методика преподавания химии. Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева

• Название: Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева
• Анкор: методика преподавания химии
• Дата: 22.01.2021
• Размер: 448.1 Kb.
• Имя файла: методика преподавания химии.docx
• Тип: Закон; #170570
• страница: 3 из 7

Причины изменения свойств химических элементов и образован­ных ими веществ. В периоде слева направо с увеличением зарядов атом­ного ядра металлические свойства ослабевают, а неметаллические уси­ливаются, так как:

а) возрастает число электронов на внешнем уровне;

б) число энергетических уровней в пределах периода остается постоянным;

в) уменьшается радиус атомов.

В группах, сверху вниз, с увеличением заряда атомного ядра, ме­таллические свойства усиливаются, неметаллические - ослабевают, так как:

а) одинаковым остается число электронов на внешнем уровне;

б) увеличивается число энергетических уровней;

в) возрастает радиус атомов.

В больших периодах такие изменения происходят медленнее, так как, начиная с третьего элемента, у атомов строится не внешний энергетический, а предвнешний уровень с 8 до 18 электронов (у элементов побочных под­групп) и лишь затем строится внешний уровень с 2 до 8 электронов (у эле­ментов главных подгрупп). В сверхбольших периодах (VI и VII, незавершен­ном) эти изменения происходят еще медленнее, так как у лантаноидов и ак­тиноидов строится не внешний и не предвнешний уровни (на них, соответ­ственно, будут находиться 2 и 9 электронов), а 3-й снаружи уровень с 18 до 32 электронов. Поэтому свойства этих элементов будут так похожи на свой­ства элементов Ьа и Ас.

Вывод: «Свойства химических элементов и образованных ими ве­ществ будут находиться в периодической зависимости от строения внешних электронных структур их атомов».

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕ­СКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Период - это горизонтальная последовательность элементов по возрастанию порядкового номера от

первого s-элемента (n s¹)

Г\ г

до шестого p-элемента (n s n p ).

Каждый период (кроме первого) - это ряд, кото­рый начинается щелочным металлом и заканчивается галогеном и инертным газом.

Период обозначается арабской цифрой (от 1 до 7). Периоды

Малые большие

(1й, 2й, 3й) (4й, 5й, 6й, 7й незавершённый)

Группа - это вертикальная последовательность элемен­тов по возрастанию порядкового номера, обладающих од­нотипным электронным строением и являющихся химиче­скими аналогами.

Группа обозначается римской цифрой (от I до VIII).

I Группы 1


Главные подгруппы
(А - подгруппы)
побочные подгруппы
(Б - группы)

, +



s и p - элементы

НАЗВАНИЕ ХИМИЧЕСКИМ


d - элементы

«Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда их атомов и конфигурации энергетиче­ских уровней».

Физический смысл периодического закона:

Свойства элементов периодически повторяются, поэтому периодиче­ски повторяется конфигурация внешнего слоя (например Li...2s\ Na...3s ¹ , K...4S¹).

Г оризонтальные графы - это периоды.

Периодом называется последовательность элементов: от типично ме­таллических через амфотерные к типично неметаллическим и в заключение к инертным газам. В периоде с постепенным увеличением зарядов ядер элек­тронная оболочка атомов сжимается, т.е. размеры атомов уменьшаются. Тем самым атомы начинают труднее отдавать электроны, т.е. их восстановитель­ная способность, типичная для металлов, уменьшается, в то же время растет окислительная способность, т.е. способность принимать электроны, типичная для неметаллов.

Физический смысл номера периода - количество энергетических уров­ней (электронных слоев) в атоме. I, II, III - это малые периоды. IV, V. VI, VII- большие периоды (VII период не завершенный). В малых периодах резко убывает металличность и резко возрастает неметалличность. В больших пе­риодов наоборот - плавно убывает металличность и резко возрастает неме­талличность.

Так как свойства элементов зависят от количества внешних (валент­ных) электронов (а в малых периодах очередной электрон всегда идет на внешний слой), то с резким изменением количества валентных электронов в малых периодах резко убывает металличность (способность отдавать элек­троны) и резко возрастает неметалличность (способность принимать элек­троны), период заканчивается инертным газом.

Эта же закономерность наблюдается в I периоде только для одного элемента - Н (водорода), который может отдавать (как металл) и принимать (как неметалл) электроны. Например: Са+² H ₂ ^{1 --} гидрид кальция; Н +¹ С1 ¹.

В I периоде не может быть более двух элементов, т.к. каждый после­дующий элемент от предыдущего отличается на 1 протон в ядре. У Н - 1 про­тон, у Не - 2 протона.

ЧИСЛА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ЭЛЕМЕНТОВ Д.И МЕНДЕЛЕЕВА.

I. Z - порядковый номер элемента:

1. 
   заряд ядра атома элемента
   

13AI +13

2. 
   число протонов !^Хр
   

13AI 13 1¹р

3. 
   число электронов e
   

₁₃Al 13e

3. 
   число нейтронов
   

₀^xn = Ar - Z

(Ar - относительная атомная масса,

округлённая до целого числа)
Ar(Al)= 26, 981=27

₀¹n=27-13 = 14 ₁₃Al 14 ₀¹n

Формула состава атома

13²⁷Al(13 1¹p ; 14 0¹n ) 13e

2. 
   № (номер) периода обозначает число энергети­ческих уровней в атоме элемента.
   

₁₃Al - 3 период +13)))

2. 
   № группы:
   

1. 
   число электронов на последнем слое.
   

13AI - III группа + 13 )))3

2. 
   высшая валентность элемента в соединениях.
   

III

AI2S3

Большие периоды (на примере IV периода). Особенности строения атомов металлов побочных подгрупп.

У элементов К и Са очередной электрон идет в s - ячейку IV слоя (внешнего), а у следующих элементов, начиная со скандия №21 и заканчивая цинком №30, 10 очередных электронов займут Зё-подуровень, заполняя его до отказа. В этом состоит физический смысл нахождения тех или иных эле­ментов в побочных подгруппах. Так как у 10-ти элементов IV периода (с №21 по №30) почти у всех (кроме Сг и Си) на внешнем слое столько же валентных электронов, сколько у Са (2е), то металличность убывает плавно. Начиная с галлия №31, неметалличность возрастает резко, так же, как у элементов малых периодов, потому что очередные электроны уже заполняют р-ячейки IV внешнего слоя. Заканчивается IV большой период инертным газом крип­тоном.

В периодах электроотрицательность возрастает с увеличением по­рядкового номера элемента (т.е. с увеличением заряда атомов).

Группы (вертикальные графы). Групп всего 8: I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII. Группой называется совокупность нескольких элементов, обла­дающих, как правило, равной номеру группы валентности в их высших окси­дах. В каждой группе есть главная подгруппа, состоящая из элементов как малых, так и больших периодов.

Подгруппа - это ряд химически сходных элементов. Причина этого сходства заключается в однотипности строения внешней электронной обо­лочки их атомов.

Физический смысл номера группы.

Для всех элементов группы - это высшая валентность элементов по ки­слороду (за исключением О, F, N, Си и некоторые других).

_1_2

Например: VII группа: Re₂O₃ , С1₂О₇ (но (F₂ O ) - исключение); для элементов главных подгрупп номер группы указывает на количество внеш­них (валентных) электронов.

Побочные подгруппы

Первые побочные подгруппы, образованные d-элементами, начина­ются с больших периодов, их всего 10, по одной в группах 1-VII, а в VIII группе - 3.

Вторые побочные подгруппы образованы f-элементами, их 14 и вы­несены они обычно за пределы таблицы для компактности.

Лантаноиды - подобные лантану.

Лантаниды - следующие за лантаном.

Изменение свойств элементов по основным направлениям системы отражены в кодограмме 4.

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ ПО
ОСНОВНЫМ НАПРАВЛЕНИЯМ СИСТЕМЫ

ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ