7. Строение атомов химических элементов и закономерности в изменении их свойств на примере: а) элементов одного периода; б) элементов одной главной подгруппы. Изотопы.

Резерфорд в 1911г. Предложил следующую схему строения атома, получившую название ядерной модели атома. Атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена преобладающая часть массы атома и вращающихся вокруг него электронов.

Положительный заряд ядра нейтрализуется суммарным отрицательным зарядом электронов, поэтому атом в целом электронейтрален. Заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента в периодической таблице. Атомные ядра состоят из протонов р и нейтронов n. Протон-элементарная частица, обладающая массой 1,0728 а.е.м. и положительным зарядом равным по абсолютной величине заряду электрона. Нейтрон также представляет собой элементарную частицу, но не обладающую электрическим зарядом. Масса нейтрона равна 1,00867 а.е.м. Между образующими ядро частицами действуют два вида сил: электростатические силы отталкивания протонов и ядерные силы, действующие между протонами и нейтронами.

Атомы, обладающие одинаковым зарядом ядра, но разным числом нейтронов, называются изотопами. Для обозначения изотопов пользуются обычными символами элементов, добавляя к ним слева вверху индекс, указывающий массовое число изотопа.

Порядковый номер химического элемента показывает численное значе­ние заряда его ядра (т.е. число протонов в ядре), а также общее число элек­тронов, движущихся около ядра.

Каждый следующий по порядку атом имеет на один протон больше в своем ядре и на один электрон больше в своей электронной оболочке. При движении по периоду слева направо с ростом заряда ядра атома уменьшается его размер и возрастает энергия связи электронов с ядром. Это проявля­ется в том, что металличность элемента (способность отдавать свои валент­ные электроны) снижается, и одновременно возрастает стремление атома к присоединению электронов (т.е. его неметалличность).

В 4-м периоде эта закономерность наблюдается от калия до брома. Электронные формулы некоторых элементов из этого периода:

₊₁₉ К 1s²2s²2р⁶3s²Зр⁶Зd⁰4s¹(самый активный металл 4-го периода)

₊₃₂ Ge 1s²2s²2р⁶3s²Зр⁶Зd¹⁰4s²4p² (амфотерный элемент)

₊₃₅ ,Вг 1s²2s²2р⁶3s²Зр⁶Зd^l04s²4р⁵ (самый активный неметалл 4-го периода)

₊₃₆ Кr 1s²2s²2р⁶3s²Зр⁶Зd^l04s²4р⁶ (благородный газ) "

(подчеркнуты валентные электроны)

Постепенное заполнение электронами внешнего энергетического уров­ня закономерно меняет свойства атома от металлических к неметалличе­ским. Снижается восстановительная и возрастает окислительная способ­ность атомов.

В группах сверху вниз с ростом размера атома осла6евает энергия связи его электронов с ядром, т.е. растет восстановительная способность атома (металличность), а снизу вверх усиливается окислительная способность.

Например, такая закономерность видна в IV А - группе:

от металла свин­ца (РЬ) к неметаллу углероду (С).

В группах объединены элементы, имеющие сходное строение атома "на уровне внешнего электронного слоя. Так, и у атома углерода, и у атома свинца внешняя электронная оболочка содержит четыре электрона (два s- и два р-электрона).

₊₆ C 1s²2s²2p²

₊₈₂ Pb …6s²6p²

В периоде характер оксидов элементов меняется от основного (К₂О, СаО) к кислотному (SеОз), а в группах сверху вниз ослабевает кислотный характер оксидов.