За корелацијата на законите за периодичност на јадрата на елементите. Разликата помеѓу класичната и модерната формулација на периодичниот закон на Менделеев. Периодични својства на елементите

Периодичнизакон Д.И. Менделеев:Својства на едноставни тела, како и облици и својства на соединенијатаразликите на елементите периодично зависат одвредностите на атомските тежини на елементите (својствата на елементите периодично зависат од полнењето на атомите на нивните јадра).

Периодичен систем на елементи. Серии елементи во кои својствата се менуваат последователно, како што е серијата од осум елементи од литиум до неон или од натриум до аргон, Менделеев ги нарекол периоди. Ако ги запишеме овие два периоди еден под друг така што натриумот е под литиум, а аргонот под неон, ќе го добиеме следниот распоред на елементите:

Со овој распоред, вертикалните столбови содржат елементи кои се слични по нивните својства и имаат иста валентност, на пример, литиум и натриум, берилиум и магнезиум итн.

Откако ги подели сите елементи на периоди и стави еден период под друг, така што елементите слични по својствата и видот на формираните соединенија беа лоцирани еден под друг, Менделеев составил табела што ја нарекол периодичен систем на елементи по групи и серии.

Значењето на периодичниот системНие.Периодниот систем на елементи имаше големо влијание врз подоцнежниот развој на хемијата. Не само што беше првата природна класификација хемиски елементи, што покажа дека тие формираат кохерентен систем и се во тесна врска едни со други, но станаа и моќна алатка за понатамошно истражување.

7. Периодични промени во својствата на хемиските елементи. Атомски и јонски радиус. Енергија на јонизација. Афинитет на електрони. Електронегативност.

Зависноста на атомските радиуси од полнежот на јадрото на атомот Z е периодична. Во еден период, како што се зголемува Z, постои тенденција за намалување на големината на атомот, што е особено јасно забележано во кратки периоди

Со почетокот на изградбата на нов електронски слој, пооддалечен од јадрото, т.е., за време на преминот кон следниот период, атомските радиуси се зголемуваат (споредете ги, на пример, радиусите на атомите на флуор и натриум). Како резултат на тоа, во рамките на подгрупата, со зголемување на нуклеарното полнење, големини на атомите се зголемуваат.

Губењето на атоми на електрони доведува до намалување на нејзината ефективна големина, а додавањето на вишок електрони доведува до зголемување. Затоа, радиусот на позитивно наелектризираниот јон (катјон) е секогаш помал, а радиусот на негативно наелектризираниот не (анјон) е секогаш поголем од радиусот на соодветниот електрично неутрален атом.

Во една подгрупа, радиусите на јоните со ист полнеж се зголемуваат со зголемување на нуклеарното полнење.Овој модел се објаснува со зголемувањето на бројот на електронски слоеви и растечкото растојание на надворешните електрони од јадрото.

Најкарактеристичното хемиско својство на металите е способноста на нивните атоми лесно да се откажат од надворешните електрони и да се трансформираат во позитивно наелектризирани јони, додека неметалите, напротив, се карактеризираат со способност да додаваат електрони за да формираат негативни јони. За да се отстрани електрон од атомот и да се трансформира вториот во позитивен јон, потребно е да се потроши некоја енергија, наречена енергија на јонизација.

Енергијата на јонизација може да се одреди со бомбардирање на атомите со електрони забрзани во електрично поле. Најнискиот напон на полето при кој брзината на електронот станува доволна за јонизирање на атомите се нарекува потенцијал на јонизација на атомите на даден елемент и се изразува во волти. Со трошење на доволно енергија, два, три или повеќе електрони може да се отстранат од атомот. Затоа, тие зборуваат за првиот јонизациски потенцијал (енергијата на отстранувањето на првиот електрон од атомот) и вториот потенцијал на јонизација (енергијата на отстранувањето на вториот електрон)

Како што е наведено погоре, атомите не само што можат да донираат, туку и да добијат електрони. Енергијата ослободена кога електронот се прикачува на слободен атом се нарекува афинитет на електрони на атомот. Афинитетот на електроните, како и енергијата на јонизација, обично се изразува во електронволти. Така, афинитетот на електрони на атомот на водород е 0,75 eV, кислород - 1,47 eV, флуор - 3,52 eV.

Електронските афинитети на металните атоми обично се блиску до нула или негативни; Од ова произлегува дека за атоми на повеќето метали додавањето на електрони е енергетски неповолно. Електронскиот афинитет на неметалните атоми е секогаш позитивен и колку е поголем, неметалот е поблиску до благородниот гас во периодниот систем; ова укажува на зголемување на неметалните својства како што се приближува крајот на периодот.

Како резултат на успешно совладување на материјалот од ова поглавје, студентот треба:

знае

• современа формулација на периодичниот закон;
• врска помеѓу структурата на периодичниот систем и енергетската низа на поднивоа во атоми на повеќеелектрони;
• дефиниции на концептите „период“, „група“, „5-елементи“, „п-елементи“, "г-елементи“, „/-елементи“, „енергија на јонизација“, „афинитет на електрони“, „електронегативност“, „радиус на ван дер Валс“, „кларк“;
• основен закон за геохемија;

може да

Опишете ја структурата на периодниот систем во согласност со правилата на Клечковски;

свој

Концепти за периодичната природа на промените во својствата на атомите и хемиски својстваелементи, за карактеристиките на долготрајната верзија на периодичниот систем; за врската помеѓу распространетоста на хемиските елементи и нивната позиција во периодниот систем, за макро- и микроелементите во литосферата и живата материја.

Современа формулација на периодичниот закон

Периодичен закон - најопштиот закон на хемијата бил откриен од Дмитриј Иванович Менделеев во 1869 година. Во тоа време, структурата на атомот сè уште не била позната. Менделеев го направи своето откритие врз основа на природната промена во својствата на елементите со зголемување атомски маси.

По откривањето на структурата на атомите, стана јасно дека нивните својства се одредени од структурата електронски школки, што зависи од вкупниот број на електрони во атомот. Бројот на електрони во атомот е еднаков на полнењето на неговото јадро. Затоа, модерната формулација на периодичниот закон е како што следува.

Својствата на хемиските елементи и едноставните и сложени супстанции што тие периодично ги формираат зависат од полнењето на јадрото на нивните атоми.

Значењето на периодичниот закон е во тоа што тој е главната алатка за систематизирање и класификација на хемиските информации, многу важни средстватолкување, толкување на хемиски информации, моќна алатка за предвидување на својствата хемиски соединенијаи средство за насочено пребарување на соединенија со однапред одредени својства.

Периодниот закон нема математички израз во форма на равенки, тој се рефлектира во табела наречена периодичен систем на хемиски елементи.Постојат многу варијации на табелите на периодниот систем. Најмногу се користат верзиите со долги и кратки периоди, поставени на првиот и вториот инсерт во боја на книгата. Главната структурна единица на периодичниот систем е периодот.

Период број nе низа од хемиски елементи распоредени по редослед на зголемување на полнежот на атомското јадро, која започнува со ^-елементи и завршува со ^-елементи.

Во оваа дефиниција П -број на период еднаков на главниот квантен број за горното енергетско ниво во атомите на сите елементи од овој период. Во атомите s-елементиСе комплетираат 5-поднивоа, во атоми p-елементи -соодветно p-поднивоа.Исклучок од горната дефиниција е првиот период, кој нема p-елементи, бидејќи во првиот ниво на енергија (n = 1) има само 15-ниво. Периодниот систем исто така содржи d-елементи, за кои се пополнети ^-поднивоа, и /-елементи,за кои се комплетираат /-поднивоата.

Периодниот закон на хемиските елементи е основен закон на природата кој ја утврдува периодичноста на промените во својствата на хемиските елементи како што се зголемуваат полнежите на јадрата на нивните атоми. Датумот на откривање на законот се смета за 1 март (17 февруари, стар стил) 1869 година, кога Д. И. Менделеев го заврши развојот на „Искуството на систем на елементи врз основа на нивната атомска тежина и хемиска сличност“. Научникот првпат го употребил терминот „периодичен закон“ („закон за периодичност“) на крајот на 1870 година. Според Менделеев, „три типа податоци“ придонеле за откривање на периодичниот закон. Прво, има доволно достапност голем бројпознати елементи (63); второ, задоволително познавање на својствата на повеќето од нив; трето, фактот дека атомските тежини на многу елементи биле одредени со добра точност, благодарение на што хемиските елементи можеле да се подредат во природна серија според зголемувањето на нивната атомска тежина. Менделеев сметал дека пресуден услов за откривање на законот е споредбата на сите елементи според нивната атомска тежина (претходно се споредувале само хемиски слични елементи).

Класичната формулација на периодичниот закон, дадена од Менделеев во јули 1871 година, вели: „Својствата на елементите, а со тоа и својствата на едноставните и сложените тела што ги формираат, периодично зависат од нивната атомска тежина“. Оваа формулација остана на сила повеќе од 40 години, но периодичниот закон остана само изјава на факти и немаше физичка основа. Тоа стана можно дури во средината на 1910-тите, кога беше развиен нуклеарно-планетарниот модел на атомот (види Атом) и беше утврдено дека сериски бројелементот во периодниот систем е нумерички еднаков на полнењето на јадрото на неговиот атом. Како резултат на тоа, физичката формулација на периодичниот закон стана возможна: „Својства на елементите и едноставните и комплексни супстанциипериодично се зависни од нуклеарните полнежи (Z) на нивните атоми“. Сè уште е широко користен денес. Суштината на периодичниот закон може да се изрази со други зборови: „Конфигурациите на надворешните електронски обвивки на атомите периодично се повторуваат додека Z се зголемува“; Ова е еден вид „електронска“ формулација на законот.

Суштинска карактеристика на периодичниот закон е тоа што, за разлика од некои други основни закони на природата (на пример, законот универзална гравитацијаили законот за еквивалентност на масата и енергијата), нема квантитативен израз, односно не може да се запише во форма на ниту една математичка формула или равенка. Во меѓувреме, самиот Менделеев и други научници се обидоа да бараат математички израз на законот. Различни модели на конструкција можат квантитативно да се изразат во форма на формули и равенки електронски конфигурацииатоми во зависност од вредностите на главните и орбиталните квантни броеви. Што се однесува до периодичниот закон, тој има јасен графички одраз во форма на периодичен систем на хемиски елементи, претставен главно со разни видови табели.

Периодниот закон е универзален закон за целиот универзум, кој се манифестира секаде каде што постојат материјални структури од атомски тип. Сепак, не се само конфигурациите на атомите кои периодично се менуваат како што се зголемува Z. Се покажа дека структурата и својствата атомски јадраисто така периодично се менуваат, иако самата природа на периодичната промена овде е многу посложена отколку во случајот со атомите: во јадрата има редовна конструкција на протонски и неутронски обвивки. Јадрата во кои се полни овие обвивки (содржат 2, 8, 20, 50, 82, 126 протони или неутрони) се нарекуваат „магија“ и се сметаат за еден вид граници на периодите на периодичниот систем на атомски јадра.

Алхемичарите исто така се обидоа да најдат закон на природата врз основа на кој би било можно да се систематизираат хемиските елементи. Но, им недостигаа сигурни и детални информации за елементите. До средината на 19 век. знаењето за хемиските елементи станало доволно, а бројот на елементите се зголемил толку многу што во науката се појавила природна потреба за нивна класификација. Првите обиди да се класифицираат елементите на метали и неметали се покажаа како неуспешни. Претходниците на Д.И. Менделеев (И.В. Деберинер, Ј.А. Њуландс, Л.Ју. Мајер) направија многу за да се подготват за откривање на периодичниот закон, но не беа во можност да ја сфатат вистината. Дмитриј Иванович воспостави врска помеѓу масата на елементите и нивните својства.

Дмитриј Иванович е роден во Тоболск. Тој беше седумнаесетто дете во семејството. По завршувањето на гимназијата во родниот град, Дмитриј Иванович влегол во Главниот педагошки институт во Санкт Петербург, по што заминал на двегодишно научно патување во странство со златен медал. По враќањето, тој беше поканет на Универзитетот во Санкт Петербург. Кога Менделеев почна да држи предавања за хемија, тој не најде ништо што може да им се препорача на студентите како наставно помагало. И реши да напише нова книга- „Основи на хемијата“.

На откривањето на периодичниот закон му претходеа 15 години напорна работа. На 1 март 1869 година, Дмитриј Иванович планирал да замине од Санкт Петербург во провинциите на деловен план.

Периодниот закон е откриен врз основа на карактеристика на атомот - релативна атомска маса .

Менделеев ги подредил хемиските елементи по зголемен редослед на нивните атомски маси и забележал дека својствата на елементите се повторуваат по одреден интервал - период, Дмитриј Иванович ги подредил периодите еден под друг., така што слични елементи се наоѓаат еден под друг. - на истата вертикала, вака е изградена структурата периодниот системелементи.

1 март 1869 година Формулирање на периодичниот закон од Д.И. Менделеев.

Својства едноставни материи, како и формите и својствата на соединенијата на елементите периодично зависат од атомската тежина на елементите.

За жал, на почетокот имаше многу малку поддржувачи на периодичниот закон, дури и меѓу руските научници. Има многу противници, особено во Германија и Англија.
Откривањето на периодичниот закон е брилијантен пример за научна предвидливост: во 1870 година, Дмитриј Иванович го предвидел постоењето на три тогаш непознати елементи, кои ги нарекол екасилиум, екаалуминиум и екаборон. Тој беше во можност правилно да ги предвиди најважните својства на новите елементи. И тогаш, 5 години подоцна, во 1875 година, францускиот научник П.Е. Лекок де Боисбодран, кој не знаел ништо за работата на Дмитриј Иванович, открил нов метал, наречен галиум. Во голем број својства и методот на откривање, галиумот се совпадна со ека-алуминиумот предвиден од Менделеев. Но, неговата тежина се покажа помала од предвиденото. И покрај ова, Дмитриј Иванович испрати писмо до Франција, инсистирајќи на неговото предвидување.
Научниот свет беше запрепастен од предвидувањето на Менделеев за својствата екаалуминиум испадна дека е толку точна. Од овој момент па натаму, периодичниот закон почнува да се зазема во хемијата.
Во 1879 година, Л. Нилсон открил скандиум во Шведска, кој го отелотворувал она што го предвидел Дмитриј Иванович екабор .
Во 1886 година, К. Винклер открил германиум во Германија, што се покажало дека е екасилициум .

Но, генијот на Дмитриј Иванович Менделеев и неговите откритија не се само овие предвидувања!

На четири места од периодниот систем, Д.И. Менделеев ги подреди елементите не по редослед на зголемување на атомските маси:

Назад кон крајот на 19 век, Д.И. Менделеев напиша дека, очигледно, атомот се состои од други помали честички. По неговата смрт во 1907 година, докажано е дека атомот се состои од елементарни честички. Теоријата на атомската структура ја потврди исправноста на Менделеев; преуредувањето на овие елементи што не се во согласност со зголемувањето на атомските маси се целосно оправдани.

Современа формулација на периодичниот закон.

Својствата на хемиските елементи и нивните соединенија периодично зависат од големината на полнежот на јадрата на нивните атоми, изразени во периодичната повторливост на структурата на надворешната валентна електронска обвивка.
И сега, повеќе од 130 години по откривањето на периодичниот закон, можеме да се вратиме на зборовите на Дмитриј Иванович, земени како мотото на нашата лекција: „За периодичниот закон, иднината не се заканува со уништување, туку само надградба и се ветува развој“. Колку хемиски елементи се откриени во овој момент? И ова е далеку од границата.

Графички приказ на периодичниот закон е периодичниот систем на хемиски елементи. Ова е кратко резиме на целата хемија на елементите и нивните соединенија.

Промени во својствата во периодичниот систем со зголемување на атомската тежина во периодот (од лево кон десно):

1. Металните својства се намалени

2. Неметалните својства се зголемуваат

3. Својствата на повисоките оксиди и хидроксиди се менуваат од базни преку амфотерични во кисели.

4. Валентноста на елементите во формулите на повисоките оксиди се зголемува од ЈаспредVII, а во формулите на испарливи водородни соединенија се намалува од IV предЈас.