Периодический закон Д.И. Менделеева. Периодическая система элементов. Связь между электронным строением атомов и положением элементов в периодической системе.

Периодический закон был открыт Д.И. Менделеевым (1869) и сформулирован им следующим образом:

свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической за-

мости от величины атомных масс элементов. Современная теория строения атома позволила объяснить электронную структуру атома всех элементов и

показала, что в соответствии с квантовыми законами конфигурация электронной структуры невозбужденного атома определяется зарядом ядра. Поэтому в современной формулировке периодический за-

кон гласит: свойства химических элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодиой зависимости от величины заряда атомных ядер. Заряд ядра равен атомному номеру элемента, определяет число электронов в атоме и, как следствие этого строение его электронной оболочки в основном состоянии.

Структура периодической системы элементов

Периодическая система элементов является графическим (табличным) выражением периодического закона. Известно более 500 форм изображения периодического закона, наиболее широко используются только три:

короткая, 8-клеточная; полудлинная, 18-клеточная; длиннопериодная, 32-клеточная. Принципиальный подход к построению таблиц единый – элементы располагаются в порядке возрастания заряда ядер их атомов. Физический смысл периодического закона:

при последовательном увеличении зарядов атомных ядер периодически повторяется конфигурация электронных оболочек и, как следствие, периодически повторяются химические свойства элементов.

Периодическая система элементов состоит из периодов и групп:

1) период.

Совокупность элементов, первые представители которого имеют строение наружного слоя ns1, последнего ns2 np6, называется периодом.

Совокупность атомов с одинаковым числом электронных слоев, называется периодом.

2) группа.

Элементы, объединенные сходным электронным строением, называются группой.

В периодической системе 8 групп, которые разделены на подгруппы: главную и побочную. Элементы,

входящие в одну подгруппу, называются элементами-аналогами. Физический смысл номера группы:

номер группы указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химической связи.

Главная подгруппа состоит из элементов, у которых заполняются только s- и p-подуровни внешнего энергетического уровня. Побочная подгруппа состоит из элементов, у которых происходит заполнение внутренних

(n – 1)d- и (n – 2)f-подуровней при наличии на внешнем s-подуровне двух электронов. Основное различие между элементами главных и побочных подгрупп заключается в том, что валентными у элементов главных под-

групп являются электроны внешнего энергетического уровня, а у элементов побочных подгрупп электроны внешнего и предвнешнего энергетических уровней.

По характеру заполнения электронных оболочек все элементы периодической системы можно разделить на 4 электронных семейства:

1 Первые два элемента в каждом периоде, последний электрон у которых идет на внешний энергетический уровень s-подуровня, называются s-элементами.

2 Последние шесть элементов в каждом периоде, последний электрон у которых идет на внешний энергетический уровень р-подуровня, называются р-элементами.

3 Десять элементов, расположенных в больших периодах между s- и р-элементами, последний электрон у

которых идет на предвнешний энергетический уровень d-подуровня, называются d-элементами.

На внешнем энергетическом уровне d-элементы содержат 2 электрона, за исключением Cu, Ag, Au, Nb, Cr, Mo, Ru, Rh, Pt – у них по одному электрону на внешнем энергетическом уровне, а у Pd – 0. Такое явление называется "провалом" ("проскоком") электрона.

4 Четырнадцать элементов в 6 и 7 периодах (лантаноиды и актиноиды соответственно), последний электрон, у которых идет на предпредвнешний энергетический уровень f-подуровня, называются f-элементами.

У всех f-элементов на внешнем энергетическом уровне 2 электрона, на предвнешнем – 8, за исключением элементов с порядковыми номерами: 64, 71, 91, 92, 93, 96, 97, 103.

Дата добавления: 2015-09-01