Глава. 2 Периодический закон, периодическая система химических

элементов Д.И. Менделеева. Строение атома.

Тема.

Периодический

закон,

периодическая

система

химических

элементов Д.И. Менделеева.

Одним из величайших научных открытий 19 века по праву считаются

Периодический закон и периодическая система химических элементов,

которые носят имя русского ученого Д.И. Менделеева.

В основу своей работы по классификации химических элементов Д.И.

Менделеев положил два основных и постоянных признака химических

элементов: их относительную атомную массу и свойства образованных

элементами веществ. Он вписал на карточки все известные сведения об

открытых и изученных в то время химических элементах и их соединениях.

Сопоставляя эти сведения, ученый составил естественные группы сходных

по свойствам элементов. Выстраивая химические элементы в порядке

возрастания атомных масс, Д.И. Менделеев объединил естественные группы

химических элементов в единую систему. При этом он обнаружил, что

свойства

элементов

с

возрастанием

атомной

массы

изменяются

монотонно

(возрастают

или

убывают),

а

затем

повторяются

периодически, т.е. через определенное число элементов встречаются

сходные по свойствам.

Ученый выделил периоды, в которых свойства

химических

элементов

и

образованных

ими

веществ

закономерно

изменяются. Рассмотрим эти изменения.

1.

Металлические

свойства

периодически

уменьшаются,

а

неметаллические свойства периодически возрастают.

2.

Валентность атомов элементов в высших оксидах в периоде

возрастает от I до VII (VIII только для осмия, рутения и железа),

например для элементов III периода:

Na

2

I

O – Mg

II

O − AI

III

2

O

3

– Si

IV

O

2

– P

2

V

O

5

– S

VI

O

3

– CI

2

VII

O

7

3.

Валентность

атомов

неметаллов

в

летучих

водородных

соединениях в периоде сначала возрастает, а затем уменьшается;

например для элементов II периода:

B

III

H

3

– C

IV

H

4

– N

III

H

3

– H

2

O

II

– HF

I

4.

Основные оксиды элементов начала периода сменяет амфотерный

оксид и далее – кислотные, свойства которых усиливаются,

например:

Na

2

O – MgO − AI

2

O

3

– SiO

2

– P

2

O

5

– SO

3

– CI

2

O

7

основные оксиды

амфотерный

кислотные оксиды

оксид

5.

Гидроксиды (основания) через амфотерный гидроксид в периоде

все более сильными кислотами, например:

NaOH → Mg(OH)

2

→ AI(OH)

3

→ H

2

SiO

3

→ H

3

PO

4

→ H

2

SO

4

→ HCIO

4

щёлочь основание амфотерный слабая кислота кислота

сильная очень сильная

гидроксид

средней силы кислота

кислота

На основании этих наблюдений 1 марта 1869 году Д.И. Менделеев

сформулировал Периодический закон: свойства химических элементов и

образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от

их относительных атомных масс.

Графическим

отображением

закона

является

Периодическая

система

химических элементов Д.И. Менделеева. В настоящее время существуют

сотни различных форм таблиц, отображающих Периодический закон.

Наиболее известна и широко используется так называемая короткопериодная

форма

Периодической

таблицы

(которая

у

Вас

на

столах).

В

короткопериодной форме таблицы периоды разбиваются на ряды, а группы –

на подгруппы.

Периодом называют горизонтальный ряд химических элементов в

Периодической таблице Д.И. Менделеева, расположенных в порядке

возрастания их относительных атомных масс, который начинается

щелочным металлом и заканчивается благородным газом.

В Периодической таблице всего 7 периодов. Различают малые и большие

периоды.

Малым называют период, состоящий только из одного ряда. Так, малыми

являются I – III периоды. Первый период состоит всего из двух элементов:

водорода и гелия. Во втором и третьем периодах – по 8 элементов.

Большими называют периоды, состоящие из двух рядов – четного и

нечетного. К большим относятся периоды с IV – VII. Четвертый и пятый

периоды содержат по 18 элементов, шестой – 32 элемента, седьмой период не

завершен, но, очевидно, будет содержать также 32 элемента.

Шестой и

седьмой периоды иногда называют сверхбольшими, т.к. они содержат 14

лантаноидов и 14 актиноидов соответственно. В короткопериодном варианте

эти элементы выносят в нижнюю часть таблицы.

По вертикали Периодическая таблица делится на 8 групп.

Группой

называют

вертикальный

ряд

химических

элементов

в

Периодической

таблице

Д.И.

Менделеева,

сходных

по

свойствам

образованных ими соединений.

В короткопериодном варианте Периодической таблицы различают главные и

побочные подгруппы.

Главной называют подгруппу, состоящую из элементов и малых, и

больших периодов.

Побочной

называют

подгруппу,

состоящую

только

из

элементов

больших периодов.

Например, главная подгруппа первой группы называется подгруппой

щелочных металлов, главная подгруппа седьмой группы – подгруппой

галогенов, главная подгруппа восьмой группы – подгруппой благородных

газов. Побочную подгруппу первой группы составляют медь, серебро и

золото, а побочную подгруппу седьмой группы – марганец, технеций, рений

и борий.

ПЗ и ПС Д.И. Менделеева являются триумфом российской химической

науки.

ПЗ и ПС Д.И. Менделеева позволили:

1.

Установить взаимную связь между элементами и объединить их по

свойствам;

2.

Расположить элементы в естественной последовательности;

3.

Вскрыть

периодичность,

т.е.

повторяемость

общих

свойств

элементов и их соединений;

4.

Исправить и уточнить относительные атомные массы отдельных

элементов (например, исправить относительную атомную массу

бериллия с 13 на 9);

5.

Исправить

и

уточнить

валентности

отдельных

элементов

(например, исправить валентность бериллия с III на II);

6.

Предсказать, описать свойства, указать пути открытия еще

неизвестных элементов.

В таблице Менделеева не все химические элементы расположены по

возрастанию относительной атомной массы (например, аргон и калий,

кобальт и николь, теллур и йод)

Поэтому и формулировка периодического закона потребовала уточнения.

Современная

формулировка

Периодического

закона:

свойства

химических элементов, а также образуемых ими простых веществ и

соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их

атомов

Самостоятельная работа:

1. Заполните таблицу

Порядковы

й номер

Название

элемента

Символ

элемент

а

Группа

Подгруппа

Период

Ряд

Относит.

атомная

масса

Формула

высшего

оксида (для

элементов

главной

подгруппы)

Формула

водородного

соединения

(для

элементов

главной

подгруппы)

6

углерод

С

IV

главная

2

2

12

СО

2

СН

4

17

21

-

-

30

-

-

33

50

85

47

-

-

63

-

-

53

92

-

-

Самостоятельная работа по теме «ПЗ и ПС х.э. Д.И. Менделеева»