14. Периодический закон д.И. Менделеева. Структура периодической системы.

Учение о строении атомов вскрыло глубокий физический смысл периодического закона.

Главной характеристикой атома является положительный заряд ядра. Это более общая и точная характеристика атома, а значит, и элемента. Заряд ядра определяет число электронов в электронной оболочке атома, ее строение, а тем самым все свойства элемента и его положение в периодической системе. В связи с этим претерпела изменение и формулировка закона.

Современная формулировка периодического закона Д. И. Менделеева такова:

Свойства химических элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов.

Структура периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Периодическая система состоит из 7 периодов и 8 групп. ( 1ый период – сверхмалый, 2-3-малые, 4-5-большие,6- сверхбольшой, 7 – незавершённый). Порядковый номер элемента в периодической системе равен заряду ядра, или количеству протонов в нем, а также количеству электронов в оболочке нейтрального атома. Период –горизонтальный ряд элементов с одинаковым значение n. Каждый период начинается типичным металлом и завершается благородным газом.

Принадлежность элементов к группам и деление их на подгруппы зависит от структуры двух внешних слоев. В соответствии с количеством электронов в этих слоях элементы периодической системы разделены на 8 групп. Номер группы совпадает с числом валентных электронов элемента. Валентными являются в первую очередь ns- и np-электроны (n – номер внешнего электронного слоя), а затем (n–1)d-электроны.

15. Связь электронных структур атомов с их положением в периодической системе. Причины периодичности. Валентные электроны для атомов s-, p-, d- и f-элементов.

Теория строения атомов объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительных зарядов атомных ядер от 1 до 107 обусловливает периодическое повторение строения внешнего энергетического уровня. А поскольку свойства элементов в основном зависят от числа электронов на внешнем уровне, то и они периодически повторяются. В этом физический смысл периодического закона. (Причина периодичности свойств элементов, как показал Бор, заключалась в периодическом повторении строения внешнего электронного уровня атома.)

В свете учения о строении атомов становится обоснованным разделение Д. И. Менделеевым всех элементов на семь периодов. Номер периода соответствует числу энергетических уровней атомов, заполняемых электронами. Поэтому s-элементы имеются во всех периодах, р-элементы — во втором и последующих, d-элементы — в четвертом и последующих и f-элементы — в шестом и седьмом периодах.

Легко объяснимо и деление групп на подгруппы, основанное на различии в заполнении электронами энергетических уровней.

У элементов главных подгрупп заполняются или s-подуровни (это s-элементы), или р-подуровни (это р-элементы) высших уровней. У элементов побочных подгрупп заполняется d-подуровень второго снаружи уровня (это d-элементы). У лантаноидов и актиноидов заполняются соответственно 4f- и 5f-подуровни (это f-элементы). Таким образом, в каждой подгруппе объединены элементы, атомы которых имеют сходное строение внешнего электронного уровня. При этом атомы элементов главных подгрупп содержат на внешних уровнях число электронов, равное номеру группы. В побочные же подгруппы входят элементы, атомы которых имеют на внешнем уровне по одному или по два электрона. Различия в строении обусловливают и различия в свойствах элементов разных подгрупп одной группы.

Каждый период начин. с s-элементов – это эл-ы, у к-ых заполняется s-подуровень внешнего энергетического уровня. ns^1-2 – валентные электроны

p-элементы ns²np^1-6 – валентные электроны

В больших периодах м/у s и p элементами нах. d – элементы (это эл-ы, у к-ых заполняется d- подуровень предвнешнего энергетического уровня, при заполнении s-подуровня внешнего эн. уровня) . (n-1)d^1-10ns² – валентные электроны

f-элементы – у них заполняется f-подуровень 3его снаружи энергетического уровня при заполненном одним электроном d-подуровня предвешнего эн. уровня и заполненном 2мя электронами s-подуровня внешнего эн. уровня. (n-2)f^1-14(n-1)d¹ns² – валентные электроны.