Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Периодическая система элементов представляет собой графическое отображение периодического закона. Существует более 200 систем.




Рассмотрим структуру короткопериодической системы, предложенной Д.И. Менделеевым.

Структура периодической системы

 

7 периодов: три периода малых, четыре - больших, один - незаконченный. 8 групп, которые делятся на главные и побочные подгруппы.

Для рассмотрения характеристики свойств элементов в периодах и группах необходимо учитывать строение электронной оболочки атомов, особенно структуру внешних слоев, а также заряд и радиус атома.

 

ПЕРИОДЫ

 

1, 2 и 3-й периоды - малые. Рассмотрим их структуру на примере третьего периода.

Строение электронных оболочек атомов элементов 3-го периода:

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1

12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 металлы

13Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

14Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2

15P 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 неметаллы

16S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

 

18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 инертный газ.

Как видно из строения электронных оболочек, период начинается элементом, у которого заполняется s - подуровень, первым стоит металл Na, на внешнем слое у него 1 электрон. Это активный металл. Далее идет заполнение s - и р - подуровней, с изменением числа электронов внешнего слоя уменьшаются металлические свойства. Начиная с кремния, появляются неметаллы. Период завершается инертным газом аргоном, у которого на внешнем слое 8 электронов.

Заполнение электронных оболочек элементов малых периодов начинается с s – подуровня и заканчивается р – подуровнем.

Число элементов в периодах определяется числом электронов заполняемых подуровней.

В первом энергетическом уровне возможен только один 1s – подуровень, поэтому первый период содержит два элемента.

Во 2-м и 3-м периодах по 8 элементов, так как заполняются s - и р - подуровни (s2 и р6).

Таким образом, период начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом, так как идет заполнение только внешнего слоя, который определяет свойства элементов.

4, 5, 6 периоды – большие, 7 – незаконченный, они сложнее: кроме s – и р – элементов в их состав могут входить d – и f – элементы. Рассмотрим структуру 4-го большого периода. Строение электронных оболочек атомов элементов этого периода:

 

19К 1s2 2s26 3s2 3p6 3d 4s1

20Ca 1s2 2s26 3s2 3p6 3d 4s2

21Sc 1s2 2s26 3s2 3p6 3d1 4s2

22Ti 1s2 2s26 3s2 3p6 3d2 4s2

23V 1s2 2s26 3s2 3p6 3d3 4s2

Металлы

26Fe 1s2 2s26 3s2 3p6 3d6 4s2

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30Zn 1s2 2s26 3s2 3p6 3d10 4s2

31Ja 1s2 2s26 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1

 
 


33As 1s2 2s26 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3

Неметаллы

35Br 1s2 2s26 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5

 

36Kr 1s2 2s26 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 инертный газ.

Формирование 4-го периода начинается также с s-подуровня и заканчивается р-подуровнем. Кроме того, внутри слоя идёт заполнение 3d-подуровня, у которого имеется d10 - электронов, поэтому число элементов в периоде увеличивается на 10, т. е. всего 18 элементов (s - 2ē, p - 6ē, d - 10 ē). Период начинается щелочным металлом калием и заканчивается инертным газом криптоном.

В 5-м периоде идёт заполнение 5s-, 5p- и 4d-подуровней, в периоде также 18 элементов. Период начинается щелочным металлом рубидием и заканчивается инертным газом ксеноном.

В 6-м периоде идет заполнение 6s-, 6р-подуровней. Внутренние слои имеют на 5d-подуровне 10 электронов и на 4f-подуровне - 14 электронов. Таким образом, число элементов увеличивается за счет заполнения 4-го подуровня на 14 элементов. Всего в периоде 32 элемента.

В 7-периоде идет заполнение 7s-подуровня, появляются элементы, у которых заполняется 5f- подуровень. Период не закончен.

В 6 и 7 периодах появляется новый внутренний f- подуровень. Элементы, у которых он заполняется, вынесены за пределы периода и относятся к семействам лантаноидов и актиноидов по названию элементов, с которых начинается их формирование. Это редкоземельные металлы со сходными свойствами.

Таблица 4

Строение периодической системы

 

Период Типы элементов Количество элементов
I II III IV V VI VII s1 – s2 s1 – s2; p1 – p6 s1 – s2; p1 – p6 s1 – s2; d1 – d10; p1 – p6 s1 – s2; d1 – d10; p1 – p6 s1 – s2; d1; f1 – f14; d2 - d10; p1 – p6 s1 – s2; d1; f1 – f14; d2 – d9

Под свойствами элементов понимают способность их отдавать или принимать электроны. В зависимости от этого элементы подразделяются на металлы и неметаллы, восстановители и окислители.

Свойства элементов зависят от числа электронов внешнего слоя, заряда ядра и радиуса атома. Поэтому изменение свойств элементов и их соединений в периодах слева направо необходимо рассматривать в зависимости от изменения перечисленных параметров.

Итак, в периодах слева направо происходит увеличение заряда ядра, рост числа электронов внешнего слоя и уменьшение радиуса (уменьшение радиуса атома происходит за счет электронного сжатия, т.е. усиленного притяжения электронов к ядру). При этом происходит уменьшение металлических свойств и нарастание неметаллических, усиление окислительных свойств и ослабление восстановительных.

В малых периодах изменение свойств происходит быстро. Так, в третьем периоде Na, Mg – металлы, Al – амфотерный, а начиная с кремния, усиливаются неметаллические свойства, т. е. способность принимать электроны, следовательно, и окислительные свойства растут. Восстановительные свойства ослабевают, потому что усиливается притяжение к ядру, элементы труднее отдают электроны.

В больших периодах изменение свойств происходит аналогично, но более постепенно, т. к. в больших периодах есть группы d- и f- элементов, у которых заполняются внутренние подуровни, а внешний слой остаётся без изменений. Таким образом, в больших периодах увеличивается число металлов, а неметаллы появляются при заполнении р - подуровней, т. е. в конце периодов.

Вывод. Существование периодов в периодической системе является отражением наличия энергетических уровней в атоме. Периодом называется ряд элементов, начинающийся щелочным металлом и заканчивающийся инертным газом. Формирование периода начинается с заполнения s- подуровня и заканчивается р- подуровнем.

В периодах слева направо происходит уменьшение металлических и восстановительных свойств. При этом одновременно возрастают неметаллические и окислительные свойства элементов в связи с ростом заряда ядра, уменьшением радиуса атома и увеличением числа электронов внешнего слоя.

Группы

 

Группа – ряд элементов, расположенных по вертикали. В группы входят элементы, сходные по свойствам. Группы делятся на главные и побочные подгруппы.

Рассмотрим характеристику групп на примере элементов 4-й группы.

Главная подгруппа Побочная подгруппа

6С 1s2 2s2 2p2 22Ti 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

14Si 10ē ... 3s2 3p2 40Zr 36ē ... 4d2 5s2

32Ge 28ē ... 4s2 4p2 72Hf 68ē ... 5d2 6s2

50Sn 46ē ... 5s2 5p2

82Pb 78ē ... 6s2 6p2

На основании строения электронных оболочек атомов видно, что в главных подгруппах заполняется внешний слой (в нашем случае – р- подуровень), а в побочных – внутренний (d-подуровень).

Изменение свойств элементов в главных подгруппах сверху вниз также зависит от заряда ядра – Z, радиуса атома – R и числа электронов внешнего слоя.

В главных подгруппах сверху вниз растёт заряд ядра – Z, радиус атома – R, число электронов внешнего слоя остаётся постоянным. Следовательно, притяжение электронов к ядру ослабевает. Необходимо учитывать ещё эффект электронного отражения: внутренний слой электронной оболочки отталкивает внешние электроны, поэтому связь с ядром ослабевает. Происходит усиление металлических, восстановительных свойств и ослабление неметаллических, окислительных свойств.

В четвёртой группе в главной подгруппе С и Si – неметаллы, Ge, Sn, Pb – амфотерные металлы, причем свинец более активен, чем олово.

В побочных подгруппах сверху вниз происходит ослабление металлических свойств, т.к. растёт притяжение к ядру: Z – растёт, а радиус практически остаётся неизменным. На величину радиуса влияет заполнение внешнего слоя, а в побочных подгруппах заполняется внутренний d-подуровень.

Вывод. Появление в периодической системе групп – отражение сходных структур внешних слоёв электронных оболочек.







Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2021 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных