2. ПСХЭ

Периодический закон. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева.
•
современная формулировка
Свойства химических
элементов, а также свойства и
формы образуемых ими
соединений находятся в
периодической зависимости
от величины заряда
их ядер
•
формулировка Д.И.Менделеева
(1869 г.)
Свойства простых тел, а также
свойства и формы соединений
элементов находятся в
периодической зависимости от
величины атомных весов
элементов
Физический смысл периодического закона:
за счет периодически повторяющейся конфигурации электронных
оболочек атомов происходит периодическое повторение химических
свойств их элементов
Структура периодической системы
(короткая форма)
Элементы располагаются в периодической системе в порядке
возрастания заряда их ядер.
Периоды – 7
(горизонтальные строчки)
Группы – 8
(вертикальные столбцы)
А
подгруппа – главная
В подгруппа – побочная
3с3
Электрон, который последним заполняет орбитали атома, называется
формирующим
Элементы-аналоги
– элементы, имеющие одинаковое строение внешних электронных оболочек и расположенные в одной подгруппе.
В ПСЭ различают 4 группы элементов, называемых по формирующему электрону s
-, p
-, d
-, f
-
элементы s
-элементы
расположены в 1А, 2А подгруппах и Н, Не,
их краткая электронная
формула: ns
1
÷
2
р
-элементы
расположены в
3А - 8А
подгруппах,
их краткая электронная формула:
ns
2
np
1
÷
6
d
–элементы
расположены в
В – подгруппах,
их краткая электронная формула:
(
n
-1)
d
1
÷
10
ns
2(1)
f
-элементы
лантаниды и актиниды,
их краткая электронная формула:
(
n
-2)
f
1
÷
14
(
n
-
1)
d
0
÷
2
ns
2
где n
–номер периода, в котором находится элемент
(1
÷
2), (1
÷
6) – номер группы, в которой находится элемент для d
–элементов
– «проскок электронов» из подуровня ns
в (
n
-1)
d
(
Cu
, Ag
, Au
, Pt
, Pd
, Rh
, Ru
, Cr
, Mo
, Nb
)
Например
, для Cu
…3
d
10
4
s
1 но не
…3
d
9
4
s
2
Это связано с более низкой энергией конфигурации 3
d
10
4
s
1
по сравнению
с 3
d
9
4
s
2
При сообщении атому энергии (при столкновении с другим атомом, поглощении
кванта света, электронного удара и т.д. один или несколько электронов в атоме,
распариваясь, могут перейти на подуровни с более высокой энергией (но только в
пределах одного энергетического уровня). Атом становится возбужденным.
Например,
B
1
s
2
2
s
2
2
p
1
или [
He
]
2
s
2
2
p
1
B
* 1
s
2
2
s
1
2
p
2
[
He
]2
s
1
2
p
2
Радиус атомов
За радиус атома принимают теоретически рассчитанное
расстояние от ядра до наиболее удаленного максимума
электронной плотности. В периодах
наблюдается тенденция к ↓
радиуса атомов.
В группах
с ↑
заряда ядра и ↑
числа электронных слоев
радиус атомов увеличивается
Энергия ионизации I
Энергия, необходимая для удаления электрона от атома
Э - е = Э
+
Положительно заряженные ионы – катионы
В периодах I
в основном возрастает
В группах
– I
несколько уменьшается
Сродство к электрону Е
ср
Энергетический эффект присоединения электрона к
атому
Э + е = Э
-
Отрицательно заряженные ионы – анионы
Электроотрицательность и окислительно –
восстановительные свойства элементов
Восстановительная активность элементов определяется способностью
атомов отдавать электроны
, такие вещества называют
восстановителями
Окислительная способность элементов определяется способностью их
атомов присоединять электроны
, вещества – окислители
Суммарная способность атомов притягивать электроны называется
электроотрицательность (ЭО)
Способность атома присоединять или замещать
определенное число других атомов с образованием
химических связей
.
Количественная мера валентности - число
неспаренных электронов
в основном или возбужденном
состоянии атома. валентность М
g
- в основном состоянии = 0
в возбужденном состоянии = 2 Кислород и фтор – возбужденного состояния нет Cl
– аналог фтора – валентность 1, 3, 5, 7
- наличие свободных
d
-орбиталей на третьем энергетическом уровне:
валентность C
о: в основном состоянии = 0
в возбужденном состоянии ..
Для большинства d
-элементов
валентность в основном
состоянии равна 0
, т.к. на внешнем уровне нет неспаренных
электронов. Например,
Fe …
3
d
6
4
s
2
В=0
В возбужденном состоянии s
-электроны распариваются
Кроме внешних валентными могут быть неспаренные d
-
электроны
предвнешнего подуровня
Валентность Fe
* может быть
В* = 2, 3, 4, 5, 6