού οξέος υπάρχουν μόνο σε διάλυμα. Φωσγένιο COCl2. Άχρωμο αέριο με χαρακτηριστική οσμή, σημείο βρασμού = 8°C, σημείο τήξης = -118°C. Πολύ δηλητηριώδες. Ελαφρώς διαλυτό στο νερό. Αντιδραστικός. Χρησιμοποιείται σε οργανικές συνθέσεις.
Γενικά χαρακτηριστικά των στοιχείων της ομάδας IV, της κύριας υποομάδας του περιοδικού συστήματος του D.I. Mendeleev - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας "Γενικά χαρακτηριστικά στοιχείων της ομάδας IV, η κύρια υποομάδα του περιοδικού συστήματος του D. I. Mendeleev" 2017, 2018.
Οι απαρχές της γαλλικής γοτθικής γλυπτικής έγιναν στο Saint-Denis. Οι τρεις πύλες της δυτικής πρόσοψης της περίφημης εκκλησίας γέμισαν με γλυπτικές εικόνες, στις οποίες για πρώτη φορά εκδηλώθηκε η επιθυμία για ένα αυστηρά μελετημένο εικονογραφικό πρόγραμμα, προέκυψε επιθυμία...
Σχεδόν καμία νέα πόλη δεν χτίστηκε κατά τον πρώιμο Μεσαίωνα. Οι συνεχείς πόλεμοι κατέστησαν αναγκαία την ανέγερση οχυρών οικισμών, ιδιαίτερα σε παραμεθόριες περιοχές. Το κέντρο του πρώιμου μεσαιωνικού υλικού και πνευματικού πολιτισμού ήταν τα μοναστήρια. Κατασκευάζονταν... .
ΛΥΣΕΙΣ ΠΑΙΧΝΙΔΙΟΥ ΔΙΑΣΤΗΜΑΤΟΣ Κοινή απόφασηκτίρια και συγκροτήματα Στη σύνθεση του ανώτερου εκπαιδευτικό ίδρυμαΣύμφωνα με την αρχιτεκτονική και σχεδιαστική δομή τους, περιλαμβάνονται τα ακόλουθα τμήματα: γενικά τμήματα ινστιτούτων και σχολών με γραφεία και εργαστήρια. ...
Το περιοδικό σύστημα χημικών στοιχείων είναι μια ταξινόμηση χημικών στοιχείων που δημιουργήθηκε από τον D. I. Mendeleev με βάση τον περιοδικό νόμο που ανακάλυψε ο ίδιος το 1869.
D. I. Mendeleev
Σύμφωνα με σύγχρονη σύνθεσηΑυτός ο νόμος ορίζει ότι σε μια συνεχή σειρά στοιχείων, διατεταγμένα κατά σειρά αυξανόμενου μεγέθους του θετικού φορτίου των πυρήνων των ατόμων τους, στοιχεία με παρόμοιες ιδιότητες επαναλαμβάνονται περιοδικά.
Ο περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων, που παρουσιάζεται σε μορφή πίνακα, αποτελείται από περιόδους, σειρές και ομάδες.
Στην αρχή κάθε περιόδου (εκτός από την πρώτη), το στοιχείο έχει έντονες μεταλλικές ιδιότητες (αλκαλιμέταλλο).
Υπόμνημα για τον πίνακα χρωμάτων: 1 - χημικό σημάδιστοιχείο; 2 - όνομα; 3 - ατομική μάζα (ατομικό βάρος). 4 - σειριακός αριθμός. 5 - κατανομή ηλεκτρονίων στα στρώματα.
Καθώς ο σειριακός αριθμός του στοιχείου αυξάνεται, ίση με την τιμήθετικό φορτίο του πυρήνα του ατόμου του, οι μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν σταδιακά και οι μη μεταλλικές ιδιότητες αυξάνονται. Το προτελευταίο στοιχείο σε κάθε περίοδο είναι ένα στοιχείο με έντονες μη μεταλλικές ιδιότητες (), και το τελευταίο είναι ένα αδρανές αέριο. Στην περίοδο I υπάρχουν 2 στοιχεία, στην II και III - 8 στοιχεία, στην IV και V - 18, στην VI - 32 και στην VII (μη συμπληρωμένη περίοδος) - 17 στοιχεία.
Οι τρεις πρώτες περίοδοι ονομάζονται μικρές περίοδοι, καθεμία από αυτές αποτελείται από μια οριζόντια σειρά. τα υπόλοιπα - σε μεγάλες περιόδους, καθεμία από τις οποίες (εκτός από την περίοδο VII) αποτελείται από δύο οριζόντιες σειρές - ζυγές (άνω) και περιττές (κάτω). Μόνο μέταλλα βρίσκονται σε ζυγές σειρές μεγάλων περιόδων. Οι ιδιότητες των στοιχείων σε αυτές τις σειρές αλλάζουν ελαφρώς με την αύξηση του τακτικού αριθμού. Οι ιδιότητες των στοιχείων σε περιττές σειρές μεγάλων περιόδων αλλάζουν. Στην περίοδο VI, το λανθάνιο ακολουθείται από 14 στοιχεία, πολύ παρόμοια σε χημικές ιδιότητες. Αυτά τα στοιχεία, που ονομάζονται λανθανίδες, παρατίθενται χωριστά κάτω από τον κύριο πίνακα. Οι ακτινίδες, τα στοιχεία που ακολουθούν το ακτίνιο, παρουσιάζονται παρόμοια στον πίνακα.
Ο πίνακας έχει εννέα κάθετες ομάδες. Ο αριθμός της ομάδας, με σπάνιες εξαιρέσεις, είναι ίσος με το υψηλότερο θετικό σθένος των στοιχείων αυτής της ομάδας. Κάθε ομάδα, με εξαίρεση το μηδέν και την όγδοη, χωρίζεται σε υποομάδες. - κύρια (βρίσκεται στα δεξιά) και δευτερεύουσα. Στις κύριες υποομάδες, καθώς αυξάνεται ο ατομικός αριθμός, οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων γίνονται ισχυρότερες και οι μη μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν.
Έτσι, χημική και σειρά φυσικές ιδιότητεςΤα στοιχεία καθορίζονται από τη θέση που κατέχει ένα δεδομένο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα.
Βιογενή στοιχεία, δηλαδή στοιχεία που απαρτίζουν τους οργανισμούς και εκτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία σε αυτόν βιολογικό ρόλο, καταλαμβάνουν το πάνω μέρος του περιοδικού πίνακα. Τα κύτταρα που καταλαμβάνονται από στοιχεία που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος (πάνω από 99%) της ζωντανής ύλης είναι χρωματισμένα μπλε, ροζ χρώμα- κύτταρα που καταλαμβάνονται από μικροστοιχεία (βλ.).
Ο περιοδικός πίνακας των χημικών στοιχείων είναι το μεγαλύτερο επίτευγμα σύγχρονη φυσική επιστήμηκαι μια ζωντανή έκφραση των πιο γενικών διαλεκτικών νόμων της φύσης.
Δείτε επίσης, Ατομικό βάρος.
Το περιοδικό σύστημα χημικών στοιχείων είναι μια φυσική ταξινόμηση χημικών στοιχείων που δημιουργήθηκε από τον D. I. Mendeleev με βάση τον περιοδικό νόμο που ανακάλυψε ο ίδιος το 1869.
Στην αρχική του διατύπωση, ο περιοδικός νόμος του D.I. Mendeleev έλεγε: οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων τους, εξαρτώνται περιοδικά από τα ατομικά βάρη των στοιχείων. Στη συνέχεια, με την ανάπτυξη του δόγματος της δομής του ατόμου, αποδείχθηκε ότι ένα πιο ακριβές χαρακτηριστικό κάθε στοιχείου δεν είναι το ατομικό βάρος (βλ.), αλλά η τιμή του θετικού φορτίου του πυρήνα του ατόμου του στοιχείου, ίσος με τον σειριακό (ατομικό) αριθμό αυτού του στοιχείου στο περιοδικό σύστημα του D. I. Mendeleev . Ο αριθμός των θετικών φορτίων στον πυρήνα ενός ατόμου είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που περιβάλλουν τον πυρήνα του ατόμου, καθώς τα άτομα στο σύνολό τους είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Υπό το πρίσμα αυτών των δεδομένων, ο περιοδικός νόμος διατυπώνεται ως εξής: οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων τους, εξαρτώνται περιοδικά από το μέγεθος του θετικού φορτίου των πυρήνων των ατόμων τους. Αυτό σημαίνει ότι σε μια συνεχή σειρά στοιχείων που διατάσσονται κατά σειρά αύξησης των θετικών φορτίων των πυρήνων των ατόμων τους, στοιχεία με παρόμοιες ιδιότητες θα επαναλαμβάνονται περιοδικά.
Η μορφή πίνακα του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων παρουσιάζεται σε αυτό σύγχρονη μορφή. Αποτελείται από περιόδους, σειρές και ομάδες. Μια περίοδος αντιπροσωπεύει μια διαδοχική οριζόντια σειρά στοιχείων διατεταγμένων κατά σειρά αυξανόμενου θετικού φορτίου των πυρήνων των ατόμων τους.
Στην αρχή κάθε περιόδου (εκτός της πρώτης) υπάρχει ένα στοιχείο με έντονες μεταλλικές ιδιότητες (αλκαλιμέταλλο). Στη συνέχεια, καθώς αυξάνεται ο σειριακός αριθμός, οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων εξασθενούν σταδιακά και οι μη μεταλλικές ιδιότητες αυξάνονται. Το προτελευταίο στοιχείο σε κάθε περίοδο είναι ένα στοιχείο με έντονες μη μεταλλικές ιδιότητες (αλογόνο), και το τελευταίο είναι ένα αδρανές αέριο. Η πρώτη περίοδος αποτελείται από δύο στοιχεία, τον ρόλο αλκαλιμέταλλοκαι το αλογόνο εδώ εκτελούνται ταυτόχρονα από το υδρογόνο. Οι περίοδοι II και III περιλαμβάνουν 8 στοιχεία η καθεμία, που ονομάζονται τυπικά από τον Mendeleev. Οι περίοδοι IV και V περιέχουν 18 στοιχεία η καθεμία, VI-32. Η περίοδος VII δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί και αναπληρώνεται με τεχνητά δημιουργημένα στοιχεία. Υπάρχουν επί του παρόντος 17 στοιχεία σε αυτήν την περίοδο. Οι περίοδοι I, II και III ονομάζονται μικρές, καθεμία από αυτές αποτελείται από μια οριζόντια σειρά, IV-VII είναι μεγάλες: (με εξαίρεση την VII) περιλαμβάνουν δύο οριζόντιες σειρές - ζυγές (άνω) και περιττές (κάτω). Σε ζυγές σειρές μεγάλων περιόδων υπάρχουν μόνο μέταλλα και η αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων στη σειρά από αριστερά προς τα δεξιά εκφράζεται ασθενώς.
Σε περιττές σειρές μεγάλων περιόδων, οι ιδιότητες των στοιχείων της σειράς αλλάζουν με τον ίδιο τρόπο όπως οι ιδιότητες των τυπικών στοιχείων. Στη ζυγή σειρά της VI περιόδου, μετά το λανθάνιο, υπάρχουν 14 στοιχεία [που ονομάζονται λανθανίδες (βλ.), λανθανίδες, στοιχεία σπανίων γαιών], παρόμοια σε χημικές ιδιότητες με το λανθάνιο και μεταξύ τους. Μια λίστα με αυτά δίνεται χωριστά κάτω από τον πίνακα.
Τα στοιχεία που ακολουθούν το ακτίνιο - ακτινίδες (ακτινοειδή) - παρατίθενται χωριστά και παρατίθενται παρακάτω στον πίνακα.
Στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων, εννέα ομάδες βρίσκονται κάθετα. Ο αριθμός της ομάδας είναι ίσος με το υψηλότερο θετικό σθένος (βλ.) των στοιχείων αυτής της ομάδας. Οι εξαιρέσεις είναι το φθόριο (μπορεί να είναι μόνο αρνητικά μονοσθενές) και το βρώμιο (δεν μπορεί να είναι επτασθενές). Επιπλέον, ο χαλκός, το ασήμι, ο χρυσός μπορούν να παρουσιάζουν σθένος μεγαλύτερο από +1 (Cu-1 και 2, Ag και Au-1 και 3), και από τα στοιχεία της ομάδας VIII, μόνο το όσμιο και το ρουθήνιο έχουν σθένος +8 . Κάθε ομάδα, με εξαίρεση την όγδοη και το μηδέν, χωρίζεται σε δύο υποομάδες: την κύρια (βρίσκεται στα δεξιά) και τη δευτερεύουσα. Οι κύριες υποομάδες περιλαμβάνουν τυπικά στοιχεία και στοιχεία μεγάλων περιόδων, οι δευτερεύουσες υποομάδες περιλαμβάνουν μόνο στοιχεία μεγάλων περιόδων και, επιπλέον, μέταλλα.
Όσον αφορά τις χημικές ιδιότητες, τα στοιχεία κάθε υποομάδας μιας δεδομένης ομάδας διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους και μόνο το υψηλότερο θετικό σθένος είναι το ίδιο για όλα τα στοιχεία μιας δεδομένης ομάδας. Στις κύριες υποομάδες, από πάνω προς τα κάτω, οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων ενισχύονται και οι μη μεταλλικές αποδυναμώνονται (για παράδειγμα, το φράγκιο είναι το στοιχείο με τις πιο έντονες μεταλλικές ιδιότητες και το φθόριο είναι μη μεταλλικό). Έτσι, η θέση ενός στοιχείου στο περιοδικό σύστημα του Mendeleev (τακτικός αριθμός) καθορίζει τις ιδιότητές του, οι οποίες είναι ο μέσος όρος των ιδιοτήτων των γειτονικών στοιχείων κατακόρυφα και οριζόντια.
Ορισμένες ομάδες στοιχείων έχουν ειδικά ονόματα. Έτσι, τα στοιχεία των κύριων υποομάδων της ομάδας Ι ονομάζονται αλκαλικά μέταλλα, ομάδα II - μέταλλα αλκαλικών γαιών, VII ομάδα - αλογόνα, στοιχεία που βρίσκονται πίσω από ουράνιο - υπερουράνιο. Στοιχεία που αποτελούν τους οργανισμούς συμμετέχουν στις μεταβολικές διεργασίες και έχουν έντονο βιολογικό ρόλο, ονομάζονται βιογενικά στοιχεία. Όλοι καταλαμβάνουν το πάνω μέρος του πίνακα του D.I. Mendeleev. Αυτά είναι κυρίως O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg και Fe, που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της ζωντανής ύλης (πάνω από 99%). Οι θέσεις που καταλαμβάνουν αυτά τα στοιχεία στον περιοδικό πίνακα είναι χρωματισμένες με ανοιχτό μπλε. Τα βιογενή στοιχεία, από τα οποία υπάρχουν πολύ λίγα στο σώμα (από 10 -3 έως 10 -14%), ονομάζονται μικροστοιχεία (βλ.). Τα κύτταρα του περιοδικού συστήματος, με κίτρινο χρώμα, περιέχουν μικροστοιχεία, η ζωτική σημασία των οποίων για τον άνθρωπο έχει αποδειχθεί.
Σύμφωνα με τη θεωρία της ατομικής δομής (βλ. Άτομο) Χημικές ιδιότητεςστοιχεία εξαρτώνται κυρίως από τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό νέφος ηλεκτρονίων. Περιοδική αλλαγήΟι ιδιότητες των στοιχείων με αυξανόμενο θετικό φορτίο των ατομικών πυρήνων εξηγούνται από την περιοδική επανάληψη της δομής του εξωτερικού κελύφους ηλεκτρονίων ( επίπεδο ενέργειας) άτομα.
Σε μικρές περιόδους, με αύξηση του θετικού φορτίου του πυρήνα, ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό περίβλημα αυξάνεται από 1 σε 2 στην περίοδο I και από 1 σε 8 στις περιόδους II και III. Εξ ου και η αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων στην περίοδο από αλκαλικό μέταλλο σε αδρανές αέριο. Το εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων, που περιέχει 8 ηλεκτρόνια, είναι πλήρες και ενεργειακά σταθερό (τα στοιχεία της ομάδας μηδέν είναι χημικά αδρανή).
Σε μεγάλες περιόδους σε ζυγές σειρές, καθώς αυξάνεται το θετικό φορτίο των πυρήνων, ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό περίβλημα παραμένει σταθερός (1 ή 2) και το δεύτερο εξωτερικό περίβλημα γεμίζει με ηλεκτρόνια. Εξ ου και η αργή αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων σε ζυγές σειρές. Στις περιττές σειρές μεγάλων περιόδων, καθώς αυξάνεται το φορτίο των πυρήνων, το εξωτερικό περίβλημα γεμίζει με ηλεκτρόνια (από 1 έως 8) και οι ιδιότητες των στοιχείων αλλάζουν με τον ίδιο τρόπο όπως αυτές των τυπικών στοιχείων.
Ο αριθμός των κελυφών ηλεκτρονίων σε ένα άτομο είναι ίσος με τον αριθμό της περιόδου. Τα άτομα των στοιχείων των κύριων υποομάδων έχουν έναν αριθμό ηλεκτρονίων στο εξωτερικό τους περίβλημα ίσο με τον αριθμό της ομάδας. Τα άτομα των στοιχείων των πλευρικών υποομάδων περιέχουν ένα ή δύο ηλεκτρόνια στο εξωτερικό τους περίβλημα. Αυτό εξηγεί τη διαφορά στις ιδιότητες των στοιχείων της κύριας και της δευτερεύουσας υποομάδας. Ο αριθμός της ομάδας υποδεικνύει τον πιθανό αριθμό ηλεκτρονίων που μπορούν να συμμετάσχουν στο σχηματισμό χημικών (σθένους) δεσμών (βλέπε Μόριο), επομένως τέτοια ηλεκτρόνια ονομάζονται σθένος. Για στοιχεία πλευρικών υποομάδων, όχι μόνο τα ηλεκτρόνια των εξωτερικών φλοιών είναι σθένους, αλλά και αυτά των προτελευταίων. Ο αριθμός και η δομή των κελυφών ηλεκτρονίων υποδεικνύονται στον συνοδευτικό περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων.
Περιοδικός νόμοςΟ D.I. Mendeleev και το σύστημα που βασίζεται σε αυτόν έχουν αποκλειστικά μεγάλης σημασίαςστην επιστήμη και την πράξη. Ο περιοδικός νόμος και το σύστημα ήταν η βάση για την ανακάλυψη νέων χημικών στοιχείων, ακριβής ορισμόςτα ατομικά τους βάρη, η ανάπτυξη του δόγματος της δομής των ατόμων, η θέσπιση γεωχημικών νόμων κατανομής στοιχείων σε φλοιός της γηςκαι την ανάπτυξη σύγχρονων ιδεών για τη ζωντανή ύλη, η σύνθεση της οποίας και τα μοτίβα που συνδέονται με αυτήν είναι σύμφωνα με το περιοδικό σύστημα. Η βιολογική δραστηριότητα των στοιχείων και το περιεχόμενό τους στο σώμα καθορίζονται επίσης σε μεγάλο βαθμό από τη θέση που καταλαμβάνουν στον περιοδικό πίνακα του Mendeleev. Έτσι, με την αύξηση του σειριακού αριθμού σε έναν αριθμό ομάδων, αυξάνεται η τοξικότητα των στοιχείων και μειώνεται η περιεκτικότητά τους στο σώμα. Ο περιοδικός νόμος είναι μια σαφής έκφραση των πιο γενικών διαλεκτικών νόμων της ανάπτυξης της φύσης.
Μια ομάδα του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων είναι μια ακολουθία ατόμων σε αυξανόμενο πυρηνικό φορτίο που έχουν τον ίδιο τύπο ηλεκτρονική δομή. Ο αριθμός της ομάδας καθορίζεται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό περίβλημα του ατόμου (ηλεκτρόνια σθένους) ... Wikipedia
Η τέταρτη περίοδος του περιοδικού συστήματος περιλαμβάνει στοιχεία της τέταρτης σειράς (ή τέταρτης περιόδου) του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Η δομή του περιοδικού πίνακα βασίζεται σε σειρές για να απεικονίσει την επανάληψη (περιοδική) ... ... Wikipedia
Η πρώτη περίοδος του περιοδικού συστήματος περιλαμβάνει στοιχεία της πρώτης σειράς (ή της πρώτης περιόδου) του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Η δομή του περιοδικού πίνακα βασίζεται σε σειρές για να απεικονίσει τις επαναλαμβανόμενες (περιοδικές) τάσεις στη... ... Wikipedia
Η δεύτερη περίοδος του περιοδικού συστήματος περιλαμβάνει στοιχεία της δεύτερης σειράς (ή δεύτερης περιόδου) του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Η δομή του περιοδικού πίνακα βασίζεται σε σειρές για να απεικονίσει τις επαναλαμβανόμενες (περιοδικές) τάσεις στην ... Wikipedia
Η πέμπτη περίοδος του περιοδικού συστήματος περιλαμβάνει στοιχεία της πέμπτης σειράς (ή πέμπτης περιόδου) του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Η δομή του περιοδικού πίνακα βασίζεται σε σειρές για να απεικονίσει τις επαναλαμβανόμενες (περιοδικές) τάσεις στη... ... Wikipedia
Η τρίτη περίοδος του περιοδικού συστήματος περιλαμβάνει στοιχεία της τρίτης σειράς (ή τρίτης περιόδου) του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Η δομή του περιοδικού πίνακα βασίζεται σε σειρές για την απεικόνιση των επαναλαμβανόμενων (περιοδικών) τάσεων... Wikipedia
Η έβδομη περίοδος του περιοδικού συστήματος περιλαμβάνει στοιχεία της έβδομης σειράς (ή έβδομης περιόδου) του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Η δομή του περιοδικού πίνακα βασίζεται σε σειρές για την απεικόνιση των επαναλαμβανόμενων (περιοδικών) τάσεων... Wikipedia
Η έκτη περίοδος του περιοδικού συστήματος περιλαμβάνει στοιχεία της έκτης σειράς (ή της έκτης περιόδου) του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων. Η δομή του περιοδικού πίνακα βασίζεται σε σειρές για να απεικονίσει τις επαναλαμβανόμενες (περιοδικές) τάσεις στη... ... Wikipedia
Η σύντομη μορφή του περιοδικού πίνακα βασίζεται στον παραλληλισμό των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων της κύριας και της δευτερεύουσας υποομάδας: για παράδειγμα, η μέγιστη κατάσταση οξείδωσης του βαναδίου είναι +5, όπως ο φώσφορος και το αρσενικό, η μέγιστη κατάσταση οξείδωσης του χρωμίου είναι + 6 ... Βικιπαίδεια
Το αίτημα "Ομαδοποίηση" ανακατευθύνεται εδώ. Χρειάζεται ξεχωριστό άρθρο για αυτό το θέμα... Wikipedia
ενεργός, ανενεργός? β) όταν αλληλεπιδρούν με μέταλλα, σχηματίζουν άλατα. δ) τυπικά μέταλλα. 2. Μέταλλο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υδρογόνου (αντιδρώντας το με οξύ): α) Zn; β) Pt; γ) Au; δ) Hg; ε) Cu; 3. Βασικά οξείδια και υδροξείδια αλληλεπιδρούν με: α) οξέα. β) λόγοι· γ) τόσο οξέα όσο και αλκάλια. 4. Από πάνω προς τα κάτω στις κύριες υποομάδες, οι μη μεταλλικές ιδιότητες: α) αυξάνονται β) εξασθενούν γ) παραμένουν αμετάβλητες 5. Στοιχείο της κύριας υποομάδας της ομάδας IV: α) θείο β) τιτάνιο γ) πυρίτιο δ) χρώμιο 6 Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο τελευταίο ενεργειακό επίπεδο προσδιορίζεται από: α) από τον αύξοντα αριθμό β) από τον αριθμό περιόδου γ) από τον αριθμό της ομάδας 7. Η δομή των ατόμων των στοιχείων με σειριακούς αριθμούς 19 και 32 είναι πανομοιότυπη: α) το σύνολο αριθμός ηλεκτρονίων. γ) αριθμός ηλεκτρονικών επιπέδων. δ) τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο τελευταίο ενεργειακό επίπεδο. β) αριθμός νετρονίων. 8. Στοιχείο με ηλεκτρονικό τύπο 1s22s22p6: α) νέον; β) βρώμιο. γ) ασβέστιο; δ) βηρύλλιο. 9. Το άτομο νατρίου έχει τον ηλεκτρονικό τύπο: α) 1s22s22р1 β) 1s22s22p63s1 γ) 1s22s22p63s2 10. Το άτομο του οποίου στοιχείο έχει την ακόλουθη δομή του τελευταίου ενεργειακού επιπέδου…3s23p2: α) άνθρακας; β) βρώμιο. γ) πυρίτιο. δ) φώσφορο. 11. Ο αριθμός των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων περιέχει το ηλεκτρονιακό κέλυφος του στοιχείου Νο. 16 (θείο): α) 1; β) 2; στις 3; δ) 4; 12. Τακτικός αριθμός στοιχείου του οποίου τα άτομα είναι ικανά να σχηματίσουν ανώτερο οξείδιο τύπου RO: α) Αρ. 11 (νάτριο). β) Νο. 12 (μαγνήσιο); γ) Νο. 14 (πυρίτιο). 13. Ένα στοιχείο με ηλεκτρονικό τύπο 1s22s22p3 σχηματίζει μια πτητική ένωση υδρογόνου του τύπου: α) RH4; β) RH3; γ) RH2; δ) RH; 14. Όγκος 4 moles υδρογόνου υπό κανονικές συνθήκες: β) 44,8 l; γ) 67,2 l; δ) 89,6 l; ε) 112 l; 15. Το στοιχείο εντοπίζεται στην ΙΙ περίοδο. Το σθένος στο υψηλότερο οξείδιο και υδροξείδιο είναι Ι. Η ένωση παρουσιάζει βασικές ιδιότητες. Αυτό το στοιχείο... α) βηρύλλιο β) μαγνήσιο γ) λίθιο δ) φθόριο 16. Μέγιστο σθένος χλωρίου (Αρ. 17): α) IV β) V γ) VII δ) VIII 17. Ελάχιστο σθένος αρσενικού (Αρ. 33): α) IV β) III γ) V δ) VII 18. Το μοριακό βάρος του άλατος που προκύπτει από την αλληλεπίδραση δύο υψηλότερων οξειδίων στοιχείων με την ατομική διάταξη σε αυτά 1s22s22p3 και 1s22s22p63s1, αντίστοιχα: α) 85; β) 111; γ) 63; δ) 101; ε) 164; 19. Προσδιορίστε τον τύπο της ουσίας «Χ», που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα μετασχηματισμών: N2 → N2O5 A; Ba → BaO B; A + B → X + D; α) HNO3 β) Ba(OH)2 γ) Ba (NO3)2 δ) BaSO4 ε) BaOHNO3 20. Το άθροισμα των συντελεστών στην εξίσωση αντίδρασης, το σχήμα της οποίας είναι KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 α) 2 ; β) 3; στο 4? δ) 5; ε) 6; 21. Μοριακή μάζαοξείδιο του καλίου (σε g/mol): α) 55; β) 56; γ) 74; δ) 94; ε) 112; 22. Αριθμός γραμμομορίων οξειδίου του αργιλίου που αποτελείται από 204 g αυτής της σύνδεσης: Α'1; β) 2; στις 3; δ) 4; ε) 5; 23. Η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την καύση 2 g άνθρακα (θερμοχημική εξίσωση της αντίδρασης C + O2 = CO2 + 402,24 kJ): α) 67,04 kJ; β) 134,08 kJ; γ) 200 kJ; δ) 201,12 kJ; ε) 301,68 kJ; 24. Υπό κανονικές συνθήκες, 44,8 λίτρα οξυγόνου έχουν μάζα: α) 8 g; β) 16 g; γ) 32 g; δ) 64 g; ε) 128 g; 25. Κλάσμα μάζαςυδρογόνο στην ένωση pH3 είναι: α) 5,4%. β) 7,42%; γ) 8,82%; δ) 78,5%; ε) 82,2%; 26. Το κλάσμα μάζας του οξυγόνου στην ένωση ΕΟ3 είναι 60%. Ονομασία του στοιχείου Ε στην ένωση: α) άζωτο. β) φώσφορο. γ) θείο. δ) πυρίτιο. ε) σελήνιο; 27. Όταν το νάτριο αλληλεπιδρά με 72 g νερού, απελευθερώνεται υδρογόνο σε όγκο (n.s.): α) 11,2 l; β) 22,4 l; γ) 44,8 l; δ) 67,2 l; ε) 112 l; 28. Μάζα υδροχλωρικού οξέος που απαιτείται για τη λήψη 224 λίτρων υδρογόνου (n.s.): (Ba + 2HCl = BaCl2 + H2): α) 219 g; β) 109,5 g; γ) 730 g; δ) 64 g; ε) 365 g; 29. Μάζα υδροξειδίου του νατρίου που περιέχεται σε 200 g διαλύματος 30%: α) 146 g; β) 196 g; γ) 60 γρ. δ) 6 g; ε) 200 γρ. 30. Η μάζα του άλατος που σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση υδροξειδίου του νατρίου με 400 g διαλύματος 75% θειικού οξέος: α) 146 g; β) 196 g; γ) 360 g; δ) 435 g; ε) 200 γρ.
) Θέση του στοιχείου λιθίου στον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Mendeleev1) Η θέση του στοιχείου αλουμίνιο στον Περιοδικό Πίνακα του D.I. Mendeleev και η δομή των ατόμων του 2) Η φύση μιας απλής ουσίας (μέταλλο, μη μέταλλο) 3) Σύγκριση των ιδιοτήτων μιας απλής ουσίας με τις ιδιότητες απλές ουσίες, που σχηματίζεται από στοιχεία γειτονικά στην υποομάδα 4) Σύγκριση των ιδιοτήτων μιας απλής ουσίας με τις ιδιότητες απλών ουσιών που σχηματίζονται από στοιχεία γειτονικά στην περίοδο 5) Σύνθεση του ανώτερου οξειδίου, η φύση του (βασικό, όξινο, αμφοτερικό) 6) Σύνθεση του ανώτερου υδροξειδίου και η φύση του (οξύ που περιέχει οξυγόνο, βάση, αμφοτερικό υδροξείδιο) 7) Σύνθεση πτητικής ένωσης υδρογόνου (για μη μέταλλα)
1. Οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων της ομάδας ΙΙ με αυξανόμενο αύξοντα αριθμό 1) μειώνονται 2) αυξάνονται 3) δεν αλλάζουν 4) αλλάζουν περιοδικά 2.Ο φώσφορος είναι οξειδωτικός παράγοντας στην αντίδραση: 1) 3Mg+2H3PO4=Mg3(PO4)2+3H2 2) P2O3+O2=P2O5 3) 3Mg+2P=Mg3P2 4) 2P+3Cl2=2PCl3 3. θερμοκρασία δωματίουΚαι τα δύο μέταλλα δεν αλληλεπιδρούν με το νερό: 1) ψευδάργυρος και σίδηρος 2) χαλκός και χρυσός 3) νάτριο και υδράργυρος 4) κάλιο και ασβέστιο 4. Σχηματίζονται ιόντα Na+ και απελευθερώνεται αέριο υδρογόνο ως αποτέλεσμα της αντίδρασης 1) οξειδίου του νατρίου και νερό 2) οξείδιο του νατρίου με υδροχλωρικό οξύ 3) χλωριούχο νάτριο με νερό 4) νάτριο με υδροχλωρικό οξύ. 5. Όταν αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο, όλα τα μέταλλα της ομάδας 1) λίθιο, νάτριο 2) ασβέστιο, στρόντιο 3) βάριο, κάλιο 4) κάλιο, μαγνήσιο σχηματίζουν οξείδια 6. Ο συντελεστής μπροστά από τον οξειδωτικό τύπο στην εξίσωση του νατρίου με χλώριο 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 7. Εάν τα προϊόντα της αντίδρασης είναι θειικός σίδηρος (II) και νερό, τότε τα αντιδρώντα είναι 1) οξείδιο σιδήρου (II) και οξείδιο του θείου (IV) 2) χαλκός (II ) θειικός και σίδηρος (II) χλωριούχος 3) σίδηρος και θειικό οξύ 4) υδροξείδιο σιδήρου (II) και θειικό οξύ 8. Το λίθιο δεν χρησιμοποιείται για την εκτόπιση του νατρίου από υδατικό διάλυματα άλατά του, αφού 1) αλληλεπιδρά με το νερό 2) βρίσκεται στη σειρά δραστηριότητας στα αριστερά του χαλκού 3) είναι λιγότερο ισχυρός αναγωγικός παράγοντας από το νάτριο 4) οξειδώνεται εύκολα στον αέρα.
Περιοδικότητα ιδιοτήτων στοιχείων και
τις συνδέσεις τους.
Υπάρχει μια αντιστοιχία ένα προς ένα μεταξύ της θέσης ενός στοιχείου στον περιοδικό πίνακα και της δομής του ατόμου αυτού του στοιχείου, δηλ. οι συντεταγμένες ενός στοιχείου στον περιοδικό πίνακα καθορίζουν τη δομή του ατόμου και αντίστροφα, από τη δομή του ατόμου μπορεί κανείς να προσδιορίσει τη θέση του στον περιοδικό πίνακα.
Για κάθε στοιχείο του περιοδικού συστήματος, υπάρχουν πέντε χαρακτηριστικά: σειριακός αριθμός Z, ατομική μάζα Α, αριθμός περιόδου, αριθμός ομάδας και υποομάδα (κύρια ή δευτερεύουσα). Από την άποψη της ατομικής δομής, ο ατομικός αριθμός δείχνει τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα. Η ατομική μάζα δίνει το άθροισμα των μαζών όλων των σωματιδίων ενός ατόμου: πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η μάζα του ηλεκτρονίου είναι μικρή σε σύγκριση με τη μάζα του πρωτονίου και του νετρονίου, σε στρογγυλούς όρους, η ατομική μάζα μπορεί να προσδιοριστεί ως το άθροισμα των μαζών των πρωτονίων και των νετρονίων. Από εδώ είναι εύκολο να βρεθεί ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα ως η διαφορά μεταξύ της ατομικής μάζας και του αριθμού των πρωτονίων: A – Z. Το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, επομένως ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο φλοιό ηλεκτρονίων είναι ίσος με το αριθμός πρωτονίων στον πυρήνα, δηλ. ο σειριακός αριθμός του στοιχείου – Z.
Ο αριθμός περιόδου δείχνει τον αριθμό των επιπέδων ηλεκτρονικής ενέργειας στο άτομο.
Ο αριθμός ομάδας δείχνει τον συνολικό αριθμό ηλεκτρονίων «σθένους», δηλ. ηλεκτρόνια που μπορούν να συμμετέχουν στο σχηματισμό χημικών δεσμών. Η θέση ενός στοιχείου σε μια υποομάδα (κύρια ή πλευρική) καθορίζεται από την κατανομή των ηλεκτρονίων «σθένους»: εάν ένα στοιχείο βρίσκεται στην κύρια υποομάδα, τότε όλα τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται στο τελευταίο ενεργειακό ηλεκτρονικό επίπεδο και όλα τα προηγούμενα τα επίπεδα έχουν συμπληρωθεί. Εάν ένα στοιχείο βρίσκεται σε μια πλευρική υποομάδα, τότε όλα τα άλλα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται στο προτελευταίο επίπεδο ενέργειας.
Υπάρχει μια μορφή καταγραφής των ενεργειακών καταστάσεων των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο, η οποία ονομάζεται τύπος ηλεκτρονίων. Μέσα σε αυτό Το κύριο πράγμακβαντικός αριθμόςυποδεικνύεται με έναν αριθμό (1, 2, 3, 4...), τροχιάς- γράμμα (s-, p-, d-, f-),και ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε κάθε υποεπίπεδο φαίνεται από τον δείκτη στην κορυφή, για παράδειγμα, τον ηλεκτρονικό τύπο του ατόμου του αζώτου.Στην πραγματικότητα, ο ηλεκτρονικός τύπος είναι η κατανομή των ηλεκτρονίων σε δύο κβαντικούς αριθμούς. Εάν απαιτείται να δοθεί η κατανομή των ηλεκτρονίων σε τέσσερις κβαντικούς αριθμούς, χρησιμοποιήστε σημειογραφία σε ενεργειακά κύτταρα ή ατομικά τροχιακά. Ένα ατομικό τροχιακό είναι ένα σύνολο ενεργειακών καταστάσεων ηλεκτρονίων που χαρακτηρίζονται από ένα ορισμένο σύνολο τριών κβαντικών αριθμών: κύριος, τροχιακός και μαγνητικός 
. Για παράδειγμα, για το άτομο αζώτου ο ηλεκτρονικός-γραφικός τύπος μοιάζει με:
Η θεμελιώδης ή κανονική κατάσταση ενός ατόμου είναι η κατάσταση που αντιστοιχεί στο ελάχιστο απόθεμα ενέργειας, δηλ. Τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν ενεργειακές καταστάσεις με χαμηλότερη ενέργεια. Με μια μικρή δαπάνη ενέργειας (για παράδειγμα, όταν εκτίθενται σε ακτινοβολία φωτός), τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν εντός ενός ενεργειακού επιπέδου σε ένα υψηλότερο ενεργειακό υποεπίπεδο. Το άτομο μεταβαίνει σε «διεγερμένη» κατάσταση, για παράδειγμα, για το άτομο βηρυλλίου:
|
Επίγεια κατάσταση |
Συγκινημένη κατάσταση |
||||||||||||||
|
|
1s 2 2s 1 2p 1 | ||||||||||||||
Η δομή των εξωτερικών ηλεκτρονικών επιπέδων καθορίζει τις μορφές και τις ιδιότητες των ενώσεων του. Για παράδειγμα, για το άτομο Νο. 22 Ti έχουμε τον ηλεκτρονικό τύπο, αυτός είναι d - στοιχείο.
Το Ti έχει μόνο τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους, άρα υψηλοτερος ΒΑΘΜΟΣοξείδωση +4.
Το οξείδιο που αντιστοιχεί σε αυτή την κατάσταση οξείδωσης, TiO 2, έχει αμφοτερικός χαρακτήρας(με υπεροχή βασικών ιδιοτήτων), επομένως το αντίστοιχο υδροξείδιο μπορεί να γραφτεί σε δύο μορφές: Ti(OH) 4 ή H 2 TiO 3, αντίστοιχα, σχηματίζει άλατα όταν αλληλεπιδρά τόσο με οξέα όσο και με αλκάλια:
Ti(OH) 4 + 2H 2 SO 4 
Ti (SO 4) 2 + 4H 2 O και H 2 TiO 3 + 2NaOH 
Na 2 TiO 3 + 2H 2 O
Ti(OH) 4 + 2НCl 
Ti Cl 2 + 4H 2 O και H 2 TiO 3 + K 2 O 
K 2 TiO 3 + H 2 O
Η χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης του Ti (όπως τα περισσότερα στοιχεία d) είναι +2. Το οξείδιο TiO είναι βασικό· το υδροξείδιο Ti(OH) 2 σχηματίζει άλατα μόνο με οξέα, για παράδειγμα, TiSO 4 ή TiCl 2.
Για να χαρακτηρίσετε οποιοδήποτε στοιχείο, πρέπει να εκτελέσετε τα ακόλουθα βήματα:
Προσδιορίστε τη σύσταση του ατόμου, δηλ. υποδεικνύουν τον αριθμό των πρωτονίων, των νετρονίων και των ηλεκτρονίων.
Δώστε τον ηλεκτρονικό τύπο του ατόμου και την κατανομή των ηλεκτρονίων των εξωτερικών ενεργειακών επιπέδων μεταξύ των ατομικών τροχιακών.
Προσδιορίστε την υψηλότερη και τη χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης και δώστε τύπους και ονόματα ενώσεων που αντιστοιχούν σε αυτές τις καταστάσεις οξείδωσης.
Για παράδειγμα, το στοιχείο Νο. 34 Se.
Ατομική σύνθεση: (34 p, 46 n) 34 e.
Ηλεκτρονικός τύπος: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 – αυτό είναι ένα στοιχείο p.
Ηλεκτρονικός τύπος γραφικών:
Η υψηλότερη κατάσταση οξείδωσης είναι +6, το οξείδιο του σεληνίου (VI) SeO 3 είναι όξινο, το υδροξείδιο H 2 SeO 4 είναι σεληνικό οξύ, άλατα: Na 2 SeO 4 - σεληνικό νάτριο, K 2 SeO 4 - σεληνικό κάλιο.
Η χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης είναι -2, H 2 S - υδροσεληνίδιο, K 2 Se - σεληνιούχο κάλιο, Na 2 Se - σεληνιούχο νάτριο.
Οι ιδιότητες των στοιχείων, που καθορίζονται από τη δομή των εξωτερικών ηλεκτρονικών στρωμάτων των ατόμων, αλλάζουν φυσικά σε περιόδους και ομάδες του περιοδικού συστήματος. Επιπλέον, η ομοιότητα ηλεκτρονικές δομέςδημιουργεί ομοιότητα ιδιοτήτων ανάλογων στοιχείων, αλλά όχι ταυτότητα αυτών των ιδιοτήτων. Επομένως, όταν μετακινούμαστε από το ένα στοιχείο στο άλλο σε ομάδες και υποομάδες, αυτό που παρατηρείται δεν είναι μια απλή επανάληψη ιδιοτήτων, αλλά η περισσότερο ή λιγότερο έντονη φυσική τους αλλαγή. Ειδικότερα, η χημική συμπεριφορά των ατόμων των στοιχείων εκδηλώνεται στην ικανότητά τους να χάνουν και να αποκτούν ηλεκτρόνια, δηλ. στην ικανότητά τους να οξειδώνουν και να μειώνουν. Ένα ποσοτικό μέτρο της ικανότητας ενός ατόμου χάνωηλεκτρόνια είναι δυναμικό ιοντισμού (Ε Και ) και ένα μέτρο της ικανότητάς τους να ανακτήσει– συγγένεια ηλεκτρονίων (Ε Με ). Η φύση της αλλαγής αυτών των ποσοτήτων κατά τη μετάβαση από τη μια περίοδο στην άλλη επαναλαμβάνεται και αυτές οι αλλαγές βασίζονται σε μια αλλαγή στην ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου. Έτσι, ολοκληρωμένα ηλεκτρονικά στρώματα που αντιστοιχούν σε άτομα αδρανών αερίων παρουσιάζουν αυξημένη σταθερότητα και αυξημένη τιμή δυναμικού ιονισμού εντός της περιόδου. Ταυτόχρονα, τα στοιχεία s της πρώτης ομάδας (Li, Na, K, Rb, Cs) έχουν τις χαμηλότερες τιμές δυναμικού ιοντισμού.
Ηλεκτραρνητικότηταείναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός ατόμου ενός δεδομένου στοιχείου να έλκει ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του σε σύγκριση με άτομα άλλων στοιχείων της ένωσης. Σύμφωνα με έναν από τους ορισμούς (Mulliken), η ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου 
μπορεί να εκφραστεί ως το ήμισυ του αθροίσματος της ενέργειας ιονισμού και της συγγένειας ηλεκτρονίων: 
=(Ε και + Ε γ).
Στις περιόδους υπάρχει μια γενική τάση για αύξηση της ηλεκτραρνητικότητας του στοιχείου και στις υποομάδες υπάρχει μείωση. Τα στοιχεία s της ομάδας I έχουν τις χαμηλότερες τιμές ηλεκτραρνητικότητας και τα στοιχεία p της ομάδας VII έχουν τις υψηλότερες.
Η ηλεκτραρνητικότητα του ίδιου στοιχείου μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με την κατάσταση σθένους, τον υβριδισμό, την κατάσταση οξείδωσης κ.λπ. Η ηλεκτροαρνητικότητα επηρεάζει σημαντικά τη φύση των αλλαγών στις ιδιότητες των ενώσεων των στοιχείων. Για παράδειγμα, το θειικό οξύ εμφανίζει ισχυρότερες όξινες ιδιότητες από το χημικό του ανάλογο - το σεληνικό οξύ, καθώς στο τελευταίο το κεντρικό άτομο σεληνίου, λόγω της χαμηλότερης ηλεκτραρνητικότητας του σε σύγκριση με το άτομο θείου, δεν πολώνει τόσο έντονα τους δεσμούς H–O στο οξύ. , που σημαίνει εξασθένηση της οξύτητας.
Άλλο παράδειγμα: υδροξείδιο χρωμίου(II) και υδροξείδιο χρωμίου(VI). Το υδροξείδιο του χρωμίου (II), Cr(OH) 2, παρουσιάζει βασικές ιδιότητες σε αντίθεση με το υδροξείδιο του χρωμίου (VI), H 2 CrO 4, καθώς η κατάσταση οξείδωσης του χρωμίου +2 καθορίζει την αδυναμία της αλληλεπίδρασης Coulomb του Cr 2+ με το ιόν υδροξειδίου και η ευκολία αποβολής αυτού του ιόντος, δηλ. εκδήλωση βασικών ιδιοτήτων. Ταυτόχρονα, η υψηλή κατάσταση οξείδωσης του χρωμίου +6 στο υδροξείδιο του χρωμίου (VI) καθορίζει την ισχυρή έλξη Coulomb μεταξύ του ιόντος υδροξειδίου και του κεντρικού ατόμου χρωμίου και την αδυναμία διάστασης κατά μήκος του δεσμού 
–Ωχ. Από την άλλη πλευρά, η υψηλή κατάσταση οξείδωσης του χρωμίου στο υδροξείδιο του χρωμίου(VI) ενισχύει την ικανότητά του να προσελκύει ηλεκτρόνια, δηλ. ηλεκτραρνητικότητα, η οποία προκαλεί υψηλό βαθμό πόλωσης των δεσμών H–O σε αυτή την ένωση, που αποτελεί προϋπόθεση για την αύξηση της οξύτητας.
Το επόμενο σημαντικό χαρακτηριστικό των ατόμων είναι οι ακτίνες τους. Σε περιόδους, οι ακτίνες των ατόμων μετάλλου μειώνονται με την αύξηση του ατομικού αριθμού του στοιχείου, επειδή Με την αύξηση του ατομικού αριθμού ενός στοιχείου μέσα σε μια περίοδο, το φορτίο του πυρήνα αυξάνεται και επομένως το συνολικό φορτίο των ηλεκτρονίων που τον εξισορροπούν. Ως αποτέλεσμα, η έλξη Coulomb των ηλεκτρονίων αυξάνεται επίσης, γεγονός που οδηγεί τελικά σε μείωση της απόστασης μεταξύ αυτών και του πυρήνα. Η πιο έντονη μείωση της ακτίνας παρατηρείται σε στοιχεία σύντομων περιόδων, στα οποία το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας είναι γεμάτο με ηλεκτρόνια.
Σε μεγάλες περιόδους, τα στοιχεία d και f εμφανίζουν πιο ομαλή μείωση στις ακτίνες με την αύξηση του φορτίου του ατομικού πυρήνα. Μέσα σε κάθε υποομάδα στοιχείων, οι ατομικές ακτίνες τείνουν να αυξάνονται από πάνω προς τα κάτω, καθώς μια τέτοια μετατόπιση σημαίνει μετάβαση σε υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο.
Η επίδραση των ακτίνων των ιόντων στοιχείων στις ιδιότητες των ενώσεων που σχηματίζουν μπορεί να επεξηγηθεί με το παράδειγμα αύξησης της οξύτητας των υδραλογονικών οξέων στην αέρια φάση: HI > HBr > HCl > HF.
Σε αυτές τις ενώσεις, η ισχύς της έλξης Coulomb εξαρτάται από την ακτίνα Coulomb, η οποία είναι το άθροισμα των ακτίνων των ιόντων αλογόνου και υδρογόνου. Προφανώς, καθώς αυξάνεται η ακτίνα του αλογόνου, η δύναμη της έλξης Coulomb μειώνεται, γεγονός που καθιστά την αφαίρεση πρωτονίων πιο ευνοϊκή.
Παραδείγματα επίλυσης τυπικών προβλημάτων.
Παράδειγμα 1.Σύνταξη ηλεκτρονικών και ηλεκτρονογραφικών τύπων ατόμων στοιχείων, μοριακών τύπων των αντίστοιχων οξειδίων και υδροξειδίων σύμφωνα με τον αριθμό του στοιχείου στον περιοδικό πίνακα.
Εργο. Κατασκευάστε ηλεκτρονικούς και ηλεκτρονογραφικούς τύπους ατόμων των στοιχείων Νο. 35 και Νο. 73 και δώστε τους μοριακούς τύπους των οξειδίων, υδροξειδίων και αλάτων που σχηματίζουν.
Λύση.
Οι ηλεκτρονικοί τύποι δείχνουν την κατανομή των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο σε ενεργειακά επίπεδα και υποεπίπεδα. Ο ηλεκτρονικός τύπος υποδεικνύεται με τα σύμβολα 
, Οπου 
– κύριος κβαντικός αριθμός, 
– τροχιακός κβαντικός αριθμός (αντ’ αυτού να αναφέρετε τον αντίστοιχο χαρακτηρισμό γράμματος – 
),
– αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα δεδομένο υποεπίπεδο. Η ακολουθία πλήρωσης ενός ατόμου πολλαπλών ηλεκτρονίων βασίζεται στην αρχή της ελάχιστης ενέργειας, σύμφωνα με την οποία γεμίζονται πρώτα τα τροχιακά με το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας. Η εφαρμογή αυτής της αρχής πραγματοποιείται με βάση τους κανόνες του Klechkovsky και, σύμφωνα με τον πρώτο κανόνα, τα ατομικά τροχιακά γεμίζουν με ηλεκτρόνια κατά σειρά αυξανόμενου αθροίσματος 
; σύμφωνα με το δεύτερο - αν το άθροισμα είναι ίσο 
Για διαφορετικά επίπεδα ενέργειας, τα τροχιακά με τον χαμηλότερο κύριο κβαντικό αριθμό συμπληρώνονται πρώτα Π.
Η εφαρμογή αυτών των κανόνων σε ένα άτομο πολλαπλών ηλεκτρονίων οδηγεί στην ακόλουθη σειρά πλήρωσης των ενεργειακών επιπέδων και των υποεπίπεδών του:
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s(5d 1)4f
5d6p7s (6d 3-2)5f6d7p.
Η θέση των στοιχείων στον περιοδικό πίνακα του δίνει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: τον αύξοντα αριθμό του στοιχείου, τον αριθμό περιόδου, τον αριθμό ομάδας, την υποομάδα (κύρια ή δευτερεύουσα). Κάθε ένα από αυτά τα χαρακτηριστικά σχετίζεται μοναδικά με την ατομική δομή του στοιχείου.
Ο ατομικός αριθμός του στοιχείου υποδηλώνει τον αριθμό των ηλεκτρονίων, ο αριθμός της περιόδου δείχνει τον αριθμό των ενεργειακών επιπέδων. Ο αριθμός ομάδας για τα στοιχεία των κύριων υποομάδων υποδεικνύει τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό ενεργειακό επίπεδο και την υψηλότερη θετική κατάσταση οξείδωσης. Για στοιχεία πλευρικών υποομάδων, ο αριθμός της ομάδας δείχνει μόνο την υψηλότερη θετική κατάσταση οξείδωσης, ενώ ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας μπορεί να είναι 1 ή 2.
Σε σχέση με τα παραπάνω, οι ηλεκτρονικοί τύποι για τα στοιχεία Νο. 35 (Br) και Νο. 73 (Ta) έχουν την εξής μορφή:
35 Br 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5
73 Ta 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 3 6s 2
Η ηλεκτρονική δομή ενός ατόμου μπορεί επίσης να απεικονιστεί γραφικά χρησιμοποιώντας ενέργεια ή κβαντικά κύτταρα, τα οποία είναι μια σχηματική αναπαράσταση ατομικών τροχιακών (AO).
ΠΡΟΣ ΤΗΝ
Σύμφωνα με τον κανόνα του Hund, τα τροχιακά ενός δεδομένου υποεπίπεδου γεμίζονται πρώτα από ένα ηλεκτρόνιο με τα ίδια σπιν και μετά από ένα δεύτερο ηλεκτρόνιο με αντίθετα σπιν.
Το γραφικό διάγραμμα για αυτά τα στοιχεία έχει ως εξής:
Ο Br είναι στην ομάδα VIIA επειδή όλα τα ηλεκτρόνια σθένους του βρίσκονται στο εξωτερικό ενεργειακό επίπεδο. Συνεπώς, το Br είναι ένα μη μέταλλο, το οξείδιο του βρωμίου (VII) Br 2 O 7 παρουσιάζει τις ιδιότητες ενός όξινου οξειδίου, το αντίστοιχο υδροξείδιο του είναι βρωμικό οξύ HBrO 4, υπερβρωμικό νάτριο άλας NaBrO 4. Δεδομένου ότι υπάρχουν 7 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας, αποκτώντας ένα ηλεκτρόνιο, το βρώμιο έχει μια χαμηλή κατάσταση οξείδωσης -1. Αντίστοιχες συνδέσεις 
:HBr, KBr.
Το ταντάλιο είναι ένα στοιχείο d, επομένως μπορεί να εμφανίσει μεταβλητές καταστάσεις οξείδωσης και σχηματίζει πολλά οξείδια και υδροξείδια, η φύση των οποίων εξαρτάται από την κατάσταση οξείδωσης. Οι πιο τυπικές ενώσεις για το ταντάλιο είναι εκείνες στις οποίες η κατάσταση οξείδωσής τους είναι +5. Το οξείδιο του τανταλίου (V) παρουσιάζει τις ιδιότητες ενός όξινου οξειδίου, ο τύπος του είναι Ta 2 O 5, το αντίστοιχο υδροξείδιο του είναι το οξύ του τανταλίου HTaO 3, το άλας KTaO 3. Η χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης για το ταντάλιο είναι +2. Το οξείδιο Ta(II) και το υδροξείδιο εμφανίζουν βασικές ιδιότητες. Αντίστοιχες συνδέσεις 
: TaO, Ta(OH) 2, Ta(NO 3) 2.
Παράδειγμα 2.Προσδιορισμός της θέσης ενός στοιχείου στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων χρησιμοποιώντας τον ηλεκτρονικό του τύπο.
Εργο. Προσδιορίστε το στοιχείο και τη θέση του στον περιοδικό πίνακα αν ο ηλεκτρονικός του τύπος είναι ο εξής: ...5μικρό 2 5 Π 2 .
Λύση. Υπάρχουν δύο τρόποι για να αναγνωρίσετε ένα στοιχείο και να βρείτε τη θέση του στον περιοδικό πίνακα.
Πρώτος τρόπος:καθορίστε τον αριθμό των ηλεκτρονίων και θα υποδείξει τον ατομικό αριθμό του στοιχείου. Ο ηλεκτρονικός τύπος που αντιστοιχεί σε αυτό το στοιχείο έχει ως εξής:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2,
επειδή ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι 50, άρα είναι κασσίτερος. Είναι στην 5η περίοδο, η τέταρτη ομάδα, η κύρια υποομάδα.
Δεύτερος τρόπος:το στοιχείο αυτό βρίσκεται στην 5η περίοδο, γιατί έχει τη δομή του εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου 5s 2 5p 2. Υπάρχουν 4 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας, επομένως είναι στην ομάδα IVA. Το στοιχείο που αντιστοιχεί σε αυτές τις συντεταγμένες είναι ο κασσίτερος.
Παράδειγμα 3. Σύνταξη ηλεκτρονικών τύπων ατόμων στοιχείων με βάση τις τιμές των κβαντικών αριθμών ηλεκτρονίων στο εξωτερικό στρώμα.
Εργο. Γράψτε τον ηλεκτρονικό τύπο του ατόμου ενός στοιχείου και ονομάστε τον αν οι κβαντικοί αριθμοί των στοιχείων στο εξωτερικό στρώμα ηλεκτρονίων είναι οι εξής: n=4, μεγάλο=1, Μ μεγάλο =-1, Μ μικρό =+1/2; n=4, μεγάλο=1, Μ μεγάλο =0, Μ μικρό =+1/2; n=4, μεγάλο=1, Μ μεγάλο =1, Μ μικρό =+1/2.
Λύση. Η κατάσταση κάθε ηλεκτρονίου στο εξωτερικό ενεργειακό επίπεδο προσδιορίζεται από το ακόλουθο σύνολο κβαντικών αριθμών:
Ο κύριος κβαντικός αριθμός είναι τέσσερα, επομένως τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στο 4ο ενεργειακό επίπεδο. Ο τροχιακός κβαντικός αριθμός καθορίζει το σχήμα του τροχιακού. Αν μεγάλο=1 , τότε το τροχιακό ονομάζεται p-τροχιακό, επομένως, τρία ηλεκτρόνια βρίσκονται στο p-υποεπίπεδο του 4ου ενεργειακού επιπέδου. Μαγνητικός κβαντικός αριθμός Μ μεγάλοΤο (-1, 0, +1) καθορίζει τον προσανατολισμό του τροχιακού στο διάστημα. Και τα τρία p-τροχιακά (p x, p y, p z) περιέχουν ένα ηλεκτρόνιο ( Μ μικρό=+1/2). Το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας ενός ατόμου αυτού του στοιχείου περιέχει πέντε ηλεκτρόνια: ...4s 2 4p 3. Το άτομο αρσενικού Όπως έχει αυτή η ηλεκτρονική διαμόρφωση του εξωτερικού επιπέδου ενέργειας, ο ηλεκτρονικός τύπος του οποίου είναι ο εξής: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
Παράδειγμα 4.Σύνταξη ηλεκτρονικών τύπων μιας ουσίας με βάση την τιμή του σειριακού αριθμού του στοιχείου.
Εργο. Δημιουργήστε ηλεκτρονικούς τύπους για ένα άτομο ενός στοιχείου με αύξοντα αριθμό 40. Δώστε την κατανομή των ηλεκτρονίων ενός ατόμου αυτού του στοιχείου μεταξύ των κβαντικών (ενεργειακών) κυττάρων.
Λύση. Στοιχείο με αύξοντα αριθμό 40 – ζιρκόνιο Zr. Αντίστοιχα, 40 ηλεκτρόνια πρέπει να τοποθετηθούν σε ηλεκτρονικά επίπεδα και στα αντίστοιχα υποεπίπεδά τους (τροχιακά).
Σύμφωνα με τους κανόνες για την πλήρωση ενός ατόμου πολλαπλών ηλεκτρονίων, αρχίζουμε να τοποθετούμε ηλεκτρόνια σε αυτό από το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας, n=1 . Αντιστοιχεί σε μία μόνο τιμή του τροχιακού αριθμού μεγάλο=0, προσδιορισμός του σφαιρικού σχήματος του τροχιακού (s-υποεπίπεδο). Μαγνητικός κβαντικός αριθμός που καθορίζεται από την τιμή μεγάλο (-μεγάλο, ...0,…+μεγάλο) παίρνει επίσης μία τιμή για αυτήν την περίπτωση Μ μεγάλο =0 , που δείχνει την παρουσία ενός μόνο τροχιακού (s-τροχιακού) σε αυτό το υποεπίπεδο. Σύμφωνα με τον κανόνα Pauli, ένα τροχιακό (και, κατά συνέπεια, το s-υποεπίπεδο) μπορεί να φιλοξενήσει το πολύ δύο ηλεκτρόνια με κβαντικούς αριθμούς σπιν Μ μικρό =+1/2 Και Μ μικρό =-1/2. Από το επίμαχο επίπεδο (n=1) και το αντίστοιχο s-υποεπίπεδο αφού τοποθετηθούν δύο ηλεκτρόνια πάνω του εξαντληθεί (1s 2), περνάμε στο επόμενο επίπεδο ενέργειας n=2. Αυτό το επίπεδο αντιστοιχεί σε δύο υποεπίπεδα, που χαρακτηρίζονται από τις τιμές μεγάλο=0 Και μεγάλο=1 . Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η τιμή μεγάλοΤο =0 ορίζει το s-υποεπίπεδο, το οποίο μπορεί να φιλοξενήσει το πολύ δύο ηλεκτρόνια 2s 2. Το επόμενο υποεπίπεδο ορίζεται από την τιμή μεγάλοΤο =1 ονομάζεται p-υποεπίπεδο. Αντιστοιχεί σε τροχιακό σχήμα αλτήρα (ρ-τροχιακό). Για μεγάλο=1 μαγνητικός κβαντικός αριθμός παίρνει τρεις τιμές -1, 0 και +1. Αυτές οι τρεις τιμές καθορίζουν την παρουσία τριών τροχιακών στο υποεπίπεδο p, καθένα από τα οποία μπορεί να δεχθεί το πολύ δύο ηλεκτρόνια. Αυτό σημαίνει ότι στο υποεπίπεδο p ( μεγάλο=1) μπορούν να τοποθετηθούν το πολύ έξι ηλεκτρόνια (2p 6). Έτσι, στα δύο πρώτα ενεργειακά επίπεδα (n=1, n=2) θα τοποθετήσουμε 10 ηλεκτρόνια: 1s 2 2s 2 2p 6. Ας προχωρήσουμε στο επόμενο επίπεδο, n=3. Σε αυτό το επίπεδο υπάρχουν τρία υποεπίπεδα, τα οποία αντιστοιχούν στις τιμές μεγάλο: 0, 1, 2 (μεγάλο=0,1…..n-1). 3s-υποεπιπέδου ( μεγάλο=0) αυτού του επιπέδου, όπως κάθε υποεπίπεδο s, περιέχει το πολύ 2 ηλεκτρόνια (3s 2). 3p-υποεπίπεδο ( μεγάλο=1) – 6 ηλεκτρόνια (3p 6). Με περαιτέρω πλήρωση ενός ατόμου πολλαπλών ηλεκτρονίων, προκύπτει ένα δίλημμα: πού να τοποθετηθούν τα επόμενα ηλεκτρόνια - σε 3d ( μεγάλο=2) ή 4s ( μεγάλο=0) υποεπίπεδο; Εδώ καθοδηγούμαστε από τον πρώτο κανόνα Klechkovsky, σύμφωνα με τον οποίο συμπληρώνεται πρώτα το υποεπίπεδο που αντιστοιχεί στη μικρότερη τιμή του αθροίσματος n+ μεγάλο. Για το 3d υποεπίπεδο αυτό το άθροισμα είναι 3+2=5, και για το 4s είναι 4+0=4. Επομένως, γεμίζουμε το 4s-υποεπίπεδο 4s 2 . Στη συνέχεια, πρέπει να λύσετε το δίλημμα ποιο υποεπίπεδο θα τοποθετήσετε τα επόμενα ηλεκτρόνια: 3d ή 4p. Και τα δύο αυτά υποεπίπεδα αντιστοιχούν στην ίδια τιμή n+ μεγάλο=5. Εδώ καθοδηγούμαστε από τον δεύτερο κανόνα Klechkovsky, σύμφωνα με τον οποίο, αν το άθροισμα n+ είναι ίσο μεγάλοΤο υποεπίπεδο που αντιστοιχεί στη μικρότερη τιμή n συμπληρώνεται πρώτα. Επομένως γεμίζει το 3d sublayer. Οποιοδήποτε d-υποεπίπεδο ( μεγάλο=2) περιέχει 5 τροχιακά, τα οποία αντιστοιχούν σε ένα σύνολο τιμών m: -2, -1, 0, +1, +2. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που βρίσκονται σε αυτό το υποεπίπεδο είναι 5·2=10 (3d 10). Έτσι, έχουμε φτάσει σε μια κατάσταση όπου τα πρώτα τρία επίπεδα (n=1, n=2, n=3) έχουν εξαντληθεί πλήρως και το s-υποεπίπεδο του 4ου επιπέδου έχει συμπληρωθεί: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2. Κατά την πλήρωση, χρησιμοποιήθηκαν 30 ηλεκτρόνια, αφήνοντας άλλα 10. Το επόμενο υποεπίπεδο που θα συμπληρωθεί είναι το υποεπίπεδο 4p (αλλά όχι το 5s - δείτε τον δεύτερο κανόνα του Klechkovsky). Αντιστοιχεί σε τροχιακά 3p, πάνω στα οποία τοποθετούμε έξι ηλεκτρόνια. Στη συνέχεια γεμίζουμε το υποεπίπεδο 5s (δύο ηλεκτρόνια) και καταλήγουμε στην κατάσταση 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2 . Τοποθετούμε τα υπόλοιπα δύο ηλεκτρόνια (καθοδηγούμενα από τον πρώτο κανόνα Klechkovsky) στο 4d υποεπίπεδο και καταλήγουμε στον ηλεκτρονικό τύπο του ατόμου του ζιρκονίου: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 2 5s . Αντιστοιχεί στον γραφικό ηλεκτρονικό τύπο
Κατά την τοποθέτηση των τελευταίων ηλεκτρονίων στο 4d υποεπίπεδο, χρησιμοποιήθηκε ο κανόνας του Hund, σύμφωνα με τον οποίο τα τροχιακά του αντίστοιχου υποεπιπέδου γεμίζονται πρώτα με ένα ηλεκτρόνιο με το ίδιο σπιν σε διαφορετικά τροχιακά και μετά με ένα δεύτερο ηλεκτρόνιο με το αντίθετο σπιν σε αυτά. τροχιακά.
Παράδειγμα 5. Προσδιορισμός στοιχείων από τη δομή της εξωτερικής και προτελευταίας ηλεκτρονικής στιβάδας των ατόμων τους.
Εργο. Τα άτομα των οποίων τα στοιχεία έχουν την ακόλουθη δομή του εξωτερικού και του προτελευταίου ηλεκτρονικού στρώματος:
ΕΝΑ) 2 δευτ 2 Π 6 3s 2 3π 1 ;
σι) 3s 2 3π 6 3d 3 4s 2 ;
V) 4s 2 4σ 6 4δ 10 5s 0 .
Λύση. Οταν ΕΝΑΈχουμε να κάνουμε με ένα μη συμπληρωμένο p-υποεπίπεδο του 3ου ενεργειακού επιπέδου, και αυτό το υποεπίπεδο περιέχει ένα ηλεκτρόνιο και αντιστοιχεί στο πρώτο p-στοιχείο του 3ου ενεργειακού επιπέδου. Πρόκειται για το 13 Αλ. Ο πλήρης ηλεκτρονικός τύπος του είναι 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 1.
Συμβαίνει σιαντιστοιχεί στο μη συμπληρωμένο d-υποεπίπεδο του 3ου ενεργειακού επιπέδου. Δεδομένου ότι το εξωτερικό στρώμα περιέχει τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων s (4s 2), λαμβάνοντας υπόψη 3 ηλεκτρόνια στο μη συμπληρωμένο υποεπίπεδο 3d, αυτό αντιστοιχεί στο 3ο στοιχείο d της 4ης περιόδου, δηλαδή 23 V. Το σύνολο του τύπος ηλεκτρονίων: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2.
Συμβαίνει Vαντιστοιχεί σε ένα πλήρως γεμάτο 4d υποεπίπεδο (10 ηλεκτρόνια), αλλά το εξωτερικό υποεπίπεδο 5s είναι κενό. Αυτό σημαίνει ότι υπήρξε αστοχία 2 ηλεκτρονίων από το 5s- στο 4d-υποεπίπεδο, που αντιστοιχεί στο όγδοο d-στοιχείο (10-2=8) στην πέμπτη περίοδο. Αυτό το στοιχείο είναι 46 Pd. Ο πλήρης ηλεκτρονικός τύπος του είναι: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 0.
Παράδειγμα 6.Προσδιορισμός του είδους της ραδιενεργής διάσπασης με βάση την ισορροπία μεταξύ των μαζών και των φορτίων των αρχικών σωματιδίων και των τελικών προϊόντων.
Εργο. Τι τύπος ραδιενεργού μετασχηματισμού έλαβε χώρα στις ακόλουθες πυρηνικές μεταπτώσεις:
ΕΝΑ) 111 Pd → 111 Αγσι) 222 Rn → 218 Ταχυδρομείο
Λύση . Οταν ΕΝΑη μάζα του πυρήνα διατηρείται, αλλά ο σειριακός αριθμός, άρα και το φορτίο του ατομικού πυρήνα, αυξάνεται κατά 1. Αυτή η κατάσταση αντιστοιχεί στη διάσπαση β, αφού, λόγω του νόμου διατήρησης του φορτίου, αυξάνεται το φορτίο του ατομικού πυρήνα κατά 1 πρέπει να εξισορροπηθεί από ένα μοναδιαίο αρνητικό φορτίο, φορέας του οποίου είναι το ηλεκτρόνιο (σωματίδιο β-). Ταυτόχρονα, η μάζα του ηλεκτρονίου είναι αμελητέα μικρή σε σύγκριση με τη μάζα οποιουδήποτε από τα νουκλεόνια (πρωτόνιο ή νετρόνιο) και η διάσπαση β δεν οδηγεί σε αλλαγή στον ατομικό πυρήνα:
Pd
→
Ag+ ß -
Οταν σιμάζα ενός ατόμου πολωνίου που προκύπτει από μια πυρηνική αντίδραση περισσότερη μάζατου αρχικού ραδονίου κατά 4 μονάδες και το πυρηνικό φορτίο ως αποτέλεσμα της πυρηνικής αντίδρασης μειώνεται κατά 2. Αυτή η διαφορά μάζας και φορτίου αντιστοιχεί στην απελευθέρωση 
-σωματίδια:
Παράδειγμα 7. Αλλαγές στις ιδιότητες των στοιχείων σε μεγάλες περιόδους του περιοδικού πίνακα.
Εργο. Ποια είναι η φύση της αλλαγής στις ιδιότητες των στοιχείων στην τέταρτη περίοδο του περιοδικού πίνακα;
Λύση. Η τέταρτη περίοδος περιέχει 18 στοιχεία από K (z=19) έως Kr (z=36). Στα άτομα των στοιχείων της τρίτης περιόδου, μόνο τα τροχιακά s και p του τρίτου ενεργειακού επιπέδου γεμίζουν με ηλεκτρόνια, δέκα d-τροχιακά παραμένουν ελεύθερα. Αλλά τα άτομα των στοιχείων τέταρτη περίοδοςΤο τροχιακό 4s αρχίζει να γεμίζει με ηλεκτρόνια (παρουσία ελεύθερων d τροχιακών), αφού ο πυρήνας ελέγχεται από ένα πυκνό στρώμα ηλεκτρονίων 3s 2 3p 6. Το γέμισμα του κελύφους d του τρίτου επιπέδου αρχίζει στο Sc (z=21) και 3d 1 και τελειώνει στο Cu (z=29) 3d 10. Η σταδιακή πλήρωση των d-τροχιακών του τρίτου επιπέδου με ηλεκτρόνια διακόπτεται στα άτομα Cr και Cu, στα οποία ένα ηλεκτρόνιο "αποτυγχάνει" στην κατάσταση s (από την τέταρτη) εξωτερική ενεργειακή στάθμη έως την προτελευταία (τρίτη). Δέκα στοιχεία της τέταρτης περιόδου (Sc-Zn), στα άτομα των οποίων είναι δομημένο το d-κέλυφος του τρίτου (προτελευταίο) επίπεδο, ονομάζονται μεταβατικά. Μετά τον ψευδάργυρο σε κρυπτό, η πλήρωση των ρ-τροχιακών του τέταρτου ενεργειακού επιπέδου συνεχίζεται.
Στην τέταρτη περίοδο, μεταξύ ενός τυπικού μετάλλου (Κ) και ενός τυπικού αμέταλλου (Br) υπάρχουν 15 στοιχεία (και όχι πέντε, όπως, για παράδειγμα, στην τρίτη περίοδο), από τα οποία τα 10 είναι μεταβατικά στοιχεία. Τα μεταβατικά στοιχεία, στα άτομα των οποίων είναι γεμάτα τα κελύφη d του προτελευταίου επιπέδου, διαφέρουν λιγότερο μεταξύ τους σε ιδιότητες από στοιχεία μικρών περιόδων. Σε μεγάλες περιόδους, ιδιαίτερα στην τέταρτη, η εξασθένηση των μεταλλικών ιδιοτήτων των στοιχείων συμβαίνει πιο αργά από ό,τι σε μικρές περιόδους (μόνο στο τέλος της περιόδου ανευρίσκονται αμέταλλα). Σε μεγάλες περιόδους, τα περισσότερα στοιχεία είναι μέταλλα.
Παράδειγμα 8. Αλλαγές στις ιδιότητες των στοιχείων στις κύριες και δευτερεύουσες υποομάδες του περιοδικού πίνακα.
Εργο. Πώς αλλάζουν οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων της κύριας και της δευτερεύουσας υποομάδας του περιοδικού πίνακα με την αύξηση του φορτίου του ατομικού πυρήνα του στοιχείου;
Λύση. Οι κύριες υποομάδες στις ομάδες του περιοδικού πίνακα σχηματίζονται από s- και p-στοιχεία και οι δευτερεύουσες υποομάδες σχηματίζονται από d-στοιχεία.
Στις κύριες υποομάδες, καθώς αυξάνεται το φορτίο του πυρήνα του ατόμου ενός στοιχείου, αυξάνεται η ακτίνα του ατόμου του στοιχείου, αφού προς αυτή την κατεύθυνση αυξάνεται ο αριθμός των ηλεκτρονικών στρωμάτων στο άτομο του στοιχείου. Επομένως, στην κύρια υποομάδα, οι μεταλλικές (αναγωγικές) ιδιότητες των στοιχείων αυξάνονται από πάνω προς τα κάτω.
Στις πλευρικές υποομάδες, όταν μετακινείται από το πρώτο στοιχείο στο δεύτερο, η ακτίνα του ατόμου του στοιχείου αυξάνεται και όταν μετακινείται από το δεύτερο στοιχείο στο τρίτο, υπάρχει έστω και ελαφρά μείωση. Αυτό εξηγείται από τη συμπίεση f-(λανθανίδης). Επομένως, στις πλευρικές υποομάδες, καθώς αυξάνεται το πυρηνικό φορτίο, οι μεταλλικές ιδιότητες μειώνονται (με εξαίρεση την πλευρική υποομάδα της τρίτης ομάδας).
Επομένως, μέσα σε μια ομάδα, οι ιδιότητες των στοιχείων της κύριας και της δευτερεύουσας υποομάδας είναι διαφορετικές. Οι διαφορές στις ιδιότητες των στοιχείων της κύριας και της δευτερεύουσας υποομάδας είναι σημαντικές για την πρώτη ομάδα, μετά εξασθενεί. Έτσι, τα στοιχεία της κύριας και δευτερεύουσας υποομάδας της τρίτης ομάδας είναι σχετικά παρόμοια σε ιδιότητες. Τότε αυτή η διαφορά στις ιδιότητες ενισχύεται και πάλι και γίνεται πολύ σημαντική στην έβδομη ομάδα, όπου τα στοιχεία της υποομάδας Mn είναι πολύ διαφορετικά από τα αλογόνα.
Παράδειγμα 9. Πρόβλεψη μεταβολών στις ιδιότητες των ενώσεων στοιχείων με βάση τις αλλαγές στην ηλεκτραρνητικότητα αυτών των στοιχείων.
Εργο. Πώς θα αλλάξει η ισχύς των οξέων σε μια σειρά;HOCl → HOBr → HOI? Πώς θα αλλάξουν οι οξειδωτικές ιδιότητες αυτών των οξέων;
Λύση. Η ιδιότητα που καθορίζει την ισχύ των οξέων αυτής της σειράς είναι η ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων αλογόνου. Όσο μεγαλύτερη είναι η ηλεκτραρνητικότητα του αλογόνου, τόσο πιο σταθερό είναι το όξινο ανιόν (O–Hal) – που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της πράξης της δωρεάς πρωτονίου, δηλαδή της εφαρμογής της οξύτητας. Εφόσον η ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων αλογόνου αλλάζει με τη σειρά Cl > Br > I, η οξύτητα των οξέων αλλάζει συμβολικά: HOCl > HOBr > HOI. Η εφαρμογή των οξειδωτικών ιδιοτήτων του HOHal βασίζεται επίσης στην ηλεκτραρνητικότητα, αφού η πράξη της αποδοχής ηλεκτρονίων διευκολύνεται από την ικανότητα του ατόμου να έλκει ηλεκτρόνια. Επομένως, οι οξειδωτικές ιδιότητες αυτών των οξέων ακολουθούν τη σειρά: HOCl > HOBr > HOI.
Παράδειγμα 10.Πρόβλεψη αλλαγών στις ιδιότητες των συνδέσεων στοιχείων με βάση τις αλλαγές στις ακτίνες αυτών των στοιχείων.
Εργο. Πώς αλλάζουν οι βασικές ιδιότητες και η διαλυτότητα των υδροξειδίων των αλκαλιμετάλλων στο νερό στη σειράLiOH → CsOH?
Λύση. Η βασικότητα των υδροξειδίων είναι η ικανότητά τους να εξαλείφουν το ανιόν υδροξειδίου. Όσο πιο ισχυρά είναι αυτό το ανιόν δεσμευμένο στο μεταλλικό κατιόν, τόσο λιγότερο βασικό παρουσιάζει το υδροξείδιο. Δεδομένου ότι η ακτίνα του κατιόντος αυξάνεται στη σειρά LiOH → CsOH, η απόσταση μεταξύ των κέντρων φορτίου του μεταλλικού κατιόντος και του ανιόντος υδροξειδίου (ακτίνα Coulomb) αυξάνεται επίσης. Αυτό οδηγεί σε εξασθένηση των δυνάμεων έλξης Coulomb μεταξύ των αντίθετα φορτισμένων σωματιδίων και σε αύξηση της ικανότητας του υδροξειδίου να παράγει ανιόν υδροξειδίου. Επομένως, στη σειρά LiOH → CsOH, η βασικότητα αυξάνεται.
Ταυτόχρονα, με την αύξηση της ακτίνας Coulomb, ο βαθμός πόλωσης του ζεύγους ιόντων ιόντων κατιόντος μετάλλου-υδροξειδίου αυξάνεται και, κατά συνέπεια, η ικανότητα αυτού του ζεύγους να ενυδατώνεται και στη συνέχεια να διαχωρίζεται. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της διαλυτότητας των υδροξειδίων στη σειρά LiOH → CsOH.
