Периодический закон и электронное строение атома

Естественно, что фундаментальный закон химии, открытый Д. И. Менделеевым, — периодический закон—должен найти себе объяснение в закономерности строения атоМов, вскрываемой квантовой механикой. Периодичность в изменении химических свойств элементов при возрастании заряда ядра определяется периодическим повторением у определенных атомов строения внешних электронных оболочек. Легко заметить, что число электронов в последовательности от 5 до ближайшей конфигурации (первый период) или (остальные периоды) равно 2, 8, 8, 18, 32 (табл. 3), т. е. совпадает с числом элементов в периодах системы Д. И. Менделеева и объясняет, почему именно столько элементов содержится в данном периоде. Период начинается элементом, у которого впервые в системе возникает новый квантовый слой, содержащий один л-электрон (щелочной металл), и оканчивается элементом, у которого впервые в этом квантовом слое достраивается шестью электронами -подоболочка (благородные газы). Очевидно, что номер периода )авен главному квантовому числу электронов внешнего слоя. Например, атом натрия, открывающий третий период, и атом аргона, заканчивающий его, имеют конфигурации К 13л и К соответст- [c.60]

Однако к моменту открытия периодического закона только лишь стали утверждаться представления о молекулах и атомах. Причем атом считался не только наименьшей, но и элементарной (т. е. неделимой) частицей. Прямым доказательством сложности строения атома было открытие самопроизвольного распада атомов некоторых элементов, названное радиоактивностью. В 1896 г. французский физик А. Беккерель обнаружил, что материалы, содержащие уран, засвечивают в темноте фотопластинку, ионизируют газы, вызывают свечение флюоресцирующих веществ. В дальнейшем выяснилось, что этой способностью обладает не только уран. Титанические усилия, связанные с переработкой огромных масс урановой смоляной руды, позволили П. Кюри и М. Склодовской открыть два новых радиоактивных элемента полоний и радий. Последовавшее за этим установление природы а-, (5- н у-лучей, образующихся при радиоактивном распаде (Э. Резерфорд, 1899 —1903 гг.), обнаружение ядер атомов диаметром 10 нм, занимающих незначительную долю объема атома (диаметр 10 нм) (Э. Резерфорд, 1909— 1911 гг.), определение заряда электрона (Р. М и л л и к е н, 1909— 1914 гг.) и доказательство дискретности его энергии в атоме (Дж. Ф р а н к, Г. Г е р ц, 1912 г.), установление заряда ядра, равного номеру элемента (Г. Мозли, 1913 г.), и, наконец, открытие протона (Э. Резерфорд, 1920 г.) и нейтрона (Дж. Чедвик, 1932 г.) позво или предложить следующую модель строения атома [c.23]

С развитием электронной теории строения атомов стало ясно, что химические свойства элементов являются функцией электронной стрз ктуры атомов. Отсюда следует, что в качестве объективного критерия, однозначно определяющего положение элемента в Периодической системе, целесообразно выбрать именно электронное строение атома. Поэтому в развитии Периодического закона выделяют три этапа. На первом этапе в качестве аргумента, определяющего свойства элементов, была выбрана атомная масса и закон был сформулирован Д.И.Менделеевым следующим образом "Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от их атомного веса". На втором этапе было выяснено значение атомного номера, который, как оказалось, определяет заряд ядра атома. Открытие изотопов и изобаров показало, что истинным аргументом, определяющим природу элемента, является именно заряд ядра, а не атомная масса. Действительно, атомы с одинаковой атомной массой — изобары (например, Ат, °К, — принадлежат разным элементам, в то вре- [c.226]

Многие химические и физические процессы могут быть объяснены с помощью простых моделей строения атома, предложенных Резерфордом, Бором и другими учеными. Каждая из таких моделей, чем-то отличаясь, тем не менее предполагает, что каждый атом состоит из трех видов субатомных частиц протонов, нейтронов и электронов. Это далеко не полная картина, но для наших целей этого пока достаточно. Протоны и нейтроны образуют ядро атомов. Ядро намного тяжелее электронов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома, но ядро занимает лишь ничтожную часть объема. Электроны движутся (часто говорят вращаются ) вблизи ядра по определенным законам. Ядро может быть описано всего лишь двумя числами — порядковым номером атома в периодической системе элементов (его называют атомным номером и обозначают символом ) и массовым числом символ А). [c.15]

Используемое ныне в научной литературе выражение "превращение химических элементов" некорректно. Оно подменяет конкретный объект превращения (атом), неопределенным понятием (химический эле.мент). Недостатком формулировки закона радиоактивных смещений (правильнее превращений ) является то, что она не выделяет подвиды атомов как объект превращения. Она, по-прежнему, "вяжет" их к смещениям в Периодической системе. Возникает принципиальное несоответствие между законом и наглядной его иллюстрацией. Периодическая система химических элементов имеет в основе своей структуры устройство электронной оболочки атомов. Строение ядра имеет здесь лишь опосредованное значение через равенство Ерц. = 1 . Закон же радиоактивных превращений касается исключительно ядерных преобразований и индифферентен (в рамках данных рассмотрений ) к структуре электронной оболочки. И в этом аспекте рассмотрения система атомов идентична системе ядер. Мы как бы на время, игнорируем присутствие электронной оболочки. [c.102]

За прошедшие сто лет были исправлены атомные веса ряда элементов, было открыто более 40 новых элементов и среди них 101-й — менделеевий Md. Все они нашли свое место в периодической системе элементов Менделеева, которая приобрела огромное значение в химии и во всех сопредельных областях знания. С каждым годом она углублялась, непрерывно увеличивая и расширяя свое внутреннее содержание. Периодическая система явилась как бы призмой, через которую можно было рассмотреть в атомном разрезе весь мир. Исключительное значение в понимании периодического закона элементов принадлежит теории строения атомов и прежде всего строению их электронных оболочек. Оказалось, что химические свойства элементов определяются внетнними электронными оболочками, строение которых закономерно периодически возвращается. Характером заполнения оболочек у разных атомов можно было объяснить, например, эффект так называемого лантаноидного сн атия, наблюдаемого не только у группы редких земель, но и у группы актиноидов. [c.205]

Таким образом, при переходе от любого элемента Периодической системы Д. И. Менделеева к следующему заряд ядра увеличивается на единицу, также на единицу увеличивается и число электронов. Величина заряда атомного ядра любого элемента 2 есть не что иное, как его атомный, или порядковый номер в Периодической системе. Величина 2 также равна числу электронов в атоме данного элемента и определяет его химические свойства. Очевидно, что с увеличением числа Z строение атома соответствующего элемента усложняется. Так атом урана — одного из самых тяжелых элементов — имеет 2—92, и, следовательно, содержит 92 электрона, вращающихся вокруг ядра. Можно полагать, что такое большое число двигающихся частиц должно располагаться внутри атома некоторым упорядоченным образом. Каков же этот порядок Можно ли его найти, пользуясь законами Ньютона и небесной механики, или этот микромир подчиняется своим особым законам Для ответа на подобные вопросы следует познакомиться с данными, характеризующими движение микрочастиц. [c.230]

Усложнение атомов элементов есть результат развития, а не механического роста. Эту сушность периодического закона подтвердила и углубила современная теория строения атома. Усложнить атом элемента с точки зрения теории строения атома — значит ввести в ядро протон, а в электронную оболочку электрон. В результате такого количественного изменения появляется новый элемент с новыми свойствами. Такое развитие и наблюдается по периодам от элемента к элементу. [c.48]

Электронное строение атома в нормальном (невозбужденном) состоянии определяется числом электронов в атоме. Если атом не возбужден, электроны занимают такие орбитали, на которых их энергия минимальна. Число электронов в атоме равно положительному заряду ядра. Таким образом, заряд ядра является характеристикой, определяющей электронное строение атомов, а следовательно, и свойства элементов. Поэтому в настоящее время периодический закон формулируется следующим образом свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов. [c.59]

Геосферы — обо.лочки земной коры, более или менео однородные по своему составу и образовавшиеся в сравнительно одинаковой физико-химической обстановке. Поэтому все явления, происходящие в геосферах, рассматриваются на основе учения о термодинамич. равновесии, правила фаз и других законов физич. химии с тем или иным приближением — в зависимости от сложности явлений, происходящих в той или иной геосфере, как, напр., в биосфере. Основными параметрами. этих природных равновесий в геосферах являются давление, темп-ра, число фаз, их химич. состав и др. 13 пределах внешних геосфер между геосферами с разной интенсивностью непрерывно идет обмен веществ, миграция химических элементов. Распределение химич. эле-мептов по оболочкам Земли имеет закономерный характер и зависит от физико-химич, свойств самих элементов и образуемых ими соединений, в первую очередь, — от строения внешних. электронных оболочек атомов и ионов, т. с. от ноложеиии элемента в периодической системе Менделеева. Геохымическ1 .я к.гис-сиф1и аци,ч элементов может быть иллюстрирована кривой ато.мных объемов — ркс. 2. [c.423]

Атомом водорода, собственно говоря, и ограничился точный расчет электронных оболочек и зависящих от их строения свойств атомов. Возможности науки начала XX века оказались недостаточными для расчета более сложных атомов, чем атом водорода. Оставалось рисовать лищь приблизительные картины устройства электронных оболочек других атомов, используя для этого данные о строении атома водорода, опираясь на показания спектрального анализа и руководствуясь периодическим законом и общими соображениями об устойчивости различных комбинаций электронов. [c.206]