Периодическая таблица менделеева

Группы

Вертикальные столбики элементов в периодической таблице — группы состоят из подгрупп: главной и побочной, они иногда обозначаются буквами А и Б соответственно.

В состав главных подгрупп входят s- и р-элементы, а в состав побочных — d- и f-элементы больших периодов.

Главная подгруппа — это совокупность элементов, которая размещается в периодической таблице вертикально и имеет одинаковую конфигурацию внешнего электронного слоя в атомах.

Как следует из приведенного определения, положения элемента в главной подгруппе определяется общим количеством электронов (s- и р-) внешнего энергетического уровня, равным номеру группы. Например, сера (S — 3s2 3p4 ), в атоме которого на внешнем уровне содержится шесть электронов, относится к главной подгруппе шестой группы, аргон (Ar — 3s2 3p6 ) — к главной подгруппе восьмой группы, а стронций (Sr — 5s2 ) — к ІІА-подгруппе.

Элементы одной подгруппы характеризуются сходством химических свойств. В качестве примера рассмотрим элементы ІА и VІІА подгрупп (табл.2). С ростом заряда ядра увеличивается количество электронных слоев и радиус атома, но количество электронов на внешнем энергетическом уровне остается постоянной: для щелочных металлов (подгруппа IА) — один, а для галогенов (подгруппа VIIА) — семь. Поскольку именно внешние электроны наиболее существенно влияют на химические свойства, то понятно, что каждая из рассмотренных групп элементов-аналогов имеет подобные свойства.

Но в пределах одной подгруппы наряду с подобием свойств наблюдается их некоторое изменение. Так, элементы подгруппы ІА все, кроме Н — активные металлы. Но с ростом радиуса атома и количества электронных слоев экранирующих влияние ядра на валентные электроны, металлические свойства усиливаются. Поэтому Fr более активный металл, чем Сs, a Cs — более активный, чем R в и т.д. А в подгруппе VIIA по той же причине ослабляются неметаллические свойства элементов при росте порядкового номера. Поэтому F — более активный неметалл по сравнению с Cl, a Cl — более активный неметалл сравнению с Br и т.д.

Таблица 2 — Некоторые характеристики элементов ІА и VІІА-подгрупп

период Подгруппа IA Подгруппа VIIA
Символ элемента Заряд ядра Радиус атома, нм Внешняя электронная конфигурацiя Символ элемента Заряд ядра Радиус атома, нм Внешняя электронная конфигурацiя
II Li +3 0,155 s 1 F +9 0,064 s 2 2 p 5
III Na +11 0,189 s 1 Cl +17 0,099 s 2 3 p 5
IV K +19 0,236 s 1 Br 35 0,114 s 2 4 p 5
V Rb +37 0,248 s 1 I +53 0,133 s 2 5 p 5
VI Cs 55 0,268 s 1 At 85 0,140 s 2 6 p 5
VII Fr +87 0,280 s 1

Побочные подгруппа — это совокупность элементов, размещаемых в периодической таблице вертикально и имеют одинаковое количество валентных электронов за счет застройки внешнего s- и втором снаружи d-энергетических подуровней.

Все элементы побочных подгрупп относятся к d-семейству. Эти элементы иногда называют переходными металлами. В побочных подгруппах свойства изменяются более медленно, поскольку в атомах d-элементов электроны застраивают второй извне энергетический уровень, а на внешнем уровне находятся только один или два электрона.

Положение первых пяти d-элементов (подгруппы IIIБ- VIIБ) каждого периода можно определить с помощью суммы внешних s-электронов и d-электронов второго снаружи уровня. Например, из электронной формулы скандия (Sc — 4s2 3d1 ) видно, что он размещается в побочной подгруппе (поскольку является d-элементом) третьей группы (поскольку сумма валентных электронов равна трем), а марганец (Mn — 4s2 3d5 ) размещается в побочной подгруппе седьмой группы.

Положение последних двух элементов каждого периода (подгруппы IБ и IIБ) можно определить по количеству электронов на внешнем уровне, поскольку в атомах этих элементов предыдущий уровень является полностью завершенным. Например, Ag ( 5s1 5d10 ) размещается в побочной подгруппе первой группы, Zn ( 4s2 3d10 ) — в побочной подгруппе второй группы.

Триады Fe-Co-Ni, Ru-Rh-Pd и Os-Ir-Pt размещены в побочной подгруппе восьмой группы. Эти триады образуют две семьи: железа и платиноидов. Кроме указанных семей отдельно выделяют семью лантаноидов (четырнадцать 4f-элементов) и семью актиноидов (четырнадцать 5f-элементов). Эти семьи принадлежат к побочной подгруппе третьей группы.

Рост металлических свойств элементов в подгруппах сверху вниз, а также уменьшение этих свойств в пределах одного периода слева направо обусловливают появление в периодической системе диагональной закономерности. Так, Be очень похож на Al, B — на Si, Ti — на Nb. Это ярко проявляется в том, что в природе эти элементы образуют подобные минералы. Например, в природе Те всегда бывает с Nb, образуя минералы — титанониобаты.

Короткие и длинные периоды.

Низшая полностью завершенная электронная оболочка (орбиталь) обозначается 1s и реализуется у гелия. Следующие уровни – 2s и 2p – соответствуют застройке оболочек атомов элементов 2-го периода и при полной застройке, у неона, содержат в сумме 8 электронов. С увеличением значений главного квантового числа энергетическое состояние низшего орбитального числа для большего главного может оказаться ниже энергетического состояния наиболее высокого орбитального квантового числа, соответствующего меньшему главному. Так, энергетическое состояние 3d выше, чем 4s, поэтому у элементов 3-го периода происходит застройка 3s- и 3p-орбиталей, заканчиваясь формированием устойчивой структуры благородного газа аргона. Далее происходит последовательная застройка 4s-, 3d- и 4p-орбиталей у элементов 4-го периода, вплоть до завершения внешней устойчивой электронной оболочки из 18 электронов у криптона. Это и приводит к появлению первого длинного периода. Аналогично происходит застройка 5s-, 4d- и 5p-орбиталей атомов элементов 5-го (т.е. второго длинного) периода, завершаясь электронной структурой ксенона.

Как создавалась периодическая таблица

Легенда гласит, что Менделеев задумал и создал свою таблицу в один день: 17 февраля 1869 года по русскому календарю (для большей части мира это 1 марта). Но это, вероятнее всего, преувеличение. Менделеев думал о группировании элементов годами, и другие химики несколько раз рассматривали понятие связей между элементами в предыдущие десятилетия.

На самом деле, немецкий физик Иоганн Вольфганг Доберейнер заметил особенности группирования элементов еще в 1817 году. В те дни химики еще не полностью поняли природу атомов, описанную атомной теорией Джона Дальтона в 1808 году. В своей «новой системе химической философии» Дальтон объяснил химические реакции, предполагая, что каждое элементарное вещество состоит из атома определенного типа.

Дальтон предположил, что химические реакции производили новые вещества, когда атомы разъединяются или соединяются. Он полагал, что любой элемент состоит исключительно из одного вида атома, который отличается от других по весу. Атомы кислорода весили в восемь раз больше, чем атомы водорода. Дальтон считал, что атомы углерода в шесть раз тяжелее водорода. Когда элементы объединяются для создания новых веществ, количество реагирующих веществ может быть рассчитано с учетом этих атомных весов.

Дальтон ошибался насчет некоторых масс – кислород в действительности в 16 раз тяжелее водорода, а углерод в 12 раз тяжелее водорода. Но его теория сделала идею об атомах полезной, вдохновив революцию в химии. Точное измерение атомной массы стало основной проблемой химиков на последующие десятилетия.

Размышляя об этих весах, Доберейнер отметил, что определенные наборы из трех элементов (он назвал их триадами) показывают интересную связь. Бром, например, имел атомную массу где-то между массами хлора и йода, и все эти три элемента демонстрировали сходное химическое поведение. Литий, натрий и калий также были триадой.

Другие химики заметили связи между атомными массами и химическими свойствами, но лишь в 1860-х годах атомные массы стали достаточно хорошо поняты и измерены, чтобы выработалось более глубокое понимание. Английский химик Джон Ньюландс заметил, что расположение известных элементов в порядке увеличения атомной массы приводило к повторению химических свойств каждого восьмого элемента. Эту модель он назвал «законом октав» в статье 1865 года. Но модель Ньюландса не очень хорошо держалась после первых двух октав, что заставило критиков предложить ему расставить элементы в алфавитном порядке. И как вскоре понял Менделеев, отношение свойств элементов и атомных масс были чуть более сложными.

Определение понятия атомного номера.

В 1913 А.ван ден Брук предположил, что порядковый номер элемента – его атомный номер – должен идентифицироваться с числом электронов, вращающихся вокруг ядра нейтрального атома, и с положительным зарядом ядра атома в единицах заряда электрона. Однако необходимо было экспериментальное подтверждение идентичности заряда атома и атомного номера. Бор далее постулировал, что характеристическое рентгеновское излучение элемента должно подчиняться такому же закону, что и спектр водорода. Так, если атомный номер Z идентифицируется с зарядом ядра в единицах заряда электрона, то частоты (длины волн) соответствующих линий в рентгеновских спектрах различных элементов должны быть пропорциональны Z2, квадрату атомного номера элемента.

В 1913–1914 Г.Мозли, изучая характеристическое рентгеновское излучение атомов различных элементов, получил блестящее подтверждение гипотезы Бора. Работа Мозли таким образом подтвердила предположение ван ден Брука об идентичности атомного номера элемента с зарядом его ядра; атомный номер, а не атомная масса, является истинной основой для определения химических свойств элемента.

Список химических элементов таблицы Менделеева

  • 1 H Водород (а.м. 1,00794)
  • 2 He Гелий (а.м. 4,002602)
  • 3 Li Литий (а.м. 6,9412)
  • 4 Be Бериллий (а.м. 9,0122)
  • 5 B Бор (а.м. 10,812)
  • 6 С Углерод (а.м. 12,011)
  • 7 N Азот (а.м. 14,0067)
  • 8 О Кислород (а.м. 15,9994)
  • 9 F Фтор (а.м. 18,9984)
  • 10 Ne Неон (а.м. 20,179)
  • 11 Na Натрий (а.м. 22,98977)
  • 12 Mg Магний (а.м. 24,305)
  • 13 Al Алюминий (а.м. 26,98154)
  • 14 Si Кремний (а.м. 28,086)
  • 15 P Фосфор (а.м. 30,97376)
  • 16 S Сера (а.м. 32,06)
  • 17 Cl Хлор (а.м. 35,453)
  • 18 Ar Аргон (а.м. 39,948)
  • 19 К Калий (а.м. 39,0983)
  • 20 Ca Кальций (а.м. 40,08)
  • 21 Sc Скандий (а.м. 44,9559)
  • 22 Ti Титан (а.м. 47,9)
  • 23 V Ванадий (а.м. 50,9415)
  • 24 Cr Хром (а.м. 51,996)
  • 25 Mn Марганец (а.м. 54,938)
  • 26 Fe Железо (а.м. 55,847)
  • 27 Со Кобальт (а.м. 58,9332)
  • 28 Ni Никель (а.м. 58,7)
  • 29 Cu Медь (а.м. 63,546)
  • 30 Zn Цинк (а.м. 65,38)
  • 31 Ga Галлий (а.м. 69,72)
  • 32 Ge Германий (а.м. 72,59)
  • 33 As Мышьяк (а.м. 74,9216)
  • 34 Se Селен (а.м. 78,96)
  • 35 Br Бром (а.м. 79,904)
  • 36 Kr Криптон (а.м. 83,8)
  • 37 Rb Рубидий (а.м. 85,4678)
  • 38 Sr Стронций (а.м. 87,62)
  • 39 Y Иттрий (а.м. 88,9059)
  • 40 Zr Цирконий (а.м. 91,20)
  • 41 Nb Ниобий (а.м. 92,9064)
  • 42 Mo Молибден (а.м. 95,94)
  • 43 Tc Технеций (а.м. 98,9062)
  • 44 Ru Рутений (а.м. 101,07)
  • 45 Rh Родий (а.м. 102,9055)
  • 46 Pd Палладий (а.м. 106,4)
  • 47 Ag Серебро (а.м. 107,868)
  • 48 Cd Кадмий (а.м. 112,41)
  • 49 In Индий (а.м. 114,82)
  • 50 Sn Олово (а.м. 118,69)
  • 51 Sb Сурьма (а.м. 121,75)
  • 52 Те Теллур (а.м. 127,6)
  • 53 I Йод (а.м. 126,9045)
  • 54 Xe Ксенон (а.м. 131,3)
  • 55 Cs Цезий (а.м. 132,9054)
  • 56 Ba Барий (а.м. 137,33)
  • 57 La Лантан (а.м. 138,9)
  • 58 Ce Церий (а.м. 140,12)
  • 59 Pr Празеодим (а.м. 140,9)
  • 60 Nd Неодим (а.м. 144,24)
  • 61 Pm Прометий (а.м. 145)
  • 62 Sm Самарий (а.м. 150,35)
  • 63 Eu Европий (а.м. 151,96)
  • 64 Gd Гадолиний (а.м. 157,25)
  • 65 Tb Тербий (а.м. 158,92)
  • 66 Dy Диспрозий (а.м. 162,5)
  • 67 Ho Гольмий (а.м. 164,93)
  • 68 Er Эрбий (а.м. 167,26)
  • 69 Tm Тулий (а.м. 168,93)
  • 70 Yb Иттербий (а.м. 173,04)
  • 71 Lu Лютеций (а.м. 174,97)
  • 72 Hf Гафний (а.м. 178,49)
  • 73 Ta Тантал (а.м. 180,9479)
  • 74 W Вольфрам (а.м. 183,85)
  • 75 Re Рений (а.м. 186,207)
  • 76 Os Осмий (а.м. 190,2)
  • 77 Ir Иридий (а.м. 192,22)
  • 78 Pt Платина (а.м. 195,09)
  • 79 Au Золото (а.м. 196,9665)
  • 80 Hg Ртуть (а.м. 200,59)
  • 81 Tl Таллий (а.м. 204,37)
  • 82 Pb Свинец (а.м. 207,2)
  • 83 Bi Висмут (а.м. 208,9)
  • 84 Po Полоний (а.м. 209)
  • 85 At Астат (а.м. 210)
  • 86 Rn Радон (а.м. 222)
  • 87 Fr Франций (а.м. 223)
  • 88 Ra Радий (а.м. 226)
  • 89 Ac Актиний (а.м. 227)
  • 90 Th Торий (а.м. 232,03)
  • 91 Pa Протактиний (а.м. 231,03)
  • 92 U Уран (а.м. 238,02)
  • 93 Np Нептуний (а.м. 237,04)
  • 94 Pu Плутоний (а.м. 244,06)
  • 95 Am Америций (а.м. 243,06)
  • 96 Cm Кюрий (а.м. 247,07)
  • 97 Bk Берклий (а.м. 247,07)
  • 98 Cf Калифорний (а.м. 251,07)
  • 99 Es Эйнштейний (а.м. 252,08)
  • 100 Fm Фермий (а.м. 257,08)
  • 101 Md Менделевий (а.м. 258,09)
  • 102 No Нобелий (а.м. 259,1)
  • 103 Lr Лоуренсий (а.м. 260,1)
  • 104 Rf Резерфордий (а.м. 261)
  • 105 Db Дубний (а.м. 262)
  • 106 Sg Сиборгий (а.м. 266)
  • 107 Bh Борий (а.м. 267)
  • 108 Hs Хассий (а.м. 269)
  • 109 Mt Мейтнерий (а.м. 276)
  • 110 Ds Дармштадтий (а.м. 227)
  • 111 Rg Ренгений (а.м. 280)
  • 112 Cn Коперниций (а.м. 285)
  • 113 Uut Унунтрий (а.м. 284)
  • 114 Uuq Унунквадий (а.м. 289)
  • 115 Uup Унунпентий (а.м. 288)
  • 116 Uuh Унунгексий (а.м. 293)
  • 117 Uus Унунсептий (а.м. 294)
  • 118 Uuo Унуноктий (а.м. 294)
  • 119 Uuе Унуненний (а.м. 316)
  • 120 Ubn Унбинилий (а.м. 320)
  • 121 Ubu Унбиуний (а.м. 320)
  • 122 Ubb Унбибий
  • 123 Ubt Унбитрий
  • 124 Ubq Унбиквадий
  • 125 Ubp Унбипентий (а.м. 332)
  • 126 Ubn Унбигексий (а.м. 322)

Другие заметки по химии

История открытия Периодического закона.

К середине XIX века были открыты 63 химических элемента, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно.
В 1829 году Дёберейнер опубликовал найденный им «закон триад»: атомный вес многих элементов близок к среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам (стронций, кальций и барий; хлор, бром и йод и др.). Первую попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа (1862), который разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил частое циклическое повторение химических свойств по вертикали. Обе указанные модели не привлекли внимания научной общественности.

В 1866 году свой вариант периодической системы предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, модель которого («закон октав») внешне немного напоминала менделеевскую, но была скомпрометирована настойчивыми попытками автора найти в таблице мистическую музыкальную гармонию. В этом же десятилетии появились ещё несколько попыток систематизации химических элементов; ближе всего к окончательному варианту подошёл Юлиус Лотар Мейер (1864). Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (в журнале Русского химического общества); ещё ранее (февраль 1869 г.) научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира.

По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

Написав на карточках основные свойства каждого элемента (их в то время было известно 63, из которых один — дидим Di — оказался в дальнейшем смесью двух вновь открытых элементов празеодима и неодима), Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим. Итогом работы стал отправленный в 1869 году в научные учреждения России и других стран первый вариант системы («Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве»), в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам (рядам сходных элементов, ставших прообразами групп современной системы) и по шести вертикальным столбцам (прообразам будущих периодов). В 1870 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант системы («Естественную систему элементов»), имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы.

Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото похоже на серебро и медь. Разумеется, свойства не повторяются в точности, к ним добавляются и изменения. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две — атомная масса и химическое сходство. Для того, чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеевым были предприняты очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов (например, бериллия, индия, урана, тория, церия, титана, иттрия), несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими (например, таллий, считавшийся щелочным металлом, он поместил в третью группу согласно его фактической максимальной валентности), оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы. В 1871 году на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма которого со временем была несколько усовершенствована.

Научная достоверность Периодического закона получила подтверждение очень скоро: в 1875—1886 годах были открыты галлий (экаалюминий), скандий (экабор) и германий (экасилиций), для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и, с поразительной точностью, целый ряд физических и химических свойств.

Примечания

  1. В книге (В. М. Потапов, Г. Н. Хомченко. «Химия». — М., 1982, стр. 26) утверждается, что их более 400.
  2. Периодический закон химических элементов // Энциклопедический словарь юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика, 1990. — С. 185. — ISBN 5-7155-0292-6.
  3. , с. 29.
  4. , с. 29.
  5. Например, в 1997 году Б. Ф. Маховым была опубликована книга «Симметричная квантовая Периодическая система элементов», в которой границами горизонтальных рядов, периодов и диад служат элементы со спектральным термом 1s. Координатами конкретного элемента в таблице принят набор из четырёх квантовых чисел.
  6. Трифонов Д. Н.: Структура и границы периодич. систем. ~М.: 1969
  7. Scerri 2007, p. 24
  8. Messler, R. W. The essence of materials for engineers. — Sudbury, MA : Jones & Bartlett Publishers, 2010. — P. 32. — ISBN 0763778338.
  9. Day, M. C. Theoretical inorganic chemistry / M. C. Day, Selbin. — 2nd. — New York, MA : Reinhold Book Corporation, 1969. — P. 103. — ISBN 0763778338.
  10. Holman, J. Chemistry in context / J. Holman, Hill. — 5th. — Walton-on-Thames : Nelson Thornes, 2000. — P. 40. — ISBN 0174482760.
  11. Leigh, G. J. Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990. — Blackwell Science, 1990. — ISBN 0-632-02494-1.
  12. ↑ Moore, p. 111
  13. Greenwood, p. 30
  14. Stoker, Stephen H. General, organic, and biological chemistry. — New York : Houghton Mifflin, 2007. — P. 68. — ISBN 978-0-618-73063-6.
  15. Mascetta, Joseph. Chemistry The Easy Way. — 4th. — New York : Hauppauge, 2003. — P. 50. — ISBN 978-0-7641-1978-1.
  16. Kotz, John. Chemistry and Chemical Reactivity, Volume 2 / John Kotz, Treichel, Townsend. — 7th. — Belmont : Thomson Brooks/Cole, 2009. — P. 324. — ISBN 978-0-495-38712-1.
  17. Gray, p. 12
  18. Jones, Chris. d- and f-block chemistry. — New York : J. Wiley & Sons, 2002. — P. 2. — ISBN 978-0-471-22476-1.
  19. Myers, R. The basics of chemistry. — Westport, CT : Greenwood Publishing Group, 2003. — P. 61–67. — ISBN 0313316643.
  20. Chang, Raymond. Chemistry. — 7. — New York : McGraw-Hill, 2002. — P. 289–310; 340–42. — ISBN 0-07-112072-6.
  21. Yoder, C. H. Chemistry / C. H. Yoder, Suydam, Snavely. — 2nd. — Harcourt Brace Jovanovich, 1975. — P. 58. — ISBN 0-15-506465-7.
  22. Sacks, O. Uncle Tungsten: Memories of a chemical boyhood. — New York : Alfred A. Knopf, 2009. — P. 191, 194. — ISBN 0-375-70404-3.
  23. Gray, p. 9

Электронное строение инертных газов

Элементы последней группы периодической системы называются инертными (благородными) газами. В атомах этих элементов, кроме гелия Не, на внешней электронной оболочке имеется восемь электронов. Инертные газы не вступают в химические реакции и не образуют ника­ких соединений с другими элементами (кроме очень немногих исключе­ний). Это связано с тем, что конфигурация из восьми электронов на внешней электронной оболочке чрезвычайно стабильна.

Атомы других элементов образуют химические связи таким образом, чтобы на их внеш­ней оболочке оказалось восемь электронов. Это положение часто назы­вают правилом октета.

Группы и подгруппы.

При расположении периодов друг под другом элементы располагаются в колонки, образуя группы, нумеруемые цифрами 0, I, II,…, VIII. Предполагается, что элементы внутри каждой группы проявляют сходные общие химические свойства. Еще бóльшее сходство наблюдается у элементов в подгруппах (A и B), которые образуются из элементов всех групп, кроме 0 и VIII. Подгруппа А называется главной, а В – побочной. Некоторые семейства имеют названия, например, щелочные металлы (группа IA), щелочноземельные металлы (группа IIA), галогены (группа VIIA) и благородные газы (группа 0). В группе VIII находятся переходные металлы: Fe, Co и Ni; Ru, Rh и Pd; Os, Ir и Pt. Находящиеся в середине длинных периодов, эти элементы более сходны друг с другом, чем с элементами, стоящими до и после них. В нескольких случаях порядок увеличения атомных весов (точнее, атомных масс) нарушается, например, в пáрах теллур и иод, аргон и калий. Это «нарушение» необходимо для сохранения сходства элементов в подгруппах.

Лента периодических химических элементов

Ниже вы можете увидеть движущуюся вариацию: Названная периодической таблицей скрученная лента, таблица создана Джеймсом Франклином Хайдом в 1975 году. Хайд был химиком, изучающим кремниевую органику, а потому уделил кремнию центральное место в таблице (в бежевой секции в середине двух кругов), подчеркнув, крепкую связь этого элемента с многими другими в таблице.

Перед вами таблица химических элементов и их взаимодействий

Однако, таблица все еще начинается в центре правого круга с водородом, прежде чем спирально выйти в различные группы. Множество цветов подчеркивают периодические отношения элементов. Красивые изгибы делают это одним из наших любимых вариантов, но это также довольно интенсивно. Для практического рассмотрения вещей ознакомьтесь с этой периодической таблицей, которая рассказывает вам, как использовать эти элементы.

Положения

Как шахматная доска состоит из строк, столбцов и полей, так и таблица состоит из периодов, групп (которые, в свою очередь, делятся на главные и побочныеподгруппы) и фиксированных номеров химических элементов.

Период — это строки, горизонтальные ряды.

Группы — столбцы, ряды вертикальные.

Как определить, где главная подгруппа, а где побочная? Посмотрите на второй и третий период — там элементы только главных подгрупп. Они находятся с одного «бока» ячейки. Если опуститься на периоды ниже, можно заметить, что некоторые элементы смещены в другую сторону ячеек (Cu, Ag, Au, Rg в первой группе, например). Вот это и есть побочная подгруппа.

И, наконец, есть определённая нумерация этих самых ячеек, в которых находятся элементы — их порядковые номера.

Давайте потренируемся и составим «паспортные данные» хрома. Будет лучше, если вы сначала попробуете сами, а потом посмотрите ответ.

Химия для чайников с нуля, основы химии

Легко и ненавязчиво находим, что хром находится в четвёртом периоде и шестой группе. Находится чуть в стороне от кислорода и серы — следовательно, подгруппа побочная. Ну и, не без некоторых усилий (спасибо, Дзен, за качество и невозможность приближать изображение) обнаруживаем его под двадцать четвёртым номером.

Ответ: четвёртый период, шестая группа, побочная подгруппа, двадцать четвёртый номер.

Всё очень просто!

Свойства

Каждому положению элемента относительно той или иной части таблицы соответствует определённое свойство.

Сопоставим их:

1. Период, в котором находится элемент — показывает число электронных слоёв элемента.

2. Группа — показывает наибольшее число электронов, которые атом может отдавать для образования хим. связи (максимальная валентность). Также показывает максимальную положительную степень окисления.

3. По тому, находится элемент в побочной или главной подгруппе, можно определить, металл это или неметалл.

Зачем это нужно, если в учебниках они всегда есть на красиво разукрашенном форзаце?

Всё это, конечно, замечательно, но что будет, если вам попадётся вариант в ч/б?

Кстати, именно такую таблицу раздают на ЕГЭ по химии. И некоторые ребята впадают в ступор уже на втором задании, когда их просят определить, относится элемент к металлам или неметаллам.

Чтобы не потерять лёгкие баллы, запомните:

Ну и, наконец, есть порядковый номер. Зная его, мы можем определить заряд ядра, число протонов, число электронов и, соответственно, найти число нейтронов через относительную атомную массу и протоны.

Вернёмся к нашему хрому. Как мы помним, он находится в четвёртом периоде, шестой группе, побочной подгруппе и имеет 24-ый номер.

Переводя на свойства: имеет четыре электронных слоя; имеет максимальную валентность VI и степень окисления +6; металл; его заряд/число протонов/число электронов равно 24, а число нейтронов — 28(52 — 24 = 28).

Очень коварен в плане расчёта нейтронов хлор. Попробуйте сами найти нужное их количество, а в следующей статье узнаете, правы ли вы — поэтому не забудьте подписаться на канал, чтобы ничего не пропустить!

Ну а мы переходим к изменению свойств по периодам и группам.

Овощной салат с авокадо и кунжутом

Категория:
Салаты Салаты из овощей, грибов, сыра Салаты из овощей

Сочный, яркий, насыщенный салат с авокадо, помидорами черри, болгарским перцем и кунжутом!

Исследование химических элементов второго столбца периодической таблицы

Используя периодическую систему, исследуйте в этом эксперименте зависимость между готовностью щелочноземельных металлов вступать в реакцию и их местом во втором столбце таблицы.

Что нам понадобится:

  • магний,
  • кальций,
  • стронциевая
    стружка,
  • мерный
    цилиндр объёмом 50 мл,
  • 5 лабораторных
    стаканов объемом 100 мл,
  • весы,
  • 3 лабораторных
    стакана объемом 50 мл,
  • таймер,
  • уксус,
  • универсальный
    индикаторный раствор,
  • деионизированная
    вода,
  • пинцет,
  • 3 помощника.

Ход эксперимента:

  1. Налейте
    35 мл деионизированной воды в каждый из
    3 лабораторных стаканов объемом 50 мл.
  2. Добавьте
    по 20 капель универсального индикаторного
    раствора, по 5 капле уксуса во все 3
    стакана. Перемешайте.
  3. Поместите
    2 больших кусочка кальция в первый
    лабораторный стакан объемом 100 мл.
  4. Поместите
    2 кусочка магния такого же размера во
    второй стакан объемом 100 мл.
  5. Поместите
    2 кусочка стронция такого же размера в
    последний стакан объемом 100 мл.
  6. Ваша задача
    – засечь время на следующем шаге.
  7. Трем
    помощникам нужно одновременно вылить
    получившийся раствор из стаканов
    объемом 50 мл в стаканы объемом 100 мл с
    металлами.
  8. Вы должны
    записать время, на протяжении которого
    содержание каждого стакана стало
    фиолетовым.
  9. Если
    какой-то из металлов будет менять цвет
    более 5 минут, можно остановить время
    и записать 5+.
  10. Теперь вы
    знаете, какой из металлов реагирует
    быстрее и медленнее. Получив эти данные,
    ответьте на вопросы исследования.

Вывод:

Подумайте над тем, что произойдет, когда вы спуститесь вниз по столбцу щелочноземельных металлов? Что произойдет, если вы перейдете к первому столбцу периодической таблицы? Вы замечаете закономерность, которая может относиться ко всей структуре периодической таблицы?

Атомы щелочноземельных металлов, находящихся во втором столбце, хуже входят в реакцию с другими веществами, чем щелочные металлы из первого столбца. И чем ниже элемент располагается в столбце, тем сильнее будет проявляться эта закономерность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector