Структура периодической таблицы химических элементов

Теперь легче объяснить многие факты, изложенные в гл. 7. Структура периодической таблицы, с ее группами и периодами, может рассматриваться как проявление определенной последовательности энергетических уровней атомов (см. рис. 9-2). Элементы одной группы обладают сходными химическими свойствами потому, что они имеют одинаково запол- [c.399]

Решающее значение для характеристики химических свойств элементов имеет внешняя электронная оболочка атомов. Менее резко выражена зависимость свойств атомов и ионов от второго снаружи слоя. Влияние структуры этого слоя сказывается тем сильнее, чем меньше электронов в самом внешнем слое. Н. Бор в своем варианте периодической таблицы расположил элементы, исходя из аналогичности электронных структур нейтральных атомов. В рамках помещены элементы, в атомах которых происходит заполнение внутренних электронных слоев второго (простая рамка) или третьего (двойная рамка) снаружи (см. с. 86). [c.85]

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА — естественная система химических элементов, созданная гениальным русским химиком Д. И. Менделеевым. Расположив элементы в последовательности возрастания атомных масс и сгруппировав элементы с аналогичными свойствами, Д. И. Менделеев составил таблицу элементов, закономерности которой теоретически вытекают из сформулированного им периодического закона Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, находятся в периодической зависимости от их атомного веса (1869—1871 гг.). Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева позволяют установить свя ь между всеми химическими элементами, предсказать существование ранее неизвестных элементов и описать их свойства. Как впоследствии стало известно, периодичность в изменении свойств элементов обусловлена числом электронов в атоме, электронной структурой атома, периодически изменяющейся по мере возрастания числа электронов. Число электронов равно положительному заряду атомного ядра это число равно порядковому (атомному) номеру элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Отсюда современная формулировка периодического закона Свойства элементов, а также свойства образованных ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов их атомных ядер (2) . Поскольку атомные массы элементов, как правило, возрастают в той же последовательности, что и заряды атомных ядер, современная форма таблицы периодической системы элементов полностью совпадает с менделеевской, где аргон, кобальт, теллур расположены не в порядке возрастания атомной массы, а на основе их химических свойств. Это несоответствие рассматривалось противниками Д. И. Менделеева как недостаток его системы, но, как позже было доказано, закономерность нарушается в связи с изотопным составом элементов, что также предвидел Д. И. Менделеев. Периодический закон и периодическая система элементов [c.188]

При изучении структуры периодической системы и расположения в пей химических элементов легко заметить, что металлические элементы отделены от неметаллов условной диагональной линией, проходящей от бора к астату. Неметаллы занимают верхнюю правую часть таблицы, и по периодам распределяются следующим образом в первом периоде — два (И, Не) во втором — шесть (В, С. Ы, О, Г, Ые) в третьем — пять (81, Р. 8, С1, Аг) в четвертом — четыре (Аз, 8е, Вг, Кг) в пятом — три (Те, I, Хе) и в шестом — два (А , Ян). [c.229]

Рассмотрим структуру Периодической системы элементов (короткую форму таблицы). Каждый химический [c.31]

Периодичность химических свойств элементов отражает периодичность их электронных конфигураций. Элементы одной группы периодической системы должны иметь одинаковое число валентных электронов, связанных с заданным значением квантового числа I, если бы правило п + I строго соблюдалось. Например, все инертные газы, за исключением гелия, имеют конфигурации п у пр) , все элементы группы кислорода— кон-фигурации (п8У(пр), все щелочные металлы — конфигурации пз) и т. д. В действительности структура современной периодической таблицы отражает закономерности в изменении квантового числа I последнего электрона, размещаемого в атоме по правилу заполнения (рис. 7.1). [c.133]

В первоначальном варианте таблицы Д. И. Менделеева элементы располагались в порядке возрастания атомных масс и группировались по сходству химических свойств. Объяснение периодическому закону и структуре периодической системы в дальнейшем было дано на основе квантовой теории строения атома. Оказалось, что последовательность расположения элементов в таблице определяется зарядом ядра, а периодичность физико-химических свойств связана с существованием электронных оболочек атома, постепенно заполняющихся с возрастанием 2. [c.33]

На протяжении всей этой книги постоянно подчеркиваются взаимосвязи между свойствами элементов и их соединений, которые являются неотъемлемой чертой систематики элементов в периодической таблице. Родственные взаимосвязи между элементами, находящимися в одной колонке, служили основой для рассмотрения благородных газов, галогенов, халькогенов, групп азота, углерода и кремния. Закономерности, наблюдающиеся в рядах, подчеркивались при рассмотрении электронной структуры, относительной электроотрицательности и образования химических связей для того чтобы показать, как изменяются те или иные свойства в зависимости от порядкового номера, использовались многочисленные графические изображения. Энергия ионизации (потенциал ионизации), ковалентные, ионные и вандерваальсовы радиусы, термодинамические характеристики (значения энтропии, теплот образования и тепловых эффектов) — вот некоторые свойства, рассмотренные как функция Z. [c.289]

Рассмотрим теперь соотношения между спектрами различных атомов. Химики уже давно признали великую силу периодической системы Менделеева, упорядочивающую их эмпирические знания о химических свойствах атомов. Так как все эти свойства в конечном счете относятся к энергетическим состояниям атомов, то мы должны ожидать, что периодическая система будет играть важную роль в сравнении различных атомных спектров. Более того, как показал Бор, теория строения атома, приводящая к картине группировки электронов в заполненные оболочки, дает ясное понимание того, почему в таблице элементов периодически встречаются элементы с похожими свойствами. В этом разделе мы рассмотрим опытные данные, относящиеся к общей структуре атомных спектров в их отношении к периодической таблице. [c.320]

Название периодическая таблица , возможно, является неподходящим, так как были предложены буквально сотни разных видов периодических таблиц элементов. Первые из них появились задолго до возникновения современной теории атомной структуры и были основаны на сравнении химических свойств элементов. Менделеев был первым, кто разработал таблицу, в основном похожую на таблицы, используемые в наши дни. Общий, современный расширенный вид таблицы можно найти на втором форзаце книги. [c.38]

Принципиальной основой, избранной Менделеевым для классификации элементов по группам, было сходство их валентности. Это сходство теперь можно объяснить с точки зрения электронной структуры атомов. Можно понять также, почему металлы Ag, Си и Аи, формально подобные металлам Ы, Ыа, К, НЬ и Сз тем, что все они имеют стабильные состояния окисления +1, не очень похожи на эти элементы. В группе Ы имеется один валентный электрон вне очень устойчивого остова атома инертного газа, в то время как в атоме элемента группы Си под внешним электроном находится заполненный -подуровень, который не особенно сопротивляется потере электронов и является довольно рыхлым и деформируемым. Можно также понять, почему формальное сходство окислительных состояний элементов с частично заполненными -подуровнями с окислительными состояниями атомов, которые имеют только 5- и р-электроны во внешних уровнях, в действительности является только формальным. Несомненно, N и V не имеют подлинного химического сходства. В современных типах периодической таблицы элементы, у атомов которых заполняются - и /-подуровни, называют переходными элементами-, их помещают отдельно от непереходных элементов. Последовательности элементов Ые и На—Аг называют соответственно первым и вторым малыми периодами. Ряды 5с—N1, —Р(1 и Ьа—Р1 (за исключением четырнадцати элементов, следующих непосредственно за Ьа) называют соответственно первым, вторым и третьим рядами переходных элементов. Четырнадцать элементов, Се—Ьи, у которых заполняются 4/-орбитали, [c.38]

Сильными восстановителями являются такие химические элементы, которые при потере одного электрона образуют устойчивую электронную конфигурацию инертных газов. Такого рода элементы находятся в группе I периодической таблицы Менделеева это N3, К, № и Сз. Элементы группы 1Б также теряют один электрон, образуя положительный ион, несущий один заряд, однако другие причины лимитируют их восстановительную силу. На своей внешней электронной оболочке элементы группы 1А имеют один электрон, который весьма легко отдается с образованием однозарядного положительного иона. Такой ион имеет электронную структуру инертного газа. [c.42]

Уже известный вам Дмитрий Иванович Менделеев установил, что если расположить химические элементы в порядке возрастания их атомного веса, то наблюдается интересная закономерность свойства химических элементов окажутся в периодической зависимости от их атомного веса. В то время Менделеев почти ничего не знал о вашем внутреннем строении. Ему не было известно, что именно те элементы, которые обладают близкими свойствами, имеют сходную электронную структуру. Иначе он легко пришел бы к выводу, что раз в строении электронного слоя наблюдается определенная периодичность, то она должна быть и в свойствах элементов. Но Менделеев открыл периодический закон, не зная строения атомов, и таким образом совершил научный подвиг. Он разместил все элементы в своей знаменитой периодической таблице. Эта таблица напоминает план нашего класса. Периодическая таблица Менделеева имеет восемь столбцов. Над первым Менделеев написал Первая группа — и поставил в ряд один под другим элементы от Водорода до Франция включительно (точнее, до Цезия, так как Франций в то время еще не был известен). [c.193]

В связи с открытием изотопии часто обсуждался вопрос о необходимости пересмотра понятия химического элемента как определенной совокупности признаков, отвечающих данному порядковому номеру или данной клетке таблицы Менделеева. Действительно, различия в физико-химических свойствах изотопов заметны, а иногда, как у водорода, даже значительны, а радиоактивные свойства и характер ядерных реакций у них настолько различны, что они совершенно выходят за рамки периодической системы элементов, В таком пересмотре понятия химического элемента нет, однако, никакой надобности. Все изотопы данного элемента имеют совокупность признаков, качественно отличающих их от всех изотопов другого элемента. Они находятся в одинаковых валентных состояниях и образуют молекулы одинакового строения, вступают в одинаковые химические реакции, имеют спектры одинаковой структуры и т. д. Небольшие количественные различия в скоростях и энергиях реакций, в геометрических и энергетических параметрах молекул и др. не устраняют это качественное тождество, характеризующее данный химический элемент. Радиоактивные свойства ядер и ядерные процессы выходят за рамки признаков, характеризующих химические элементы, уже хотя бы потому, что они связаны с процессами превращения элементов, т. е. с переходами от одних клеток таблицы Менделеева в другие. [c.24]

Редкими землями называется группа из пятнадцати химически-сходных элементов, расположенная в периодической таблице между барием (II группа) и гафнием (IV группа). В то время, когда это название давалось, термин редкие земли был выбран, с одной стороны, для обозначения относительной редкости этих элементов, с другой—-для указания сходства их окислов с окислами щелочноземельных. металлов. Ввиду того, что периодический закон предусматривал между барием и гафнием только один элемент, существование редкоземельной группы в течение некоторого времени являлось загадкой. Развитие теории строения атомов показало, что объяснение этого факта лежит в их необычной электронной структуре. [c.35]

Те переходные металлы, которые можно получить более чем в одной форме, расположены в левой части периодической таблицы, в первом длинном периоде. Это элементы, у которых сравнительно мало электронов на -уровне или небольшие атомы. В этом разделе рассматриваются титан, цирконий, гафний, торий, хром, вольфрам, марганец, железо, кобальт и ртуть скандий, иттрий и лантан рассматриваются вместе с их химическими аналогами — лантанидами. Относительно хрома и вольфрама существует некоторое сомнение, остальные элементы, кроме кобальта и ртути, при высоких температурах имеют объемноцентрированную кубическую структуру. [c.109]

Вступая в химические соединения, атомы многих элементов приобретают электронную структуру инертного газа, расположенного по соседству с этим элементом в периодической таблице путем присоединения или отрыва одного или нескольких электронов. Получая электрический заряд, атомы превращаются соответственно в анионы или катионы. Анионы и катионы как разноименно заряженные устойчивые частицы притягиваются друг к другу и образуют молекулу с ионной связью. [c.7]

Электронные конфигурации атомов и ионов элементов периодической системы. Первоначально в таблице периодической системы Д. И. Менделеева (1869 г.) элементы были расположены на основании их атомных масс и химических свойств. В действительности оказалось, что решающий фактор при этом — не атомная масса, а заряд ядра и, соответственно, число электронов в нейтральном атоме. Применение трех положений, определяющих распределение электронов в многоэлектронных атомах, позволяет объяснить оболочечную структуру атомов и принципы построения таблицы периодической системы элементов (ПС). [c.64]

Различные концепции помогают навести порядок и создать систему в неорганической химии. Самые старые из них, и пока еще самые плодотворные, основаны на периодической системе элементов. Последняя в свою очередь опирается на электронное строение газообразных атомов. Как было уже показано в гл. 2, при последовательном добавлении электронов на доступные энергетические уровни можно построить таблицу электронных структур элементов вплоть до самого тяжелого из известных сейчас элементов лоуренсия с 2=103. Более того, на основе электронных конфигураций элементы можно расположить в виде таблицы, подобной обычной длинной форме периодической системы. Однако периодическую систему можно обосновать чисто химическими свойствами элементов, и одно из главных ее назначений — облегчать мнемоническое запоминание множества химических фактов. [c.217]

Том I (1962 г.) содержит общие сведения атомные веса и распространенность элементов единицы измерения физических величин соотношения между единицами измерения физических величин измерение температуры и давления математические таблицы и формулы важнейшие химические справочники и периодические издания основные данные о строении вещества и структуре кристаллов физические свойства (плотность и сжимаемость жидкостей и газов, термическое расширение твердых тел, жидкостей и газов равновесные температуры и давления критические величины и константы Ван-дер-Ваальса энергетические свойства теплопроводность электропроводность и числа переноса диэлектрическая проницаемость дипольные моменты вязкость поверхностное натяжение показатели преломления) краткие сведения по лабораторной технике. Имеется предметный указатель. [c.23]

VI групп, примыкающие к диагонали бор — астат,— типичные полупроводники (т. е. их электрическая проводимость с повышением температуры увеличивается, а не уменьшается). Характерная черта этих элементов — образование амфотерных гидроксидов (с. 151). Наиболее многочисленны d-металлы. В периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева они расположены между S- и р-элементами и получили название переходных металлов. У атомов d-элементов происходит достройка d-орбиталей. Каждое семейство состоит из десяти d-элементов. Известны четыре d-семейства 3d, 4d, 5d, и 6d. Кроме скандия и цинка, все переходные металлы могут иметь несколько степеней окисления. Максимально возможная степень окисления d-металлов +8 (у осмия, например, OsOj). С ростом порядкового номера максимальная степень окисления возрастает от III группы до первого элемента VIII группы, а затем убывает. Эти элементы — типичные металлы. Химия изоэлектронных соединений d-элементов весьма похожа. Элементы разных периодов с аналогичной электронной структурой d-слоев образуют побочные подгруппы периодической системы (например, медь — серебро — золото, цинк — кадмий — ртуть и т. п.). Самая характерная особенность d-элементов — исключительная способность к комплексообра-зованию. Этим они резко отличаются от непереходных элементов. Химию комплексных соединений часто называют химией переходных металлов. [c.141]

Формально Д. Н. Трифонов признает, что взгляд на Периодическую систему, как на нечто законченное, глубоко ошибочен, ибо оказывается отражением слишком упрощенного понимания явления периодичности . Такое заявление автора можно было бы только приветствовать, если бы он сам следовал ему на деле. В действительности же, его вполне устраивает Периодическая таблица, надо только наглухо закрыть ее верхнюю границу . Такой вывод с определенностью вытекает из следующего заявления Д. Н. Трифонова ... всю предшествующую историю системы можно рассмат-ривагь как цепь последовательных шагов, направленных на все более детальное упорядочение множества химических элементов. Менделеевский Опыт системы,.. был первым звеном в этой длинной цепи. На ее другом конце мы видим современную структуру системы . Автор однозначно определил свою позицию относительно другого конца — это таблица химических элементов. Он даже склонен канонизировать [c.167]

Оболочечная структура электронных состояний атомов, следуюшая из законов движения электронов, объясненных квантовой механикой, была в некоторой степени предугадана замечательным русским химиком Менделеевым в 1868 г., т. е. задолго до появления квантовой механики, Менделеев открыл периодический закон химических элементов, который он выразил в виде таблицы апериодической системы элементов по группам и рядам . Периодическая система элементов Менделеева состоит из десяти горизонтальных рядов, которые составляют семь периодов, и девяти групп (вертикальных столбцов), в которых один под другим расположены сходные между собой элементы. Первоначальная таблица Менделеева содержала только восемь групп, так как инертные газы в то время не были еше известны. Произведенное Менделеевым размещение элементов в периодической системе оказалось полностью отражающим строение атомов, найденное современной квантовой механикой. Каждому периоду системы элементов Менделеева соответствует одна электронная оболочка в атоме. [c.361]

До сих пор мы рассрлатривали влияние структуры на основность гомологов различных классов органических соединений, имеющих одну и ту же функциональную группу. Теперь пришло время рассмотреть те немногие имеющиеся данные по такому важному вопросу, как зависимость основности соединения от положения в периодической таблице атома элемента, несущего основные свойства, среди столь сходных по структуре соединений, как амины, фосфины, арсины, сульфиды, простые эфиры, хлориды и т. д. (табл. 8). Кислотно-основное взаимодействие — почти единственная химическая реакция, присущая всем этим соединениям, и вопрос о том, как их можно сравнивать на этой основе, имеет большое теоретическое значение. [c.267]

Пример первого из них рассмотрен в работе Ю. Б. Ру-мера и А. И. Фета [11], едва ли не единственной в своем роде. В ней авторы приходят к таблице химических элементов, полученной без использования модели Резерфорда, из общих принципов симметрии, разработанных в теории адронов . Рассматривая атом как бесструктурную частицу (как бы не имеющую ядра и электронных оболочек) и применяя к нему общие принципы физики симметрии (кулоновское поле в развиваемую теорию входит неявно), Ю. Б. Румер и А. И. Фет показывают, что состояния такого бесструктурного атома должны изображаться векторами пространства, где определено некоторое представление группы Spin (4) . В результате математически очень сложного вывода получается модель, описывающая совокупность состояний бесструктурного атома , причем эта модель без сколь-либо заметных отклонений соответствует структуре периодической системы элементов. Чрезвычайно существенно, что исходным пунктом рассуждений является представление об атоме как [c.36]

Е138. Альбанский В. Л. Таблица периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева на основе электронных структур атомов. Ж. общ. химии, 1951, 21, №8, 1393-1395." [c.67]

Учашиеся должны получить ясное представление о том, что форма современной периодической таблицы не зависит ни от какого произвола, а определяется экспериментально наблюдаемыми химическими свойствами элементов ее структура не предопределяется какой-либо теорией (объяснение периодической системы на основе представлений о строении атома излагается в двух следующих главах). Учащиеся должны усвоить названия различных частей периодической таблицы и понять, что, запомнив свойства нескольких химических веществ, они смогут делать довольно точные предсказания свойств многих других веществ. [c.573]

Другие элементы нулевой группы периодической таблицы — неон, аргон, кринтон, ксенон и радон — в химическом отношении также инертны, поскольку и их электронная структура весьма устойчива. Подобные исключительно устойчивые электронные структуры наблюдаются в том случае, когда вокруг ядра имеется 2, 10, 18, 36, 54 и 86 электронов. [c.94]

Химические свойства кремния и бора во многом похожи на свойства их соседей по диагонали периодической таблицы. Кремний один из самых распространенных элементов, и он играет важную роль в геохимии. Изучение силикатных систем вносит важный вклад в наше иоиилгалие структуры, особенно ее изменений в результате изменения состава и протекания реакций замещения в твердой фазе. [c.321]

Атомы химических элементов с незавершенным внешним энергетическим уровнем, т. е. те, у которых число электронов меньше восьми (все элементы, кроме благородных газов), при химических реакциях стремятся заполнить свой внешний уровень. Элементы, расположенные в левой части периодической системы, атомы которых на внешнем уровне имеют 1—3 электрона, отдавая электроны, приобретают электронную структуру благородного газа предыдущего периода. Элементы правой половины таблицы Д. И. Менделеева, завершая свой внешний уровень путем присоединения электронов, приобретают элек тронную структуру благородного газа своего периода. [c.54]

Молекулы. Как уже указывалось, электронная конфигурация инертного газа является наиболее стабильной, и естественно предположить поэтому, что в химическом соединении атомы стремятся принять структуру инертных газов (теория Косселя). Например, натрий имеет один электрон на своей внешней (валентной) оболочке, а хлор имеет семь электронов. Натрий, следовательно, переносит один электрон на хлор, образуя при этом структуру неона, тогда как хлор приобретает структуру аргона. Этот перенос делает натрий заряженным положительно, тогда как хлор становится заряженным отрицательно. Эти заряженные частицы известны как ионы хлора и натрия. Так как эти ионы заряжены противоположным знаком, то между ними существует электростатическое притяжение такая электростатическая связь называется ионной связью. Это обычный тип химической связи между электроположительными элементами I или II группы и электроотрицательными элементами VII группы периодической таблицы. Во всех этих элементах легко совершается переход к С1руктуре инертного газа. [c.19]

Для окончательного решения невыясненных вопросов (прежде всего о положении редкоземельных элементов) требовались новые данные. Значение открытия Менделеева, таким образом, и состоит в том, что он дал важнейшие варианты таблицы периодической системы элементов, в которых учтены основные данные о химических элементах, на том этапе развития химии, который принято называть химическим или доборовским. При этом на основе изучения физико-химических свойств элементов им была предпринята попытка связать строение системы с не познанной еще структурой элементов. [c.35]

Как мы говорили, внешним выражением периодического закона Менделеева была таблица, т. е. распределение всех изучаемых объектов, а в данном случае химических элементов, по двум координатам на плоскости. Помимо чисто внутреннего изменения содержания самой таблицы, исправления её структуры и даже коренных дополнений, например, новой, нулевой, группы, эта таблица в течение прошедших 70 лет пережила около 80 различных попыток вариаций, стремившихся отобразить внешне в более совершенной форме выражаемые ею основные закономерности периодичес1чого закона. Среди этих многочисленных, иногда очень остроумных, попыток, сделанных в разных странах мира, были попытки перейти от двух координат к более сложным — трёхлмерным системам от плоской спирали —к винтовой нарезке на поверхности [c.111]

Плутоний принадлежит к элементам VH периода таблицы Менделеева и следует в нем за ураном и нептунием. В отношении места этих элементов в периодической системе в настоящее время наиболее распространена теория Сиборга [3, гл. 17 170, 203, гл. 11 646, 648]. По этой теории у элементов, начиная формально с тория и кончая лауренсием, происходит последовательное заполнение четырнадцатью электронами внутреннего энергетического уров1НЯ 5/. Так как количество внешних валентных электронов (один электрон 6d и два —7s) при этом не меняется и остается рав ным количеству валентных электронов актиния, химические и физические свойства членов ряда должны быть сходны, а сам ряд получил название актинидов. Подобная закономерность четко выражена у лантанидов, имеющих электронную структуру сверх структуры ксенона if ndQs и главную валентность 3. [c.13]

Химические свойства элементов и характер их атомных спектров также периодически повторяются. Сама структура таблицы Менделеева опредачяется строением внешних электронных оболочек атомов. [c.39]

Итак, атомный номер, заряд ядра, или количество электронов в атоме, поскольку последний в целом элект-ронейтрален, является основанием для размещения элементов в таблице. Иначе говоря, подлинной причиной физических и химических свойств элементов, закономерной их повторяемости, определенного положения любого элемента в периодической системе является количество и порядок распределенил электронов в атоме (но энергетическим уровням и подуровням — орбиталам), т. е. его структура. [c.279]

В монография излагается сущность периодической системы Менделеева с позиций современных научных представлений. Утверждается, что инертные газы в соответствии со строением их электронных оболочек и способностью к образованию химических соединений следует относить к элементам VIII группы. Обосновывается принадлежность лантаноидов и актиноидов ко II—VIH группам и подчеркивается, что вынесение их под таблицу не отвечает данным атомной физики и химии, нарушая целостность периодической системы. Обосновывается необходимость тонких смещений элементов-аналогов в периодической системе из вертикальных ря/ ов с целью отражения различий строения их внутренних электронных оболочек и физико-химических свойств. Вводится представление об обменных орбитальных связях, возникающих при перекрывании внешних заполненных оболочек ионов. На этой основе объясняется происхождение кристаллических структур металлов, их полиморфных модификаций, а также структур важнейших тугоплавких соединений. С тех же позиций рассматриваются структуры жидких металлов и влияние высоких давлений на фазовые превращения элементов. [c.4]