6. Классификация химических элементов s-, p -, d- элементы, металлы и неметаллы.

Ввиду значимости внешней электронной оболочки атома различные области периодической таблицы иногда описываются как блоки, именуемые в соответствии с тем, на какой оболочке находится последний электрон.К s-элементам относят элементы IA-группы – щелочные металлы. Электронная формула валентной оболочки атомов щелочных металлов ns1. Устойчивая степень окисления равна +1. Элементы IА-группы обладают сходными свойствами из-за сходного строения электронной оболочки. При увеличении радиуса в группе Li-Fr связь валентного электрона с ядром слабеет и уменьшается энергия ионизации. Атомы щелочных элементов легко отдают свой валентный электрон, что характеризуют их как сильные восстановители. Восстановительные свойства усиливаются с возрастанием порядкового номера.К p-элементам относятся 30 элементов IIIA-VIIIA-групп периодической системы; p-элементы расположены во втором и третьем малых периодах, а также в четвертом—шестом больших периодах. Элементы IIIА-группы имеют один электрон на p-орбитали. В IVА-VIIIА-группах наблюдается заполнение p-подуровня до 6 электронов. Общая электронная формула p-элементов ns2np6. В периодах при увеличении заряда ядра атомные радиусы и ионные радиусы p-элементов уменьшаются, энергия ионизации и сродство к электрону возрастают, электроотрицательность увеличивается, окислительная активность соединений и неметаллические свойства элементов усиливаются. В группах радиусы атомов увеличиваются. От 2p-элементов к 6p-элементам энергия ионизации уменьшается. Усиливаются металлические свойства p-элемента в группе с увеличением порядкового номера.К d-элементам относятся 32 элемента периодической системы IV–VII больших периодов. В IIIБ-группе у атомов появляется первый электрон на d-орбитали, в последующих Б-группах d-подуровень заполняется до 10 электронов. Общая формула внешней электронной оболочки (n-1)dansb, где a=1?10, b=1?2. С увеличением порядкового номера свойства d-элементов изменяются незначительно. У d-эле-ментов медленно происходит возрастание атомного радиуса, также они имеют переменную валентность, связанную с незавершенностью предвнешнего d-электронного подуровня. В низших степенях окисления d-элементы обнаруживают металлические свойства, при увеличении порядкового номера в группах Б они уменьшаются. В растворах d-элементы с высшей степенью окисления обнаруживают кислотные и окислительные свойства, при низших степенях окисления – наоборот. Элементы с промежуточной степенью окисления проявляют амфотерные свойства. Металличность / неметалличность. В соответствии с закономерностями для упомянутых характеристик, наиболее ярко выраженные металлы располагаются в начале периода, а неметаллы — в его конце. В группах, напротив, по мере движения сверху вниз металлические свойства усиливаются, хотя и с некоторыми исключениями из общего правила. Сочетание горизонтальных и вертикальных закономерностей придает условной разделительной линии между металлами и неметаллами ступенчатый вид; расположенные вдоль этой линии элементы иногда определяются как металлоиды. Металл - это элемент, который имеет небольшое количество внешних электронов и с готовностью отдает их. Все металлы (кроме ртути) тверды при нормальных условиях. Однако твёрдость их различна. Неметаллы имеют большее (по сравнению с металлами) количество внешних электронов. Они обладают способностью присоединять дополнительные электроны. В свободном виде при комнатной температуре ряд из них газы, другие - твердые и один - жидкий.

s- : электронная оболочка, включающая в себя первые два слоя s-электронов. Эти элементы включают в себя щелочные металлы, щелочноземельные металлы, водород и гелий. Эти элементы отличаются тем, что в невозбужденном состоянии высокоэнергетичный электрон находится на s-орбитали. Исключая водород и гелий, эти электроны очень легко переходят и формируются в позитивные ионы при химической реакции. Конфигурация гелия химически весьма стабильна, благодаря этому свойству, его объединяют с инертными газами.

p - : электронная оболочка атомов, валентные электроны которых с наивысшей энергией занимают p-орбиталь. P-неметаллы — это, как правило, высокореакционные вещества, имеющие сильную электроотрицательность, p-металлы — умеренно активные металлы, причём их активность повышается к низу таблицы химических элементов.

d- : электронная оболочка атомов, валентные электроны которых с наивысшей энергией занимают d-орбиталь. Элементы данного блока заполняют d-оболочку d-электронами, которая у элементов начинается s2d1 (третья группа) и заканчивается s2d10 (двенадцатая группа). Однако существуют некоторые нарушения в этой последовательности, например, у хрома s1d5 (но не s2d4) вся одиннадцатая группа имеет конфигурацию s1d10 (но не s2d9).

Металлы - группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск (больше сего - 38 в группе переходных металлов).

Неметаллы - химические элементы с типично неметаллическими свойствами, которые занимают правый верхний угол Периодической системы. Характерной особенностью неметаллов является большее число электронов на внешнем энергетическом уровне их атомов. Это определяет их большую способность к присоединению дополнительных электронов, и проявлению более высокой окислительной активности, чем у металлов. (водород, гелий, хлор, бром, йод, азот).

7. Образование Вселенной и образование химических элементов Начало Вселенной описывается так называемой Планковской эпохой время от 0 до 10^-43 секунд от Большого Взрыва, когда вещество Вселенной находилось в экстремальных условиях, а именно имело планковскую энергию (10^19 ГэВ), планковский радиус (10^−35 м), планковскую температуру (10^32 К) и планковскую плотность (10^97 кг/м³). В этот столь короткий промежуток времени Вселенная состояла из кварк-глюонной плазмы.

Однако уже через 10^−36 секунд температура Вселенной упала достаточно для того, чтобы сформировались протоны и нейтроны, которые в свою очередь, сталкиваясь, образовывали ядра первых атомов, а именно изотопы водорода, которые в свою очередь превращались в ядра изотопов гелия. Температура новой Вселенной продолжала падать, и атомы уже находились в устойчивом состоянии, но спустя примерно 17 минут энергии для реакции термоядерного синтеза было уже недостаточно и первый процесс образования материи из элементарных частиц завершился. Но сформированного за столь, кажется, короткое время вещества, которое распределилось по всей расширяющийся Вселенной, было достаточно для образования всего известного нам водорода и большей части гелия, из которых в последствии будут состоять звезды, являющиеся настоящими генераторами всех остальных элементов Образование химического элемента — водорода

По мере того, как Вселенная расширялась, остывала и становилась менее плотной, появлялись какие-то частицы. Грубо говоря, каждой массе частицы, мы можем сопоставить энергию по формуле E=mc2. Каждой энергии мы можем сопоставить температуру и когда температура падает ниже этой критичной энергии, частица может становиться стабильной и может существовать.

Соответственно Вселенная расширяется, остывает и из таблицы Менделеева первым естественно появляется водород. Потому что это просто протон. То есть появились протоны, и мы можем сказать, что появился водород. В этом смысле Вселенная на 100%состоит из водорода, плюс тёмное вещество, плюс тёмная энергия, плюс многое излучения. Но из обычного вещества есть только водород. Появляются протоны, начинают появляться нейтроны. Нейтроны немножечко тяжелее протонов и это приводит к тому, что нейтронов появляется немножко меньше. Чтобы какие-то временные факторы в голове были, мы говорим ещё о первых долях секунды жизни Вселенной.

Появились протоны и нейтроны, вроде бы горячо и плотно. И с протонаи нейтронаможно начать термоядерные реакции, как в недрах звёзд. Но на самом деле, ещё слишком горячо и плотно. Поэтому надо чуть-чуть подождать и где-то с первых секунд жизни Вселенной и до первых минут. Есть книжка Вайнберга известная, называется «Первые три минуты» и она посвящена вот этому этапу в жизни Вселенной.