6

6

Периодическая система химических элементов (все самостоятельно)

1. Периодический закон

2. Строение периодической системы

3. Строение атома и Периодический закон

4. Валентность элементов и периодическая система

5. Свойства элементов и периодическая система

5.1. Металлы и неметаллы

5.2. Кислотно-основные свойства элементов.

1. Периодический закон

К середине XIX в. число известных химических элементов возросло настолько (достигло 63), что возникла потребность их упорядочения.

В 1864 г. немецкий химик Мейер опубликовал таблицу 27 элементов, расположенных по возрастанию их относительных атомных масс и сгруппированных по их валентности. Остальные известные элементы Мейер не смог включить в эту таблицу по той причине, что для этих элементов не были установлены либо точные значения их относительных атомных масс, либо точные значения валентности.

История развития химии показала, что Мейер был на правильном пути в своих попытках классифицировать элементы. В сущности правильной была выбранная им и единственная в то время для всех химических элементов общая их характеристика (физическая величина) — масса.

В 1869 г. русский ученый Д. И. Менделеев составил таблицу, включающую большинство известных элементов, в которой элементы были сгруппированы в нескольких горизонтальных рядах так, что вертикальные столбцы включали элементы, сходные по химическим свойствам. Эта таблица, которую Менделеев назвал системой элементов, сегодня называется Периодической системой химических элементов. Кроме того, им был открыт и сформулирован фундаментальный закон природы — закон периодичности. Это основной химический закон, который называется Периодическим законом.

Современная формулировка Периодического закона такова: свойства элементов находятся в периодической зависимости от их порядкового номера.

За основу классификации элементов Менделеев, как и Мейер, принял массу, но при этом Менделеев не рассматривал массу как единственную характеристику элемента. В современной формулировке Периодического закона отражается зависимость свойств элементов от порядкового номера элемента, т. е. от заряда ядра атомов, поскольку именно величина заряда однозначно характеризует химический элемент. Не менее важным был учет Менделеевым химических свойств элементов, именно эти свойства для некоторых элементов оказались решающими при выборе места данного элемента в таблице. В наши дни открытие Менделеева блестяще подтвердилось, все новые элементы, как обнаруженные в природе, так и синтезированные искусственно, занимают свое естественное место в Периодической системе.

2. Строение периодической системы

Из различных способов представления Периодической системы химических элементов, которые используются в науке, основными и наиболее распространенными являются короткопериодная форма и длиннопериодная форма. Они взаимно дополняют друг друга и в целом идентичны.

Периодическая система содержит семь периодов (1—7) — горизонтальных последовательностей элементов, расположенных по возрастанию порядкового номера. В системе длиннопериодной формы каждому периоду соответствует одна горизонталь, а в системе короткопериодной формы период, начиная с четвертого, разделен примерно пополам. Так, четвертый период в короткопериодной форме состоит из одной горизонтали, включающей элементы калий — никель, и второй горизонтали с элементами от меди до криптона.

Каждый период содержит определенное число элементов:

1 период (1 малый период) —2 элемента

2 период (2 малый период) — 8 элементов

3 период (3 малый период) — 8 элементов

4 период (1 большой период) — 18 элементов

5 период (2 большой период) — 18 элементов

6 период (3 большой период) — 32 элемента

7 период (4 большой период) — не закончен (пока 23 элемента)

Вертикальные столбцы в Периодической системе называются группами элементов. Группа — вертикальная последовательность элементов в Периодической системе, обладающих однотипной электронной конфигурацией атомов и сходными химическими свойствами.

Периодическая система включает 16 групп. В короткопериодном варианте группы, содержащие 5 элементов (или более), называются главными, а остальные группы (начинающиеся с 4 периода) — побочными.

В короткопериодном варианте главная группа и отвечающая ей по месторасположению побочная группа отмечаются номерами групп (римские цифры) от I до VIII. В длиннопериодном варианте главные группы обозначаются римской цифрой и буквой А—1А — VIПА, а побочные группы римской цифрой и буквой Б — 1Б — VШБ. Этими обозначениями удобно пользоваться ввиду их краткости,

Элементы некоторых групп получили собственные групповые названия:

Элементы 1А группы (Li — Fг) — щелочные элементы.

Элементы IIА группы (Са — Rа) — щелочноземельные элементы.

Элементы VIА группы (О — Ро) — халькогены.

Элементы VПА группы (F — Аt) — галогены.

Элементы УПIА группы (Не — Rn) — благородные газы.

Элементы ПIБ группы (Lа — Lu) — лантаноиды.

Элементы IПБ группы (Ас — Lr) — актиноиды.

Среди элементов VШБ группы, разделенной на триады (Fе—Со—Ni, Ru—Rh—Рd, Оs—Ir—Рt) различают семейство железа (Fе—Со—Ni) и семейство платины (две остальные триады).

В Периодической системе любой формы для каждого элемента указывается его символ и порядковый номер, а если позволяет место, то приводится название элемента и значение относительной атомной массы. Координатами положения элемента в Периодической системе являются номер периода и номер группы: например, элемент с координатами 3, VIА — это элемент сера с порядковым номером 16.