Закономерности изменения свойств элементов и их соединений по периодам и группам

Лекция 2

Закон Д.И. Менделеева

Периодическая таблица Д.И. Менделеева

Учимся извлекать из неё важную и нужную информацию.

В ней вы видите строки. Это периоды. Всего их семь. Номер каждого периода показывает количество энергетических уровней, на которых размещаются электроны атома химического элемента. Например, натрий (Na) и магний (Mg) находятся в третьем периоде, значит их электроны размещены на трех энергетических уровнях. Все периоды, за исключением 1 – го берут начало со щелочного металла, и завершаются благородным газом.

Электронная конфигурация:

• щелочного металла - ns1,
• благородного газа - ns2p6, за исключением гелия (Не) - 1s2.

Где n - является номером периода.

Еще видим в таблице вертикальные столбцы – это группы. В одних таблицах вы можете увидеть 18 групп, нумерованных арабскими цифрами. Такая форма таблица называется длинной, она появилась после обнаружения отличий d-элементов от s- и p-элементов.

Но традиционной, созданной Менделеевым является короткая форма, где элементы сгруппированы в 8 групп, нумерованных римскими цифрами:

В дальнейшем мы будем пользоваться уже знакомой и привычной для вас короткой таблицей.

Из номера групп мы узнаем число электронов, образующих химические связи. Они называются валентными. 8 групп подразделены на две подгруппы: главная и побочная.

В главную входят элементы с электронами внешнего уровня s- и p-подуровней. Это подгруппы IА, IIА, IIIА, IVА, VА, VIА, VIIА и VIIIА. Например, алюминий (Al) – элемент главной подгруппы III группы имеет … 3s² 3p¹ валентных электрона.

Элементы, располагающиеся в побочных подгруппах, содержат электроны d - подуровня. Побочными являются группы IБ, IIБ, IIIБ, IVБ, VБ, VIБ, VIIБ и VIIIБ. Например, марганец (Mn) – элемент главной подгруппы VII группы имеет …3d⁵ 4s² валентных электрона.

В короткой таблице s- элементы обозначены красным, p-элементы желтым, d-элементы синим и f-элементы белым цветами.

При перемещении вниз по подгруппе атомные радиусы всех химических элементов начинают расти. Потому что растет количество электронных слоев. Если же перемещаться горизонтально по одному ряду радиус атома уменьшается, потому что увеличивается число электронов на внешнем уровне. Это приводит к увеличению взаимопритяжения электронов и их сжиманию вокруг ядра.

Запомните:

1. В периодах с увеличением порядкового номера мы можем наблюдать:

• увеличение ядерного заряда и уменьшение атомного радиуса;
• увеличение числа внешних электронов;
• увеличение ионизации и электроотрицательности;
• возрастание неметаллических окислительных свойств и убывание металлических восстановительных свойств;
• возрастание кислотности и ослабевание основности гидроксидов и оксидов.
• повышение окислительных свойств элементов и уменьшение восстановительных свойств.

2. В А-группах с увеличением порядкового номера мы можем наблюдать:

• увеличение ядерного заряда и увеличение атомного радиуса;
• уменьшение ионизации и электроотрицательности;
• ослабление неметаллических окислительных свойств и возрастание металлических восстановительных свойств;
• возрастание основности и ослабевание кислотности гидроксидов и оксидов.
• повышение восстановительных свойств элементов и уменьшение окислительных свойств

Но ведь в форме таблицы легче запомнить!

Вспомним химическую терминологию:

Ионизация - это процесс превращения атомов в ионы (положительно заряженные катионы или отрицательно заряженные анионы) во время химической реакции.

Электроотрицательность - это способность атома притягивать электроны другого атома во время химических реакций.

Окисление - процесс передачи электрона атома восстановителя (донора электрона) атому окислителя (акцептору электрона) и увеличение степени окисления атома вещества.

Восстановление – обратный процесс окислению, - процесс приема электрона атома окислителя (акцептора электрона) атомом восстановителя (донором электрона). При этом наблюдается уменьшение степени окисления атома вещества, так как принимает отрицательные частицы.

Кислотность - способность вещества (органического соединения) отдавать протон другим атомам, т. е. быть донором протона.

Основность - способность вещества (органического соединения) принимать протон другого атома, т. е. быть акцептором протона.