ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретическое обоснование периодической системы из "Пособие по химии для поступающих в ВУЗы" Второй период начинается элементом литием (2=3). Его три электрона размещаются так два — на первом уровне, как у атома гелия, а третий — на -подуровне второго уровня. Электронная формула лития 18 25 У атома Ве(2=4) 2з-подуровень заполняется двумя электронами 15 25 . У атома бора (2=5) пятый электрон принадлежит р-подуровню второго уровня 15 25 2р . Следующие элементы последовательно заполняют 2р-подуровень. Вторая оболочка полностью завершается у неона (2=10) 2з 2р . Во втором периоде восемь элементов. [c.89] Третий период начинается с натрия (2=11), электронная конфигу-рац11я которого 15 2р ЗхЧ С него началось заполнение третьего уровня. Завершается оно у инертного элемента аргона (2=18), 35-и Зр-подуровни которого полностью заполнены. Электронная формула аргона 1х 2з 2р 35 Зр . Натрий—аналог лития, аргон — неона. В третьем периоде, так же как и во втором, восемь элементов. [c.89] Четвертый период начинается калием (2= 19). Его электронное строение выражается формулой 15 2з 2р Зр 19-й электрон занял 45-подуровень, энергия которого ниже энергии З -подуровня. 4 -электрон придает элементу свойства, сходные со свойствами натрия. У кальция (2=20) 45-подуровень заполнен двумя электронами 15 25 2р 35 Зр 45 . С элемента скандия (2=21) начинается заполнение 3 -подуровня, так как он энергетически более выгоден, чем 4р-подуро-вень. Пять орбиталей З -подуровня могут быть заняты десятью электронами, что осуществляется у атомов от скандия до цинка (2=30). Поэтому электронное строение 5с соответствует формуле 15 2р 35 Зр 45 а цинка — 15 25 2р 35 3р 3й 45 . В атомах последующих элементов вплоть до инертного элемента криптона (2=36) идет заполнение 4р-подуровня. В четвертом периоде 18 элементов. [c.90] Пятый период содержит элементы от рубидия (2=37) до инертного элемента ксенона (2=54). Заполнение их энергетических уровней идет так же, как у элементов четвертого периода после ЯЬ и 5г у десяти элементов — с иттрия (2=39) по кадмий (2=48) заполняется 4й-подуровень, после чего электроны занимают 5р-подуровень. В пятом периоде, как и в четвертом, 18 элементов. [c.90] В атомах элементов шестого периода цезия (2=55) и бария (2=56) заполняется б5-подуровень. У лантана (2=57) один электрон поступает на 5й-подуровень, после чего заполнение этого подуровня приостанавливается, а начинает заполняться 4/-подуровень, семь орбиталей которого могут быть заняты 14 электронами. Это происходит у атомов элементов лантаноидов с 2=58—71. Поскольку у этих элементов заполняется глубинный 4/-подуровень третьего снаружи уровня, они обладают весьма близкими химическими свойствами. С НГ (2=72) возобновляется заполнение г-подуровня и заканчивается у Нд (2=80), после чего электроны заполняют бр-подуро-вень. Заполнение уровня завершается у инертного элемента радона (2=86). В шестом периоде 32 элемента. [c.90] Седьмой период — незавершенный. Заполнение электронами энергетических уровней аналогично шестому периоду. После заполнения 75-подуровня францием (2=87) и радием (2=88) электрон актиния поступает на 6й-подуровень, после которого начинает заполняться 5/-подуровень 14 электронами. Это происходит у атомов элементов актиноидов с 2=90—103. После 103-го элемента идет заполнение бс -подуровня у курчатовия (2=104) и у элемента с 2=105. Актиноиды, как и лантаноиды, обладают многими сходными химическими свойствами. [c.90] При написании электронных формул следует учитывать так называемый провал электрона. Так, электронная формула хрома должна быть 15 25 2р 35 3р 3 45 . Однако на внешнем уровне у атома хрома не два электрона, а один — второй электрон провалился на -подуро-вень второго снаружи уровня. В таком случае расположение электронов у атома хрома 15 25 2р 35 3р 3 451. То же имеет место у МЬ, Мо и других элементов. У Рс1 электроны по уровням располагаются так 2.8.18.18.0 (здесь пятый энергетический уровень вообще отсутствует— оба электрона провалились на соседний уровень). [c.90] В зависимости от того, какой подуровень заполняется электронами, все элементы делят на четыре семейства . [c.90] Распределение электронов по уровням и подуровням происходит в соответствии со шкалой энергий (стр. 53). Это распределение хорошо отражает периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Пользуясь ими, можно составить электронную формулу атома любого элемента. Распределение электронов по уровням (оболочкам) представлено в периодической системе элементов Д. И. Менделеева на стр. 398—399. [c.91] Таким образом, периодические свойства элементов связаны с электронной конфигурацией их атомов и в первую очередь с числом электронов на внешних энергетических уровнях. Периодическая повторяемость внешних электронных конфигураций приводит к периодической повторяемости свойств элементов. [c.91] Учение о строении атомов вскрыло глубокий физический смысл периодического закона. [c.91] Как указывалось в 23, главной характеристикой атома является не атомная масса, а величина положительного заряда ядра. Это более общая и точная характеристика атома, а значит, и элемента. От величины положительного заряда ядра атома зависят все свойства элемента и его положение в периодической системе. В связи с этим претерпела изменение и формулировка закона. [c.91] Новая формулировка закона нисколько не противоречит формулировке, данной Д. И. Менделеевым. Она только базируется на новых данных, которые придают закону и системе научную обоснованность и подтверждают их правильность. [c.92] Периодическая система элементов Д. И. Менделеева правильно отражает периодический закон, а вместе с тем и строение атомов элементов. [c.92] Теория строения атомов объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительных зарядов атомных ядер от 1 до 105 приводит к периодическому повторению строения внешнего энергетического уровня. А поскольку свойства элементов в основном зависят от числа электронов на внешнем уровне, то и они периодически повторяются. В этом — физический смысл периодического закона. В качестве примера можно отметить изменение свойств у первых и последних элементов II, III и IV периодов. Распределение электронов по уровням у первых элементов у лития Li — 2.1 у натрия Na — 2.8.1 у калия К—2.8.8.1 и у вторых у неона Ne —2.8 у аргона Аг— 2.8.8 у криптона Кг—2.8.18.8. Атомы первых элементов периодов имеют на внешнем уровне по одному s-электрону и потому проявляют сходные свойства. Имея незавершенные внешние уровни, они легко отдают валентные электроны, что обусловливает их металлический характер. Атомы же последних элементов периодов имеют на внешних уровнях по восемь электронов (s p ), у них внешние уровни завершены. Это — инертные элементы. [c.92] В малых периодах с ростом положительного заряда ядер атомов возрастает число электронов на внешнем уровне (от 1 до 2 — в I периоде и от 1 до 8 — во II и III периодах), что объясняет изменение свойств элементов в начале периода (кроме I периода) находится щелочной металл, затем металлические свойства постепенно ослабевают и усиливаются свойства неметаллические. [c.92] В четных рядах больших периодовс ростом заряда ядра число электронов на внешнем уровне остается постоянным и равным 2 или 1. Поэтому, пока идет заполнение электронами следующего за внешним (второго снаружи) уровня,свойства Элементов в этих рядах изменяются крайне медленно. Лишь при переходе к нечетным рядам, когда с ростом величины заряда ядра увеличивается число электронов на внешнем уровне (от 1 до 8), свойства элементов начинают изменяться так же, как у типических. [c.92] В свете учения о строении атомов делается понятной разбивка всех элементов на семь периодов, сделанная Д. И. Менделеевым. Номер периода соответствует числу энергетических уровней. [c.92] Но есть у элементов этих подгрупп и общие свойства вступая в химические реакции, все они (за исключением фтора Р) могут выделять по 7 электронов на образование химических связей. При этом атомы подгруппы марганца выделяют 2 электрона с внешнего и 5 электронов со следующего за ним уровня. Таким образом, у элементов побочных подгрупп валентными являются электроны не только внешних, но и предпоследних вторых снаружи) уровней, в чем состоит основное различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп. [c.93] Отсюда же следует, что номер группы, как правило, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей. В этом—физический смысл номера группы. [c.93] Вернуться к основной статье