Вопрос№19. Периодический закон д.И. Менделеева, его физическая сущность.

Открытие Д. И. Менделеевым ПЗ и создание им ПС элементов явилось результатом его длительной и напряженной научной работы. Это было важнейшее открытие после утверждения атомно-молекулярной теории. За первое десятилетие 19в. было открыто 14 новых элементов. Существование такого количества элементов, различных по свойствам, требовало упорядочения и их систематизации. Очень многие ученые занимались поиском закономерностей и внесли определенный вклад.

Во всех этих работах было много общего, были открыты проявления периодичности изменения свойств элементов, в зависимости от их атомного веса. Но не смогли создать единой ПС всех элементов, так как в открытых ими закономерностях многие элементы всё же не имели своего места. Не было сделано и серьезных выводов.

В отличие от них Менделеев обнаружил периодическое изменение свойств элементов с изменением величин их атомных масс, сравнивая между собой несходные естественные группы элементов. В то время были известны галогены, щелочные и щелочно-земельные металлы.

Менделеев выписал и сопоставил элементы этих групп, расположив их в порядке возрастания атомных масс.

Отсюда видно, что резкое изменение свойств при переходе от галогена к щелочным металлам и уменьшение основных свойств, при переходе от щелочного к щелочно-земельному металлу периодически повторяется.

Формы соединений также периодически повторяются:

Все это дало возможность Д.И. Менделееву сформулировать ПЗ:

Свойства простых тел, а также формы и свойства их соединений, находятся в периодической зависимости от их атомных масс.

Менделеев построил ПС, которая объективно отражает ПЗ, а также является графическим изображением ПЗ.

ПЗ открыт 1 марта 1869г.

Вопрос№20. Периодичность в изменении радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательность по периодам и группам.

Изменение некоторых характеристик в периодах слева направо:

• Заряд ядер атомов увеличивается

• Число электронов на внешнем слое атомов увеличивается от 1 до 8

• Радиус атомов уменьшается

• Прочность связи электронов внешнего слоя с ядром увеличивается

• Энергия ионизации увеличивается

• Сродство к электрону увеличивается

• Электроотрицательность увеличивается

• Металлические свойства уменьшаются

• Неметаллические свойства увеличиваются

Изменение некоторых характеристик в группах сверху вниз:

• Число электронов на внешнем слое атомов одинаковое

• Радиус атома увеличивается

• Прочность связи электронов внешнего слоя с ядром уменьшается

• Энергия ионизации уменьшается

• Сродство к электрону уменьшается

• Электроотрицательность уменьшается

• Металлические свойства увеличиваются

• Неметаллические свойства уменьшаются

Вопрос№21. Структура периодической системы. Период, группа, семейства элементов.

Период – это горизонтальный ряд элементов, расположенных по мере возрастания зарядов их ядер, начинающийся элементом, которому соответствует щелочной металл и заканчивающийся элементом, которому соответствует инертный газ.

Всего 7 периодов: 1-3 малые (состоят из одного ряда), 4-7 большие (состоят из двух рядов, 7-ой период незавершенный!!!).

Элементы 2 и 3 периодов Менделеев назвал типическими, так как в них происходит закономерное изменение свойств от щелочного металла через амфотерные к неметаллическим, а затем инертному газу.

В 6 периоде, 3 группы находятся лантаноиды (58-72), обладая общими свойствами, занимают одну клетку.

В 7 периоде, 3 группы находятся актиноиды (89-103).

Группа – это вертикальный ряд ПС, в котором собраны элементы, имеющие в большинстве случаев максимальную валентность, равную номеру группы.

Всего 8 групп, различают главную и побочную подгруппы.

Подгруппой называют совокупность элементов, обладающих сходством не только в высших степенях окисления, но и общими химическими свойствами, зависящие от исходной структуры электронной оболочки их атомов.