Структура периодической системы.

Свойства простых веществ, а так же формы и свойства соединений находится в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов.

Графическое отображение периодического закона Д. И. Менделеева называется периодической системой элементов.

В периодической системе химических элементов порядковый номер элемента равен количеству протонов ядра атома. Это было показано Ван-ден-Бруком и подтверждено Мозли. Работы этих авторов имеют огромное значение в продолжении и завершении периодической системы химических элементов.

Структура периодической системы.

Периодическая система элементов состоит из периодов, групп и подгрупп. Периодом называется последовательный ряд элементов, размещенных в порядке возрастания заряда ядра атомов, электронная конфигурация которых изменяется от ns¹ до ns²p⁶ (или ns² у первого периода). Периоды начинаются с s-элементов и заканчиваются p-элементом. (у первого периода – s-элементом). Малые периоды содержат 2 и 8 элементов, большие периоды - 18 и 32 элемента, седьмой период остается незавершенным.

Группы - это вертикальные ряды элементов, имеющих одинаковую конфигурацию валентных электронов. Различают главные (А) подгруппы и побочные (В) подгруппы. Элементы, расположенные в одной и той же группе обладают одинаковой конфигурацией валентных электронов, следовательно, имеют сходные химические свойства. Их называют "элементы-аналоги".

Рассмотрим связь между положением элемента в периодической системе и электронным строением его атомов.

ЭЛЕКТРОННЫЕ СЕМЕЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ РАСПОЛОЖЕНИЕ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА.

В зависимости от того, кокой энергетический подуровень заполняется последним, различают 4 электронных семейства элементов: s, p, d и f, которые занимают определенное положение в периодической системе элементов.

1. s-Элементы – семейство элементов, у которых при заполнении электронных уровней электронами, последний электрон идет на внешний s-подуровень. Они находятся в первой группе главной подгруппы и во второй группе главной подгруппы (к ним также относится He). Максимальное число электронов на s-подуровне равно двум, поэтому в каждом периоде по два s-элемента, и на внешнем энергетическом уровне у них 1 или 2 электрона.

Пример:

14s²2s²p⁶3s¹

1s²2s²p⁶3s²

В этом случае валентными будут являться s-электроны, соответственно один электрон у атома Na и 2 электрона у атома Mg.

2. У p-элементов последний электрон идет на p-подуровень внешнего уровня. Эти элементы расположены с III по VIII группу главной подгруппы каждого периода. Их число в периоде равно 6, т.к. максимальное число электронов на p-подуровне равно 6.

Пример:

1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p³

В этом случае валентные электроны имеют конфигурацию 4s²p³, поэтому As может проявлять степень окисления от -3 до +5. Характерными степенями окисления для него являются -3, +3, +5.

3. У d-элементов сначала заполняется s-подуровень внешнего уровня, а последний электрон идет на d-подуровень предвнешнего уровня. d-Элементы находятся в побочных подгруппах периодической системы. У d-элементов возможен проскок электронов с s-подуровня внешнего уровня на свободную d-орбиталь предвнешнего уровня, если это энергетически выгодно. У этих элементов на внешнем уровне 1 или 2 электрона. У Pd наблюдается двойной перескок, у него на внешнем уровне нет электронов.

Максимальное число электронов на d-подуровне равно 10, поэтому начиная с 4-ого периода в каждом периоде по 10 d-элементов.

Пример:

1s²2s²p⁶3s²p⁶4s²3d¹

В этом случае сначала заполняется 4s-подуровень, и только затем 3d-подуровень. У этого элемента валентные электроны имеют конфигурацию 3d¹4s², поэтому Sc имеет характерную степень окисления +3.

4. f-Элементами называются элементы, у которых при заполнении электронных уровней, последний электрон идет на f-подуровень предпредвнешнего уровня. К ним относятся лантаноиды и актиноиды.

Максимальное число электронов на f-подуровне равно 14, поэтому в 6 и 7 периодах периодической системы по 14 f-элементов.

Пример:

1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁶d¹⁰5s²p⁶d¹6s²

1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁶d¹⁰f⁷5s²p⁶d¹6s²

У La валентные электроны имеют конфигурацию 5d¹6s² – типичный d-элемент, у Gd конфигурация валентных электронов также 5d¹6s² , только затем заполняется 4f-подуровень, поэтому у обоих элементов степень окисления +3.

ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ.

Согласно современным формулировкам периодического закона свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра всех атомов.

Рассмотрим некоторые характеристики элементов.

Дата добавления: 2015-07-08