close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
«Наука есть достояние общее, а потому справедливость требует
не тому отдать наибольшую научную славу,
кто первый высказал известную истину,
а тому, кто сумел убедить в ней других,
показал ее достоверность и сделал ее применимой в науке».
Д.И.Менделеев
Периодический закон
Периодическая система
химических элементов
Д.И. Менделеева
План
• Доменделеевские попытки систематизации
элементов
• Открытие периодического закона и Периодической
системы химических элементов
• Современная формулировка периодического закона.
• Объяснение причины периодичности.
• Структура Периодической системы химических
элементов
• Графические формы Периодической системы
• Основные тенденции в изменении свойств элементов
по периоду и по подгруппе
Классификация элементов:
история
Доменделеевские попытки
систематизации элементов
Триады Дёберейнера, 1817 г.
1.Li (6.94), Na (23.00), K (39.1)
2.Ca (40.07), Sr (87.63), Ba (137.37)
3.P (31.04), As (74.94), Sb (121.8)
4.S (32.06), Se (79.2), Te (127.5)
5.Cl (35.46), Br (79.92), I (126.92)
1857 г., Ленсен – 20 триад
6.94 (Li) + 39.1 (K)
23 (Na) =
2
1864 г. – У. Одлинг
1864 г. – Лотар Мейер
Иоганн Вольфганг
Дёберейнер
(1780-1849)
Johann Wolfgang
Döbereiner
Спираль де Шанкартуа
1862
Александр-Эмиль Бегье
де Шанкартуа
(1820-1886)
Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois
Закон октав Ньюлендса
Таблица элементов по Дж. Ньюлэндсу, 1866
до
ре
ми
фа
соль
ля
си
H
Li
Be
B
C
N
O
F
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
Ca
Ti
Cr
Mn
Fe
Co, Ni
Cu
V
Zn
In
As
Se
Br
Rb
Sr
Ce, La Zr
Di, Mo Rh, Ru
Pd
Ag
Cd
U
Sn
Sb
Te
I
Cs
Ba, V
Ta
W
Nb
Au
Pt, Ir
Tl
Pb
Th
Hg
Bi
Os
Профессор Фостер: «Не пробовал ли автор расположить элементы
в алфавитном порядке и не заметил ли он при таком расположении каких-либо новых закономерностей?
1864 г. – предсказание элемента между Si и Sn
Ar = 73, современное значение 72,61.
Лотар Мейер
Лотар Мейер
(1830-1895)
Таблица Мейера 1864 г. (фрагмент)
4 val
3 val
2 val
1 val
1 val
2 val
C=12
N=14.4
O=16
F=19
Na=23
Mg=24
Si=28.5
P=31
S=32
Cl=35.5
K=39
Ca=40
...
As=75
Se=78.8
Br=80
Rb=85.4
Sr=87
Sn=117.6
Sb=120.6
Te=128.3
I=126.8
Cs=133
Ba=137.4
Pb=207
Bi=208
...
...
(Tl=204)
...
Таблица Мейера 1870 г.
I
II
III
IV
V
B
Al
In (?)
Tl
C
Si
Sn
Pb
Sb
Bi
Ti
N
P
As
S
Nb
Se
Cr
F
Cl
Na
Mg
I
Rb
Ca
Os
Ir
Pt
Cs
Ag
Sr
Zn
W
Ru
Rh
Pd
Cu
Be
Te
Br
K
VIII
Ta
Mo
Mn
Fe
Co
Ni
Li
VII
IX
Zr
V
O
VI
Au
Ba
Cd
Hg
Уильям Одлинг
Триплетные группы
H1
Mo 96
W 184
Au 196.5
Pd 106.5
Pt 197
Li 7
Na 23
-
Ag 108
G9
Mg 24
Zn 65
Cd 112
Hg 200
B 11
Al 27.5
-
-
Tl 203
C 12
Si 28
-
Sn 118
Pb 207
N 14
P 31
As 75
Sb 122
Bi 210
O 16
S 32
Se 79.5
Te 129
F 19
Cl 35
Br 80
J 127
K 39
Rb 85
Cs 133
Ca 40
Sr 87.5
Ba 137
Ti 40
Zr 89.5
-
Cr 52.5
Mn 55 и др.
(Fe,Ni,Co,Cu)
V 138
Th 231
Некоторая хронология
Менделеев в 1869 г. и далее
Январь – работает над «Основами химии»
Февраль, 8 – награжден орденом Св. Анны II степени
Февраль, 15 – написал прошение об отпуске
Февраль 17 – вечером в типографию отправлена
таблица
Февраль, 20 – держал корректуру
Март, 1 – разослал таблицу
1-12 марта – посещает сыроварни
Доклад делает Меншуткин
4 марта – РХО Савченков Одлинг
Май – статья «Соотношение свойств с
атомным весом элемента»
Рукопись
Д.И. Менделеева
Элемент → простое вещество
• Свойства простых и сложных тел
находятся в периодической
зависимости от атомного веса
элементов только потому, что свойства
простых и сложных тел сами
составляют результат свойств
элементов, их образующих
Д.И. Менделеев
Некоторая хронология
20 сентября 1875 г. Буабодран
4 ноября 1875 г. РФО. Менделеев Gaэкаалюминий
6 ноября 1875 РХО. Поправка плотности. Не 4,7, а 5,9.
6 декабря – Парижская Академия наук
Открытия элементов,
предсказанных Д.И. Менделеевым
27 августа 1875 г.
Галлий Ga
Лекок де Буабодран
12 марта 1879 г.
Скандий Sc
Ларс Нильсон
6 февраля 1886 г.
Германий Ge
Карл Винклер
Экаалюминий Ea
Галлий Ga
Атомная масса ≈ 68
Атомная масса 69,72
Простое тело должно быть
низкоплавкое
Температура плавления 29,75 °С
Плотность металла близка к 6,0
Плотность 5,9 (тв.)
Объем атома должен быть близок к
11,5
Атомный объем 11,8
На воздухе не изменяется
Слабо окисляется при красном
калении
Должен разлагать воду при
кипячении
Разлагает воду при высокой
температуре
Образует квасцы, но труднее, чем Al
Дает квасцы NH4Ga(SO4)2 ·12H2O
Ea2O3 должен легко
восстанавливаться до металла
Ga легко восстанавливается
прокаливанием Ga2O3 в токе
водорода
Более летуч, чем Al, будет открыт
методом спектрального анализа
Ga открыт спектроскопическим
методом
Экабор Eb
Скандий Sc2O3
Атомная масса ≈ 44
Атомная масса 45,1
Плотность металла ≈ 3,0
Плотность 3,0
Объем атома около 15
Атомный объем 15
Металл нелетуч и не может быть
открыт спектральным анализом
Летучесть низкая
Образует основный оксид
Образует основный оксид
Воду будет разлагать при
повышенной температуре
Разлагает воду при кипячении
Eb2O3 в воде нерастворим,
плотность ≈ 3,5
Sc2O3 в воде не растворяется,
плотность 3,864
Eb2O3 с большим трудом образует
квасцы
Sc2O3 образует двойную соль
3K2SO4∙Sc2(SO4)3
Приоритет Менделеева
признает Лотар Мейер:
Лотар Мейер
(1830-1895)
В 1869 г., раньше, чем я высказал свои мысли о
периодичности свойств элементов, появился
реферат статьи Менделеева, в которой
написано:
• 1) при расположении элементов в порядке
восходящих атомных весов наблюдается
периодическое изменение свойств
элементов;
• 2) величина атомных весов определяет
свойства элементов;
Приоритет Менделеева признает
Лотар Мейер
• 3) атомные веса некоторых элементов
требуют исправлений;
• 4) должны существовать некоторые еще
неоткрытые элементы…
Это все было Менделеевым опубликовано до
меня и вообще впервые. Я открыто сознаюсь,
что у меня не хватило смелости для таких
дальновидных предположений, какие с
уверенностью высказал Менделеев»
Лотар Мейер
Генри Мозли
Установил физический смысл
порядкового номера элемента!
В 1962 г. Нильс Бор заметил:
Вы знаете, работы Резерфорда [по атомному
ядру] не считались серьезными. Сегодня мы не
можем в это поверить, но они вовсе не
рассматривались серьезно. Никто и нигде про них
не упоминал. И только после работ Мозли все
изменилось.
Генри Гвин Джефрис
Henry Moseley
(1887-1915)
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
3p
3s
2p
2s
1s
3d
Электронные конфигурации
атомов
4f
4d
4p
4s
3d
3p
3s
2p
2s
1s
Графические формы
Периодической системы
химических элементов
Д.И. Менделеева
Варианты графических форм
Периодической системы
• Короткопериодный (Менделеев,
Браунер)
• Полудлинный (Уокер)
• Длиннопериодный (А. Вернер)
• Лестничный (по Н. Бору)
• Спиралевидная (по Баумгауеру)
IA
IIA
IVB
VB
VIB
VIIB
VIIIB
IB
IIB
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
Полудлинный вариант Периодической системы
Химических элементов
H
Li
IIIB
VIIIA
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
Ac
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Cn
Понятие «группа» и «подгруппа»
• «Группы – вертикальные ряды,
объединяющие элементы с одинаковой
степенью окисления в высших оксидах
и сходными свойствами» (Н.Е.
Кузнецова, 11 кл.)
Хлор и марганец
2
Сравните хлор и марганец
Хлор
Марганец
3s23p5
3d54s2
Cl2 неметалл
Mn металл
Низшие оксиды
Cl2O кислотный
MnO основный
Высший оксид
Cl2O7 кислотный
Mn2O7 кислотный
Высший гидроксид
HClO4 сильная
HMnO4 сильная
Пример соли,
образованной высшим
гидроксидом
KClO4
KMnO4
Электронная
конфигурация
валентного слоя в
атомах
Простые вещества
кислота
кислота
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
H
Li
18
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
Ac
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Cn
IUPAC
Periodic Table of the Elements
http://www.iupac.org/reports/periodic_table
IA
IIA
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIIIB
IB
IIB
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
H
Li
VIIIA
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
Ac
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Таблица по Н. Бору
Т.Е. Торп, 1889 г.:
• Ни один русский не оказал более важного,
более длительного влияния на развитие
физических знаний, чем Менделеев. Способ
работы и мышление у него настолько
самобытны, его метод преподавания и чтения
лекций так оригинален, а успех великого
обобщения, с которым связано его имя и
слава, так полон, что в глазах ученого мира
Европы и Америки он стал для России тем
же, чем был Берцелиус для Швеции, Либих
для Германии, Дюма для Франции…
Признание Периодического
закона и приоритета Менделеева
• Самым крупным завоеванием
естествознания в XIX веке надо считать
открытие периодического закона
Панет, 1930 г.
Фридрих Адольф Панет
(1887—1958)
Тенденции в изменении
свойств элементов
Как изменяются свойства элементов
по периоду и по группе
РА
ЭИ
ЭО
МС
Радиус атома
Энергия ионизации
Электроотрицательность
Металлические свойства соответствующих простых веществ
Кислотно-основные свойства оксидов и
гидроксидов
КС
Радиус атома
Радиус атома
1) калия
Наименьший радиус имеет атом 2) мышьяка
3) кальция
4) селена
Наибольший радиус имеет атом
1)
2)
3)
4)
олова
кремния
свинца
углерода
Энергия ионизации
• Энергия ионизации – наименьшая энергия,
необходимая для удаления электрона от свободного
атома в его основном энергетическом состоянии.
Что влияет на энергию ионизации:
• Эффективный заряд ядра
• Радиальное расстояние от ядра до максимума
зарядовой плотности наружного слоя
• Мера проникающей способности внешнего электрона
• Межэлектронное отталкивание валентных
электронов.
Энергия ионизации
Наибольшую энергию нужно затратить на
отрыв электрона от атома
1) Ga
2) Al
3) Si
4) C
Наименьшую энергию нужно
затратить на отрыв электрона
от атома
1) As
2) Se
3) S
4) P
В ряду Li – Na – K – Rb
способность металлов отдавать электроны
1) возрастает
2) ослабевает
3) не изменяется
4) изменяется периодически
Электроотрицательность
Электроотрицательность
В порядке увеличения электроотрицательности
химические элементы расположены в ряду:
1)
2)
3)
4)
C, N, O
Si, Al, Mg
Mg, Ca, Ba
P, S, Si
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
H
Li
VIIIA
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Ca Ga Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Cs
Ba
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
K
Щелочные
металлы
Галогены
Халькогены
Благородные
газы
Металлические свойства
В каком ряду простые вещества расположены
в порядке усиления металлических свойств?
1) Mg, Ca, Ba
2) Na, Mg, Al
3) K, Ca, Fe
4) Sc, Ca, Mg
В ряду химических элементов
Li - Be - B - C
металлические свойства
1)
2)
3)
4)
ослабевают
усиливаются
не изменяются
изменяются периодически
Неметаллические свойства
В порядке усиления неметаллических
свойств расположены
1) S-Se
2) Se-Br
3) Br-I
4) I-Te
Водородные соединения
LiH BeH2 B2H6 CH4
NH3
H2O
HF
NaH MgH2 AlH3 SiH4
PH3
H2S
HCl
CaH2 GaH3 GeH4 AsH3 H2Se
HBr
KH
RbH SrH2 InH3 SnH4 SbH3 H2Te
HI
Обратите внимание как изменяются кислотно-основные свойства!
Водородные соединения
Газообразные водородные соединения
состава ЭН3 образуют
1) Be, Ca, Sr
2) P, As, Sb
3) Ga, Al, B
4) Te, S, Sc
+1
+2
Li2O
BeO
+3
B2O3
+4
+5
CO2
N2O5
+6
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
K2O
CaO
Ga2O3 GeO2 As2O5 SeO3
+7
Cl2O7
Гидроксиды
LiOH
Be(OH)2
H3BO3
H2CO3
HNO3
-
-
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
Высшие оксиды и гидроксиды,
водородные соединения
Формула высшего оксида азота
1) NO2
2) N2O5
3) N2O
Формула высшего оксида и
водородного соединения
некоторого элемента:
1) ЭO2 и H2Э
2) ЭO3 и H2Э
3) Э2O5 и H2Э
4) ЭO2 и ЭH3
4) N2O3
Кислотно-основные свойства
Основные свойства усиливаются в ряду
1) NaOH - Mg(OH)2 - Al(OH)3
2) LiOH – NaOH – KOH
3) Ba(OH)2 - Sr(OH)2 - Ca(OH)2
4) Al(OH)3 - Mg(OH)2 - Be(OH)2
Кислотно-основные свойства
Кислотные свойства усиливаются в ряду
1) HBr - HCl- HF
2) H3PO4 - H2SO4 - HClO4
3) HNO3 - H2CO3 - H3BO3
4) HNO3 - H3PO4 - H3AsO4
Наиболее сильные кислотные свойства
проявляет водородное соединение
1)
2)
3)
4)
H2O
NH3
H2S
PH3
Кислотный характер
наиболее выражен
у высшего оксида,
образованного
1) кремнием
2) алюминием
3) серой
4) углеродом
Обобщающие вопросы
В ряду химических
элементов:
бор – углерод – азот
возрастает
1)
2)
3)
4)
способность атома отдавать электроны
высшая степень окисления
низшая степень окисления
радиус атома
В ряду Ве – В – С – N происходит
1) увеличение радиуса атома
2) уменьшение электроотрицательности
3) увеличение силы притяжения валентных
электронов к ядру
4) уменьшение числа неспаренных электронов
в основном состоянии атома
В ряду
Ве – Мg – Са - Sr происходит
1) ослабление металлических свойств
2) увеличение электроотрицательности
3) уменьшение числа валентных электронов
4) уменьшение силы притяжения валентных
электронов к ядру
В ряду элементов Si → P → S → Cl
1) увеличивается число электронных слоев в
атомах
2) уменьшается число внешних электронов в
атомах
3) возрастают радиусы атомов
4) усиливаются неметаллические свойства
Спасибо за внимание!
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
156
Размер файла
15 176 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа