2. Классификация химических элементов.

Классификация химических элементов основана на положении эле­мен­тов в периодической системе Д.И. Менделеева, которое определяется характером электронного строения атомов химических элементов. Гра­фи­ческим отражением на плоскости периодической системы химических эле­мен­тов яв­ля­ются различные формы периодических таблиц – например, корот­ко­периодная таблица 1.2. В соответст­вии с прин­ци­пом периодичности таблица сос­­тоит из шести полных и седьмого незавершенного периодов, содержащих со­­ответ­ст­вен­но – 2, 8, 8, 18, 18, 32 и 23 химических элементов. Первые три пе­ри­ода назы­вают малыми, а 4 – 7 – большими пе­риодами.

Распределение эле­мен­тов по периодам при­во­дит к фомированию в пери­о­ди­чес­ких таблицах вер­ти­кальных столбцов, обра­зу­ющих восемь групп. Наличие раз­ного количества эле­ментов в малых и больших периодах приводит к фор­ми­ро­ванию в пределах каждой группы двух подгрупп – главной и побочной, для обоз­начения которых ис­пользуют буквы «А» и «В». Главные подгруппы на­чи­на­ются с элементов 2 пе­­риода, а побочные – с элементов 4 (первого большого) пе­риода. Особое место в периодических таблицах занимают IIIB и VIIIB под­груп­пы. В IIIB подгруппу, наряду со скандием, иттрием, лантаном и актинием, входят два семейства по четырнадцать элементов – лантаноидов и актиноидов. Восьмая группа также содержит «избыточное» количество (12) элементов по­боч­ной VIIIB подгруппы – по три элемента из каждого большого периода.

Таблица 1.2. Короткопериодная таблица периодической системы.

Период	Ряд	Группа
		I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
I	1	H 1s1							He 1s2
II	2	Li3 2s1	Be4 2s2	B5 2s22p1	C6 2s22p2	N7 2s22p3	O8 2s22p4	F9 2s22p5	Ne10 2s22p6
III	3	Na11 3s1	Mg12 3s2	Al13 3s23p1	Si14 3s23p2	P15 3s23p3	S16 3s23p4	Cl17 3s23p5	Ar18 3s23p6
IV	4	K19 4s1	Ca20 4s2	Sc21 3d14s2	Ti22 3d24s2	V23 3d34s2	Cr24 3d54s1	Mn25 3d54s2	Fe26 3d64s2	Co27 3d74s2	Ni28 3d84s2
	5	Cu29 4s13d10	Zn30 4s23d10	Ga31 4s24p1	Ge32 4s24p2	As33 4s24p3	Se34 4s24p4	Br35 4s24p5	Kr36 4s24p6
V	6	Rb37 5s1	Sr38 5s2	Y39 4d15s2	Zr40 4d25s2	Nb41 4d35s2	Mo42 4d55s1	Tc43 4d55s2	Ru44 4d75s1	Rh45 4d85s1	Pd46 4d105s0
	7	Ag47 4d105s1	Cd48 4d305s2	In49 5s25p1	Sn50 5s25p2	Sb51 5s25p3	Te52 5s25p4	I53 5s25p5	Xe54 5s25p6
VI	8	Cs55 6s1	Ba56 6s2	La*57 5d16s2	Hf72 5d26s2	Ta73 5d36s2	W74 5d46s2	Re75 5d56s2	Os76 5d66s2	Ir77 5d76s2	Pt78 5d96s2
	9	Au79 5d106s1	Hg80 5d106s2	Tl81 6s26p1	Ge82 6s26p2	Bi83 6s26p3	Po84 6s26p4	At85 6s26p5	Rn86 6s26p6
VII	10	Fr87 7s1	Ra88 7s2	Ac**89 6d17s2	Rf104 6d27s2	Db105 6d37s2	Sg106 6d47s2	Bh107 6d57s2	Hs108 6d67s2	Mt109 6d87s2	[ ] 110
	11	[ ] 111	[ ] 112

*Лантаноиды

Ce58 4f2 6s2

Pr59 4f3 6s2

Nd60 4f4 6s2

Pm61 4f5 6s2

Sm62 4f6 6s2

Eu63 4f7 6s2

Gd64 4f7 5d1 6s2

Tb65 4f9 6s2

Dy66 4f10 6s2

Ho67 4f11 6s2

Er68 4f12 6s2

Tm69 4f13 6s2

Yb70 4f14 6s2

Lu71 4f14 5d1 6s2

**Астиноиды

Th90 6d2 7s2

Pa91 5f2 6d1 7s2

U92 5f3 6d1 7s2

Np93 4f4 6d1 7s2

Pu94 5f6 7s2

Am95 5f7 7s2

Cm96 5f7 6d1 7s2

Bk97 5f8 6d1 7s2

Cf98 5f10 7s2

Es99 5f11 7s2

Fm100 5f12 7s2

Md101 5f13 7s2

No102 5f14 7s2

Lr103 5f14 6d1 7s2

Элементы главных подгрупп образуют семейство непереходных, а элементы по­бочных подгрупп – семейство переходных элементов. В зависимости от при­ро­ды внешних электронов (табл. 1.2.) непереходные элементы IA и IIA под­групп называют s-элементами, а элементы IIIA-VIIIA подгрупп – р-элемента­ми. Переходные элементы также подразделяются на два подсемейства: акти­но­и­ды и лантаноиды назвают f-элементами, а остальные элементы побочных под­групп – d-элементами. Поскольку в виде простых веществ все переходные элементы являются типичными металлами, то семейство переходных элементов и подсемейства d- и f-элементов часто называют – переходные металлы, d-металлы и f-металлы.

В каждой главной подгуппе элементы второго и третьего периода относятся к типичес­ким непереходным элементам, а элементы 4-7 периодов образуют под­семейство непереходных элементов, называемые по имени элемента чет­вер­того периода. Так, кислород и сера являются типическими элементами VIA под­группы, а селен, теллур и полоний образуют подсемейство селена. Не­пе­ре­ходные эле­мен­ты IA, IIA, VIA, VIIA и VIIIA подгрупп имеют специальные на­звания – щелочные металлы, щелочноземельные металлы, халькогены (рож­да­ющие руды), галогены (рождающие соли) и благородные газы соответствен­но.

Совокупность переходных d-элементов каждой из IB-VIIB подгруппы назы­ва­ют по име­­ни d-элемента четвертого периода: IB – подгруппа меди (Cu, Ag, Au), IIB – под­группа цинка (Zn, Cd, Hg), IIIB - подгруппа скандия (Sc, Y, La, Ac), IVB –под­группа титана (Ti, Zr, Hf, Rf), VB - подгруппа ванадия (V, Nb, Ta, Db), VIB – подгруппа хрома (Cr, Mo, W, Sg), VIIB – подгруппа марганца (Mn, Tc, Re, Bh). Переходные d-элементы VIIIB подгруппы образуют два подсе­мейст­ва: железа (Fe, Co, Ni) и платиновых металлов (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt).

Пример. Классифицируйте следующие химические элементы: Ba, Si, Te, Mo, Rh, Tb, Np.

Решение. Ba – непереходной s-элемент второй группы и шестого периода, под­группа ще­лочноземельных металлов, подсемейство кальция;

Si – непереходной р-элемент четвертой группы и третьего периода, типический элемент IVA подгруппы;

Te – непереходной р-элемент шестой группы и пятого периода, подгруппа халь­ко­генов, подсемейство селена;

Mo – переходной d-элемент шестой группы и пятого периода, подгруппа хрома;

Rh – переходной d-элемент восьмой группы и пятого периода, семейство пла­ти­но­вых металлов;

Tb – переходной f-элемент третьей группы и шестого периода, семейство ланта­но­идов;

Np – переходной f-элемент третьей группы и седьмого периода, семейство ак­ти­ноидов.

Упражнения:

4. Какие химические элементы VII группы относятся: к переходным и не­­пе­реходным элементам и как называются подгруппы непере­ход­ных и переходных элементов? Как называют совокупность сле­дую­щих элементов VIIА подгруппы: фтор и хлор; бром, иод, астат.

5. Классифицируйте следующие химические элементы: Rb, Y, Ta, Be, Sg, In, Ni, C, Pd, As, Sm, O, Am, I, Ne.