Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Периодическая система элементов Д.И.Менделеева

Читайте также:
  1. III. МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ, СИСТЕМА ОБРАЗОВАНИЯ И ВОСПИТАНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ СМИ
  2. III. Систематика
  3. V2: Женская половая система
  4. VI. Избирательная система России
  5. а) одновидова система перевезень;
  6. А) Порядок элементов (индивидов или групп) в социальной структуре
  7. А. Декартова координатная система

С. КОФ т.3 §27 с128-130, 1989г.; Тр.§228 с.365-367, 1990г.; Д.Я.§39.6 с.463-466, 1989г.

Принцип Паули позволяет объяснить периодичность свойств атомов и принцип построения периодической системы элементов, составленной задолго до создания квантовой механики в 1869 году русским учёным Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Периодическая система элементов является фундаментальным законом природы, на котором базируется современная химия, атомная и ядерная физика.

Менделеев расположил известные в то время 64 химических элемента в порядке возрастания их атомных масс. Периодически через правильные промежутки, названные периодами, элементы, оказавшиеся в таблице Менделеева в одном вертикальном ряду - в группе элементов, обнаруживают сходные физико-химические свойства. Однако иногда Менделееву приходилось отступать от принципа возрастания масс и он ввёл понятие порядкового номера. Периодичность свойств полностью соответствовала периодичности расположения элементов в таблице, но часть клеток оказалась незаполненной. В дальнейшем были открыты новые элементы, свойства некоторых из них были предсказаны Менделеевым. В настоящее время таблица полностью заполнена.

Теория периодической системы основана на законах квантовой механики. Основные принципы её таковы:

1) порядковый номер химического элемента равен числу элементарных положительных зарядов ядра;

2) состояние электронов в атоме определяется набором квантовых чисел n, l, m, ms;

3) распределение электронов по состояниям удовлетворяет принципу минимума потенциальной энергии;

4) заполнение электронных энергетических состояний в атоме происходит в соответствии с принципом Паули;

5) химические и ряд физических свойств элементов объясняется поведением внешних валентных электронов в атоме.

Электроны, занимающие в атоме состояния с одинаковым n, образуют электронную оболочку (слой): K-, L-, M-...-оболочки (в соответствии с табл.6). В каждой оболочке электроны располагаются по подоболочкам, соответствующим определённым квантовым числам l.

Если заданы квантовые числа n и l, то говорят, что задана электронная конфигурация. Символическая формула электронной конфигурации : nlZ (n - главное квантовое число, l - символическое обозначение орбитального квантового числа l в соответствии с табл.1, Z - количество электронов в атоме с данным набором значений n и l. Например, электронная конфигурация алюминия ( ), имеющего Z = 13 - 1s22s22p63s23p1.

Сначала заполняются состояния с наименьшей энергией, а затем большей. Идеальная периодическая таблица элементов должна была бы полностью соответствовать табл.7 (см. выше). Однако реальная периодическая система Менделеева отличается от идеальной. Это связано с тем, что энергетические уровни многоэлектронных атомов расщеплены, и у тяжёлых атомов некоторые энергетические уровни с бóльшим n и малым l располагаются ниже, чем уровни с меньшим n и большим l. Поэтому имеются химические элементы, у которых происходит достройка последующих оболочек при недостроенной предыдущей.

В атомах химических элементов, находящихся в основном состоянии до аргона ( ), имеющего Z = 18, последовательность заполнения электронами оболочек соответствует идеальной таблице (см. табл.7). Но уже для следующих элементов калия ( ) и кальция () энергетически более выгодным оказывается состояние не 3d в M-оболочке, а 4s в N-оболочке.



Начиная со скандия ( ), возобновляется нормальное заполнение 3d-подоболочки, которое заканчивается у меди ( ). Химические элементы, у которых происходит достройка предыдущей оболочки при уже частично заполненной последующей, называются переходными элементами.

Далее до криптона ( ) происходит нормальное заполнение N-оболочки.

Начиная с рубидия ( ), при незаполненных 4d- и 4f-подоболочках (N-оболочка) начинается заполнение 5s-подоболочки следующей О-оболочки. Но уже у иттрия ( ) и до палладия ( ) при заполненной 5s-подоболочке начинается достройка 4d-подоболочки, причём в 5s-подоболочке число электронов меняется от 2 до 0. У серебра ( ) и ( ) вновь застраивается 5s-подоболочка. Начиная с индия ( ) и до ксенона ( ), завершающего пятый период, происходит застройка 5р-подоболочки.

Загрузка...

У цезия начинается заполнение Р-оболочки (n = 6).

У группы редкоземельных элементов: от лантана ( ) до лютеция ( ), называемых лантонидами, 6s2-подоболочка заполнена полностью, а более глубокая 4f-подоболочка не заполнена. У лантонидов от церия ( ) до лютеция ( ) происходит заполнение 4f-подоболочки, а внешняя 6s-подоболочка остаётся без изменения. Этим объясняется сходство физико-химических свойств лантонидов.

Начиная с гафния ( ), происходит застройка 5d-подоболочки, которая заканчивается у золота ( ), у которого на 6s-подоболочке один электрон, а затем у ртути на 6s-подоболочке достраивается второй электрон.

У талия ( ) и далее до радона ( ) происходит заполнение 6р-подоболочки.

У франция ( ) и радия ( ) заполняется 7s-подоболочка Q-оболочки.

Второй группой редкоземельных элементов являются актиниды. Это группа элементов, начиная от актиния ( ) и до конца периодической таблицы до элемента нильсбория ( ). В этой группе происходит достраивание 5f- и 6d-подоболочек.

Из вышеизложенного следует, что периодичность физико-химических свойств элементов объясняется повторяемостью электронной конфигурации во внешних s- и р-подоболочках (l=0 и l=1). Электроны, которые в оболочке с наибольшим n входят в состав s- и р-подоболочек, называются внешними или валентными электронами. Эти электроны и определяют химические и оптические свойства атомов. Общее число электронов в s- и р-подоболочках равно 8. Столько же групп в таблице Менделеева. В химических реакциях атомы с числом валентных электронов меньшим 4 склонны отдавать свои валентные электроны, а атомы с числом валентных электронов большим 4 склонны присоединять электроны других атомов.


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 110 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
АКТИНОИДЫ| среднего профессионального образования города Москвы

mybiblioteka.su - 2015-2017 год. (0.09 сек.)