6. Правила Клечковского, порядок заполнения атомных орбиталей.

Правила Клечковского ((n+l)-правило: 1)распределе-ние электронов по подуров-ням можно установить, располагая подуровни в порядке повышения суммы квантовых чисел n и l. 2)Причем, если существует несколько одинаковых подуровней с (n+l), то сначала идет тот, у которого меньшее значение n.

Так, сумма (n + l) для электронов 3d-орбитали равна 5 (3 + 2), для электронов 4s-орбитали — 4 (4 + 0). Поэтому вначале электронами заполняется 4s-орбиталь, а затем 3d-орбиталь. Сумма (n + l) для электронов 4f-орбитали равна 7 (4 + 3), что также больше суммы (n + l) для электронов 5s-, 5p- и 6s-орбиталей. Если для двух орбиталей суммы (n + l) имеют одинаковые значения, то вначале электронами заполняется орбиталь с меньшим значением главного квантового числа. Например, для электронов 3d- и 4p-орбиталей сумма n + l = 5 (соответственно 3 + 2 и 4 + 1). Но так как для электронов 3d-орбитали главное квантовое число n = 3, а для электронов 4p-орбитали n = 4, в первую очередь заполняются 3d-орбитали. Лишь после того как заполнены орбитали меньших энергий, начинается заполнение орбиталей бульших энергий.

(См. вопрос 4) (Принцип Паули, Гунда, принцип наименьшей энергии…)

Расположение электронов по слоям и орбиталям называется электронной конфигурацией. При записи электронной конфигурации указывают значение главного квантового числа, затем — буквами s, p, d, f — значение орбитального квантового числа, а вверху справа над буквой — число электронов на данной орбитали. Например, запись 2p⁴ означает, что во втором электронном слое на p-орбиталях находится четыре электрона. Последовательность заполнения электронами орбиталей различных электронных слоёв можно представить себе следующим образом:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s² ...

В сокращённых формулах, выражающих распределение электронов в атомах, часто указывают лишь число электронов в каждом электронном слое. В качестве примера рассмотрим распределение по орбиталям электронов атомов хлора. Порядковый номер хлора в периодической системе элементов — 17. Это значит, что положительный заряд ядра атома уравновешивается 17 электронами. На заполнение K-слоя идёт 2 электрона, второй электронный слой, L-слой, может вместить 8 электронов. Остальные 7 электронов располагаются в третьем слое — M-слое. Ёмкость этого слоя — 18 электронов — вполне достаточна, чтобы принять 7 электронов. Электронную конфигурацию атома хлора можно записать так: ₁₇Cl — 2, 8, 7.

7. Периодич. Закон Менделеева, как один из основных законов природы. Группы, периоды, подгруппы. Порядковый номер Эл-та.

8. Периодическая сист-ма Менд., св-ва атомов в звыисим от полож в системе.

После утверждения атомно-молекулярной теории важнейшим событием в химии было открытие перио-дического закона. Это открытие, сделанное в 1869 г. гениальным русским учёным Д.И.Менделеевым, соз-дало новую эпоху в химии, определив пути её развития на много десятков лет вперёд. Опирающаяся на пе-риодический закон классификация химических элементов, которую Менделеев выразил в форме периоди-ческой системы, сыграла очень важную роль в изучении св-в хим Элементов и дальнейшем раз-витии учения о строении вещ-ва.

В отличие от своих предшеств-ков Менделеев был глубоко убеждён, что между всеми хим-ми элементами должна сущ-ть закономерная связь, объединяющая их в единое целое, и пришёл к за-ключению, что в основу систематики элементов должна быть положена их относительная атомная масса.

Действительно, расположив все элементы в порядке возрастания атомных масс, Менделеев обнаружил, что сходжные в химическом отношении элементы встречаются через правильные интервалы и что, таким образом, в ряду элементов многие их свойства периодически повторяются.

Эта замечательная закономерность получила своё выражение в периодическом законе, который Менделе-ев сформулировал следующим образом: Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений эле-ментов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов (массы) элементов.

Если проследить измен химич-х свойств элементов в таблице Менделеева, то можно заметить, что изменение свойств хим-х элементов по мере возраст-я их атомной массы не совершается непрерывно в одном и том же направлении, а имеет периодический характер.

Ряды элементов, в пределах которых свойства изменяются последовательно, как, например, ряд из восьми элементов от лития до неона или от натрия до аргона, Менделеев назва периодами. Если написать эти периоды один под другим, то в вертикальные столбцы попадают элементы, сходные по своим свойствам и обладающие одинаковой валентностью. Таким образом Менделеев составил таблицу, названную им перио-дической системой элементов по группам и рядам. Эта таблица в современном виде, дополненная откры-тыми уже после Менделеева элементами, состоит из десяти горизонтальных рядов и восьми вертикальных столбцов, или групп, в которых один под другим размещены сходные между собой элементы. Первые 3 ряда табл называются малыми периодами. Затем следуют 2 больших периода, состоящих из 2 рядов. В 8 ряду после Лантана идут 14 элементов, называемых лантанойдами, котоые чрезвычайно сходны с лантаном и между собой. 8 и 9 ряды образуют 6 большой период. 10 ряд, составляющий седьмой, - пока незаконченный, - период, содержит 19 элементов, из кото-рых первый и последние тринадцать получены лишь сравнительно недавно. Следующие за Актинием 14 эл-в сходны по строению их атомов с актинием, поэтому объединяют в отдельную груп-пу, под названием актанойды.

Начиная с четвёртого периода каждую группу можно разбить на две подгуппы: состоящую их верхних рядов (чётная) и из нижних рядов (нечётная). Элементы малых периодов первой и второй групп ближе по своим свойствам к элементам чётной подгруппы, а других - к элементам нечётной подруппы. Поэтому эле-менты малых периодов обычно объединяют со сходными с ними элементами чётных или нечётных рядов в одну главную подгуппу, а другая подгруппа называется побочной. У каждого элемента в таблице Менде-леева есть свой порядковый номер. Этот номер соответствует заряду ядра атома элемента.

Рассмотрим периодичность изменения свойств атомов элементов в зависимости от порядкового номера:

• радиус атомов: в периоде слева направо радиус атома уменьшается. В группе сверху вниз радиус атома увеличивается.

• валентность: в периоде с увеличением на 1 ед. заряда ядра валентность увеличивается на 1 ед. В груп-пе валентность не меняется.

• электроотрицательность: наиболее электроотрицательные элементы находятся в правом верхнем углу периодической системы.

Рассмотрим периодичность изменения свойств простых веществ в зависимости от порядкового номера:

• металлические и неметаллические свойства: по периоду - слева направо металлы через переходные элементы сменяются неметаллами; в группе - сверху вниз металлические свойства увеличиваются.

• окислительно-восстановительные свойства: в периоде - изменяются от восстановителей до окислите-лей слева направо; в группе - сверху вниз от окислителей до восстановителей.