Периодическая система

<1 234 5 6 7 >

Периодический закон Д.И. Менделеева формулируется так: свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.

Таблица периодического закона (табл.1.4) состоит из 8 вертикальных колонок, называемых группами, и 7 горизон-

тальных строк, называемых периодами. Группы состоят из 2

подгрупп, называемых главными и побочными. Главные подгруппы начинаются с элементов 1-го или 2-го периода

(водорода, гелия, лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода, фтора),а побочные – с элементов 4-го периода (скандия,

Таблица 1.3.Электронные формулы элементов ПСЭМ

Пери-од	Порядко-вый номер	Элемент	Электронная конфигурация
Сим- вол	Название
		H He	Водород Гелий	1s¹ 1s²
		Li Be B С N O F Ne	Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон	1s²2s¹ 1s²2s² 1s²2s²2p¹ 1s²2s²2p² 1s²2s²2p³ 1s²2s²2p⁴ 1s²2s²2p⁵ 1s²2s²2p⁶
		Na Mg Al Si P S Cl Ar	Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон	1s²2s²2p⁶3s¹ 1s²2s²2p⁶3s² 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ 1s²2s²2p⁶3s²3p² 1s²2s²2p⁶3s²3p³ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶
		K Ca	Калий Кальций	1s²2s²2p⁶3s²3p³4s¹ 1s²2s²2p⁶3s²3p³4s²

титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди и цинка). Периоды делятся на малые (1,2 и 3-й) и боль- шие (4,5,6 и 7-й). Малые периоды состоят из одного ряда,а большие – из двух рядов. Кроме того, две группы элементов (лантаниды и актиниды) располагаются отдельно, в нижней части таблицы.

Элементы, находящиеся в одной группе и одной подгруппе, обладают большим сходством химических свойств.

Это связано с тем, что химические свойства элементов определяются в значительной степени числом электронов на внешней электронной оболочке, а элементы из одной группы и подгруппы имеют одинаковое число электронов на внешней электронной оболочке и аналогичное строение этой оболочки.

Таблица 1.4.Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

Периоды

Ряды

Группы элементов

III

VII

VIII

III

37 Rb

VII

VIII

57* La

89* Ac

^*^{Л А Н Т А Н И Д Ы}

⁵⁸ ^Ce

⁵⁹ ^Pr

⁶⁰ ^Nd

⁶¹ ^Pm

⁶² ^Sm

⁶³ ^Eu

⁶⁴ ^Gd

⁶⁵ ^Tb

⁶⁶ ^Dy

⁶⁷ ^Ho

⁶⁸ ^Er

⁶⁹ ^Tm

⁷⁰ ^Yb

⁷¹ ^Lu

^**^{А КТ И Н И Д Ы}

⁹⁰ ^Th

⁹¹ ^Pa

⁹² ^U

⁹³ ^Np

⁹⁴ ^Pu

⁹⁵ ^Am

⁹⁶ ^Cm

⁹⁷ ^Bk

⁹⁸ ^Cf

⁹⁹ ^Es

¹⁰⁰ ^Fm

¹⁰¹ ^Md

¹⁰² ^(No)

¹⁰³ ^(Lr)

Например, азот и фосфор находятся в главной подгруппе 5-й группы. На внешней оболочке каждого из этих элементов находится по 5 электронов, а строение внешних оболочек выражается формулами 2s²2p³ (N) и 3s²3p² (Р). Число электронов на внешней электронной оболочке определяет способность атома образовывать соединения с другими атомами посредством химических связей. Один электрон на внешней оболочке может обычно образовывать одну химическую связь. Так, азот и фосфор могут образовывать 5 связей, а литий и натрий, у которых на внешней оболочке находится только по одному электрону (2s¹ – Li и 3s^{1 –}Na), образуют по одной связи. Атом химического элементаможет образовывать или постоянное, или переменное число связей. Например, кальций всегда образует только 2 связи, а азот может образовывать 1, 2, 3, 4 или 5 связей. Образование химических связей может сопровождаться потерей электронов атомом. В этом случае говорят, что атом проявляет положительную степень окисления (СО). Примерами могут быть литий, натрий, калий, магний, кальций. Эти элементы в химических реакциях всегда отдают электроны, т.е. проявляют положительные СО. Атомы ряда элементов, напротив, в химических реакциях принимают электроны и проявляют отрицательные СО.Примерами могут быть кислород и фтор. Очень многие элементы, в зависимости от конкретной реакции, могут как отдавать, так и принимать электроны.

Часть элементов могут проявлять только одну СО, равную номеру группы. Эта СО называется высшей СО элемента. К таким элементам относятся, например, литий, натрий, магний, кальций, алюминий. Другие элементы помимо высшей СО могут проявлять и другие, низшие, СО. Например, фосфор может проявлять СО +5 и +3, а сера – +6 и +4.

Исключениями из элементов главных подгрупп являются фтор, который проявляет только СО, равную -1, а также гелий, неон и аргон, которые химических соединений не образуют, т.е. их СО равна нулю.

Степень окисления является важнейшим свойством элемента, определяющим его химические свойства. Основные СО ряда элементов ПСЭМ приведены в табл. 1.5.

Степень окисления элемента может быть использована для составления формулы химического соединения.

Таблица 1.5. Основные степени окисления некоторых элементов ПСЭМ

Пе- риод	Группы

	H +1; -1							He
	Li +1	Be +2	B +3	C +(2,4) -4	N +(1,2,3,4,5) -3	O -2	F -1	Ne
	Na +1	Mg +2	Al +3	Si	P 3,5	S +(2,4,6) -2	Cl +(1,3,5,7) -1	Ar
	K +1	Ca +2

Пример 1.11. Составить формулы соединений с кислородом натрия, магния, алюминия, кремния, фосфора, серы и хлора в высших степенях окисления.

Решение. Сумма СО элементов в соединении, состоящем из двух элементов (бинарное соединение), должна быть равна нулю. Следовательно, формула оксида натрия будет иметь вид Na₂O, т.е. сумма СО атома кислорода (-2) и сумма СО двух атомов натрия [2(+1)=+2] будет равна нулю. Аналогично получим формулы оксидов других элементов: MgO; Al₂O₃; SiO₂; P₂O₅; SO₃; Cl₂O₇.

Очевидно, что все элементы, находящиеся в одной и той же подгруппе, будут иметь аналогичные формулы высших оксидов, например, элементы 5-й группы главной подгруппы (азот, мышьяк, сурьма и висмут) будут иметь высшие оксиды состава N₂O₅, As₂O₅, Sb₂O_5, Bi₂O₅.

1.8. Контрольные вопросы и задачи

1. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержит атом изотопа ²⁵Mg? Ответ: 12, 13, 12.

2. Какие из следующих элементов на внешнем уровне имеют 2 р-электрона ( натрий, углерод, фосфор, сера, кальций, кремний) ?

Ответ: углерод, кремний.

3. Запишите электронную формулу элемента, имеющего в ПСЭМ порядковый номер 15.

Ответ: 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

4. Составьте формулу соединения мышьяка с серой, если СО мышьяка равна +5, а серы – - 2.

Ответ: As₂ S₅.

5. Найдите СО серы в соединении Al₂S₃.

Ответ: -2.

<1 234 5 6 7 >

Дата добавления: 2016-10-07; просмотров: 1610;