Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева




 

Дмитрий Иванович Менделеев, великий русский химик, в 1869г. сформулировал периодический закон на основе блестящего теоретического анализа огромного числа экспериментальных данных и предсказал на его основе существование и свойства элементов, которые вскоре были обнаружены экспериментально. Правильность закона была подтверждена. Но сам Д.И. Менделеев предполагал, что причина изменяемости свойств элементов кроется в «основных началах внутренней механики атомов». Строение атомов еще не было известно.

Современная формулировка Периодического закона строится на основе строения атома: свойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра этих элементов. Периодическая система по сути является графическим отображением периодического закона

На основе современной формулировки периодического закона и с использованием периодической системы можно определить строение атома любого химического элемента, класс элемента, предсказать свойства простого вещества, образованного этим элементом, а также состав и свойства соединений этого элемента. Периодический закон и периодическая система – это основа основ химии как науки и одновременно универсальный справочник, в котором можно найти ответы на множество простых и сложных вопросов. Периодическая система состоит из семи периодов (строк) и восьми групп (столбцов). Положение элементов в периодической системе определяется строением их атомов.

Для четкого понимания периодического закона и для умения пользоваться периодической системой необходимо иметь представление о строении атома.

Атом

– это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Различные виды атомов названы химическими элементами. Строение и свойства атомов зависят от заряда ядра.

Химический элемент

– это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

 

Ядро атома

– часть атома, находящаяся в его центре и заряженная положительно; в ядре сосредоточена основная масса атома. Ядро состоит из нуклонов (протонов и нейтронов) Сумма числа протонов и нейтронов в атоме называется массовым числом.

Число протонов + число нейтронов = массовое число

Например, массовое число изотопа бора (

5(число протонов) + 6(число нейтронов) = 11(массовое число)

 

Протоны

положительно заряженные частицы ядра атома (относительная масса протона округленно равна 1). Каждый элемент имеет свое специфическое число протонов. Оно определяет общий положительный заряд ядра и место элемента в периодической системе. Число протонов равно порядковому номеру элемента.

Число протонов = заряд ядра = порядковый номер элемента

Химический элемент

– определенный вид атомов с одинаковым зарядом ядра

Порядковый номер элемента = заряд ядра = число протонов

 

Нейтроны

– электрически нейтральные частицы (относительная масса примерно равна массе протона) Число нейтронов в ядрах одного и того же элемента может быть различным.

 

Электроны

отрицательно заряженные частицы (масса равна примерно 1/1836 массы протона), совмещающие в себе свойства частицы и электромагнитной волны.

Электроны образуют оболочку атома. Число электронов в оболочке атома равно числу протонов в ядре атома.

Число протонов = заряд ядра = число электронов = порядковый номер элемента

Главное квантовое число n

Определяет общую энергию электрона. Электроны с близкими энергиями располагаются на соответствующих энергетических уровнях, которые обозначаются арабскими цифрами, равными главному квантовому числу (n = 1,2,3,4,…). Число энергетических уровней равно номеру периода, в котором расположен элемент.

Число энергетических уровней = номеру периода

Атомная (электронная) оболочка

Содержит все принадлежащие данному атому электроны. Электроны в атомной оболочке распределены согласно своей энергии по энергетическим уровням. Электроны разных уровней отличаются запасом энергии: чем дальше они находятся от ядра, тем больше их энергия и тем слабее связь с ядром.

Области наиболее вероятного местонахождения электрона называются электронными орбиталями.

На каждом энергетическом уровне может находиться строго определенное число электронов, максимально 2n2

энергетический максимальное

уровень n число электронов

1 2 ∙ 12 = 2

2 2 ∙ 22 = 8

3 2 ∙ 32 = 18

4 2 ∙ 42 = 32

 

 

Энергетические уровни подразделяются в свою очередь на подуровни s, p, d и f. Электроны, расположенные на этих подуровнях, обозначаются как s-, p-, d- и f- электроны.

Атомная (электронная) орбиталь

– область пространства, в которой наиболее вероятно нахождение электрона. Отвечает определенному энергетическому уровню. На одной орбитали может находиться не более двух электронов.

Первому энергетическому уровню (уровень 1) соответствует одна s-орбиталь

второму (уровень 2) – одна s- и три р-орбитали

третьему (уровень 3) – одна s-, три р- и пять d-орбиталей

четвертому (уровень 4) – одна s-, три р-, пять d- и семь f-орбиталей.

s-орбиталь имеет сферическую форму, р-орбитали – форму объемной восьмерки, d- и f-орбитали имеют более сложную форму.

Спин

– свойство электрона, не имеющее известных аналогов. Это собственный момент импульса электрона, не связанный с движением в пространстве. Обозначение ориентации спина в занятой электронами орбитали: ↑↓

 

Внешние электроны

– электроны внешних (последних) орбиталей атома. Они в значительной мере определяют свойства элемента. На внешних орбиталях расположены валентные электроны, которые данный атом может отдать на связь с другими атомами. Максимальное число валентных электронов равно номеру группы.

Число валентных электронов = номеру группы.

У элементов главных подгрупп (s- и р-элементы) все валентные электроны расположены на s- и р-подуровнях последнего энергетического уровня. У элементов побочных подгрупп (d-элементы) – на последнем и предпоследнем уровнях.

 

Изотопы

– атомы одного и того же элемента, имеющие одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Изотопы элемента отличаются по массовому числу.

Углерод 12С: 6 протонов, 6 нейтронов, 6 электронов.

Углерод 13С: 6 протонов, 7 нейтронов, 6 электронов.

В периодической системе указана относительная атомная масса элемента. Это усредненная масса всех природных изотопов данного элемента.

 

Химические элементы в периодической системе расположены в соответствии со строением атомов, следовательно, по положению элемента можно определить строение его атома. Строение является причиной всех свойств. Значит, основываясь на знании строения атома, можно предсказать свойства элемента, а также свойства простых веществ и соединений, которые этот элемент образует.


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 2149. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.029 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7