Периодический закон Д.И. Менделеева

Заказать работу

Физический смысл химической периодичности."Свойства элементов, а потому и образуемых ими простых и сложных тел (веществ), стоят в периодической зависимости от их атомного веса".

Современная формулировка:

"свойства химических элементов (т.е. свойства и форма образуемых ими соединений) находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов химических элементов".

Физический смысл химической периодичности.

Периодические изменения свойств химических элементов обусловлены правильным повторением электронной конфигурации внешнего энергетического уровня (валентных электронов) их атомов с увеличением заряда ядра.

Графическим изображением периодического закона является периодическая таблица. Она содержит 7 периодов и 8 групп.

Период - горизонтальные ряды элементов с одинаковым максимальным значением главного квантового числа валентных электронов. Номер периода обозначает число энергетических уровней в атоме элемента. Периоды могут состоять из 2 (первый), 8 (второй и третий), 18 (четвертый и пятый) или 32 (шестой) элементов, в зависимости от количества электронов на внешнем энергетическом уровне. Последний, седьмой период незавершен. Все периоды (кроме первого) начинаются щелочным металлом (s-элементом), а заканчиваются благородным газом (ns2 np6).

Металлические свойства рассматриваются, как способность атомов элементов легко отдавать электроны, а неметаллические - присоединять электроны из-за стремления атомов приобрести устойчивую конфигурацию с заполненными подуровнями. Заполнение внешнего s- подуровня указывает на металлические свойства атома, а формирование внешнего p- подуровня - на неметаллические свойства. Увеличение числа электронов на p- подуровне (от 1 до 5) усиливает неметаллические свойства атома. Атомы с полностью сформированной, энергетически устойчивой конфигурацией внешнего электронного слоя (ns2 np6) химически инертны.

В больших периодах переход свойств от активного металла к благородному газу происходит более плавно, чем в малых периодах, т.к. происходит формирование внутреннего (n - 1) d- подуровня при сохранении внешнего ns2 - слоя. Большие периоды состоят из четных и нечетных рядов.

У элементов четных рядов на внешнем слое ns2 - электроны, поэтому преобладают металлические свойства и их ослабление с ростом заряда ядра невелико; в нечетных рядах формируется np- подуровень, что объясняет значительное ослабление металлических свойств.

Группы - вертикальные столбцы элементов с одинаковым числом валентных электронов, равным номеру группы. Различают главные и побочные подгруппы.

Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов, валентные электроны которых расположены на внешних ns- и np- подуровнях.

Побочные подгруппы состоят из элементов только больших периодов. Их валентные электроны находятся на внешнем ns- подуровне и внутреннем (n - 1) d- подуровне (или (n - 2) f- подуровне).

В зависимости от того, какой подуровень (s-, p-, d- или f-) заполняется валентными электронами, элементы периодической системы подразделяются на: s- элементы (элементы главной подгруппы I и II групп), p- элементы (элементы главных подгрупп III - VII групп), d- элементы (элементы побочных подгрупп), f- элементы (лантаноиды, актиноиды).

В главных подгруппах сверху вниз металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают. Элементы главных и побочных групп сильно отличаются по свойствам.

Номер группы показывает высшую валентность элемента (кроме O, F, элементов подгруппы меди и восьмой группы).

Общими для элементов главных и побочных подгрупп являются формулы высших оксидов (и их гидратов). У высших оксидов и их гидратов элементов I - III групп (кроме бора) преобладают основные свойства, с IV по VIII - кислотные.

Группа I II III IV V VI VII

VIII
(кроме инертных газов)

Высший оксид

Э2О

ЭО

Э2О3

ЭО2

Э2О5

ЭО3

Э2О7

ЭО4

Гидрат высшего оксида ЭОН

Э(ОН)2

Э(ОН)3

Н2ЭО3

Н3ЭО4

Н2ЭО4

НЭО4

Н4ЭО4

 Для элементов главных подгрупп общими являются формулы водородных соединений. Элементы главных подгрупп I - III групп образуют твердые вещества - гидриды (водород в степени окисления - 1), а IV - VII групп - газообразные. Водородные соединения элементов главных подгрупп IV группы (ЭН4) - нейтральны, V группы (ЭН3) - основания, VI и VII групп (Н2Э и НЭ) - кислоты.

От положения элементов в периодической системе зависят свойства атома, связанные с его электронной конфигурацией: атомный радиус - по периоду слева направо уменьшается, а в подгруппе сверху вниз возрастает; энергия ионизации - по периоду возрастает, а в подгруппе уменьшается; электроотрицательность - по периоду увеличивается, а в подгруппе уменьшается.

По положению элемента в периодической системе можно прогнозировать его основные свойства как средние всех его соседей:

Пример:

На основании периодической таблицы охарактеризуйте химический элемент с порядковым номером 21.

Для характеристики химического элемента по периодической системе Д.И.Менделеева следует рассмотреть:

1. Положение в периодической таблице (порядковый номер; период, ряд; группа, подгруппа; атомная масса).

2. Строение атома (заряд ядра; состав ядра - количество протонов p11, нейтронов n01 и электронов e; число энергетических уровней и подуровней; написать формулу электронной конфигурации; квантовые ячейки; по числу и характеру валентных электронов определить тип элемента).

3. Формулы и химический характер соединений (высшего оксида и гидроксида; водородных соединений).

4. Сравнить с соседями (по периоду, по группе).

a) Порядковый номер элемента Z = 21 обозначает: заряд ядра атома элемента (скандия): 6521Sc - +21; число протонов p11: 21Sc - 21 p11; число электронов e: 21Sc - 21e; число нейтронов n01 = Ar - Z = 65 - 21 = 44 - 44n10

Формула состава атома:

6521Sc (

21p11; 44n10

; 21e)
состав ядра

 Скандий находится в IV периоде; номер периода обозначает число энергетических уровней - 4. Скандий расположен в побочной подгруппе. Следовательно, его валентные электроны будут находится на 4s- и 3d-подуровнях.

Электронная формула скандия:

21Sc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2

[Ar]

или в виде сокращенной записи: [Ar] 3d14s2

Электронная формула в виде квантовых ячеек:

21Sc [Ar]

 Скандий - d- элемент. Электронное строение атома заканчивается s- электронами, поэтому элемент будет проявлять металлические свойства.

Формула высшего оксида - Sc2O3, гидроксида - Sc(OH)3 обладают слабыми основными свойствами. Соединений с водородом не образует.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://schoolchemistry.by.ru/

Другие материалы

  • Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева. Периодический закон
  • ... Предпосылки Конечно, начиная рассказывать об открытиях гениального ученого, нельзя не осветить главное открытие Д.И. Менделеева – Периодический закон. Ко времени открытия Периодического закона было известно 63 химических элемента, описаны состав и свойства их многочисленных химических соединений ...

  • Менделеев и Периодический закон
  • ... теллур попадал бы в группу галогенов, а иод становился родственником селена Se. Самое же важное в открытии Периодического закона - предсказание существования еще не открытых химических элементов. Под алюминием Al Менделеев оставил место для его аналога "экаалюминия", под бором B - для & ...

  • Периодическая система элементов. Периоды, группы, подгруппы. Периодический закон и его обоснование
  • ... них входят элементы периодов, начиная с четвёртого. В главных подгруппах сверху вниз металлические свойства усиливаются, а не металлические свойства ослабляются. Все элементы побочных подгрупп являются металлами. 2.4 Периодический закон и его обоснование Периодический закон позволил привести ...

  • Периодическая система элементов Менделеева
  • ... в заполнении электронами энергетических уровней. Главную подгруппу составляют s- и р-элементы, а побочную подгруппу — d и f-элементы. Например в IV группу Периодической системы элементов входят следующие элементы: Главная подгруппа (подгруппа углерода) Побочная подгруппа (подгруппа титана ...

  • Периодическая система элементов и история ее создания
  • ... оказал огромное влияние на развитие знаний о строении атома, о природе веществ. периодический закон менделеев История открытия периодического закона и периодической системы Первые попытки классификации элементов относятся к концу 18-началу 19 вв. Особенно же богат работами в этой области ...

  • Исследование возможности наполнения темы "Элементы II группы периодической системы Д.И. Менделеева" прикладным и экологическим содержанием посредством проведения интегрированных уроков
  • ... выращенные и полученные при соблюдении необходимых условий, обычно характеризуются допустимым содержанием ртути [17]. Глава III. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕМЕНТЫ II ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И.Менделеева» Эксперимент начался со знакомства с ученическим коллективом. При этом для ...

  • Работа Д.И. Менделеева по развитию метрологии в России
  • ... . На посту управляющего Главной палаты мер и весов Менделеев оставался до конца своих дней. Заключение   Говоря о роли Д.И. Менделеева в развитии метрологии в России, хочется вспомнить слова Л.А. Чугаева. В своем очерке он писал: "Он умел быть философом в химии, в физике и в других ...

  • Развитие химии в XIX веке. Периодическая система химических элементов
  • ... до перехода к изучению более сложных теорий необходим исторический анализ идей и постулатов периодической классификации. 2. Периодическая система элементов Не считая попыток Лавуазье и его школы дать классификацию элементов на основе критерия аналогии в химическом поведении, первая попытка ...

  • История открытия и подтверждения периодического закона Д.И. Менделеева
  • ... свойства неоткрытых ещё элементов. Д.И. Менделеев на протяжении многих лет боролся за признание Периодического закона; его идеи получили признание только после того, как были открыты предсказанные Менделеевым элементы: галлий (П. Лекок де Буабодран, 1875), скандий (Л. Нильсен, 1879) ...

  • Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева на основе представлений о строении атома
  • ... Мозле современная формулировка периодического закона следующая: свойство элементов, а так же формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.   Связь периодического закона и периодической системы со строением атомов. Итак, главной ...

  • Периодический закон Д.И. Менделеева в свете синергетической теории информации
  • ... функции систем электронных подоболочек атомов. Обобщая проведенный краткий анализ структурной организации электронных систем атомов химических элементов, периодическому закону Д.И. Менделеева можно дать следующую интерпретацию: периодичность изменения свойств химических элементов является отражением ...

  • Загадка новодевичьего кладбища (внучка Д.И. Менделеева)
  • ... воссоздана по трем старым фрагментальным фотографиям. Но простояв 37 лет, это сооружение сгорело в 1919 году. В музее нам дали книгу, в которой мы нашли, что на самом деле была внучка Менделеева.Наталья Алексеевна Трирогова родилась в 1894г. И скончалась в 1951г.В зиму 1878 года Ольга Дмитриевна ...

  • Современная форма таблицы Менделеева
  • ... (+0) групп „типических“ элементов, подгрупп (иногда и рядов) и периодов элементов. В современной зарубежной литературе эта форма таблицы заменена длинной формой. б) Длинная (реже называемая длиннопериодной или полудлинной) форма таблицы. Она была утверждена ИЮПАК в 1989 году, состоит из 18 групп, ...

  • Строение атома. Есть ли предел таблицы Менделеева?
  • ... несущей в себе почти всю массу атома и обладающей положительным зарядом. При этом число элементарных зарядов оказалось пропорциональным атомному весу. В 1913 г. Ван ден Брук показал, что заряд ядра совпадает с номером элемента в таблице Менделеева. В том же1913 г. Ф. Содди и К. Фаянс пришли закону ...

  • Жизнь и деятельность Д.И.Менделеева
  • ... . Здесь зародилась страсть Д.И.Менделеева к химии, были выполнены им первые научные работы и определился жизненный путь. Окончив институт с золотой медалью, Д.И.Менделеев два года учительствовал, а затем и вёл курс химии в Петербургском университете. Важным событием в его жизни была командировка ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info