Proprietățile chimice ale elementelor 3

Savantul englez Dzhon Dalton (1766-1844) a fost primul dintre cei care au dat seama că atomii elementelor diferite diferă în masa lor atomică. Dupa experimente Rutherford a devenit clar că aproape întreaga masă este atomii din nucleele lor concentrate, aceste nuclee sunt încărcate pozitiv, iar această cantitate de încărcare este diferit pentru diferite elemente atomice. Astfel, atomii de elemente diferite diferă între o masă și sarcină a nucleului.

In 1913, unul dintre cei mai buni elevi Rezerforda Genri Gvin Dzheffris Moseley a demonstrat că sarcina nucleului atomic este numărul ordinal al elementului din tabelul periodic (tabelul 1.2), care a fost făcută în 1869, luând în considerare proprietățile chimice ale atomilor. După această descoperire, a devenit proprietăți chtohimicheskie clare ale elementelor sunt determinate zaryadomZatomnogo miez.

Atomii de același element poate avea diferite greutate, ca și numărul lor yadrapri egal de protoni poate conține un număr diferit de neutroni. Atomii având același miez de încărcare, dar numere de masă diferite. Nazyvayutsyaizotopami

Din tabelul 1.1, în care unele configurații predstavlenyelektronnye atomi sarcină pozitivă clar chtovozrastanie de nuclee duce la un electroni periodic umplere aceleași subnivele energetice. Această periodicitate în structura cojile de electroni este prezentată în frecvența proprietăților fizice și chimice ale atomilor și compușii acestora, care a fost deschis de către marele chimist român D. I. Mendeleevym exprimă legea sutperiodicheskogo.

În formularea actuală legea prevede că proprietățile elementelor chimice și forma și proprietățile compușilor elementelor găsite în tabelul periodic, în funcție de sarcina nucleelor ​​atomice. Expresia grafică a legii periodice este un tabel periodic D.I.Mendele-eva (tabelul 1.2), în care, în conformitate cu configurația electronică a atomilor toate elementele sunt împărțite în 7 grupe și 8 perioade.

Fiecare perioadă a tabelului periodic (cu excepția primei) nachinaetsyaschelochnym zakanchivaetsyainertnym metal și gaz. proprietăți fizice care sunt drastic diferite chimice.

gaze inerte (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), diferit de toate celelalte elemente în care nivelul lor de energie externă este umplut complet. Aceste niveluri au o stabilitate deosebită, gazele inerte, astfel satisface pe deplin numele: ele sunt inerte chimic.

Un atom de metal alcalin (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), care urmează gazele inerte cuprind la electroni odnomus la următorul nivel superior. Acești electroni sunt mult mai putin legate de nucleul atomic decât nivelurile de electroni umplut, atomii de metal alcalin astfel încât își pierd ușor individual și devin ioni pozitivi.

Atomii de halogen (F, CI, Br, I, At), în schimb, lipsa unui singur electron pentru a închide cochilia exterior la învelișul de gaz inert. De aceea, atomii atașați ușor de electroni, formând ioni negativi.

perioade suplimentare pot aloca mari (IV-VII) și mici (I-III) .În perioade scurte perioade cu creșterea nuclei de sarcină pozitivă crește numărul de electroni din atomii exteriori subnivel de energie. În elemente de perioade lungi de timp, cu o creștere în sarcina pozitivă a nucleelor ​​atomice pot fi umplute nu numai, ci, de asemenea, subnivele interne de energie externe.

Tabelul 1.2. Sistemul periodic Mendeleev elementelor

Potasiu, de exemplu, este umplut 4S- orbitali 3d goale ocolesc orbital. A patra ( "argon") perioada orbitală 3d incepe sa se umple de scandiu (Sc) - primul din fier elementovgruppy (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni). În al cincilea ( "kripton") perioada orbitala 4d începe să se umple de ytriu (Y) - primul paladiu elementovgruppy (Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd). În a șasea ( "xenon") perioada orbitala 5d începe să se umple de lantan (La), dar la următorul element (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) obrazuyuschihgruppu elemente de pământuri rare (ililantanoidov) umplut 4f orbital. umplerea în continuare a CV-orbitale 5d la hafniu (HF) - "vecin dreapta" lutețiu (Lu), nachinayuschegogruppu de platină (HF, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt). 6d și orbitali 6F încep să completeze actiniu (Ac) și protactiniu (Pa), respectiv, sunt actinide rodonachalnikamigruppy (Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, FM, MD, nr , Lw).

Durata perioadei variază foarte complicat: vIperiode - 2 numere element de voIIiIII- 8 vIViV- 18 vVI- 32. rubezheXIXiXXvekov 2, 8, 18 și 32 cauza confuzie și sunt numite "magic". In timp ce cu greu orice presupus că mecanica cuantică găsi o explicație simplă a acestor numere: ele sunt descrise prin formula 2n 2 și definește numărul maxim de electroni în învelișul exterior al gazelor inerte.

O explicație simplă a mecanicii cuantice, iar numerotarea au avut perioade în tabelul periodic. perioadă, numărul corespunde numărului de cochilii de electroni de atomi.

periodice atomi de masa pentru grupuri combinate care sunt similare în structură, cochilii exterioare și, prin urmare - similare în elemente chimice diferite. Mai mult decât atât, printre elementele aceluiași grup, la rândul lor, se pot distinge elemente ale subgrupului principale (podgruppyA, în tabelul 1.2 sunt deplasate spre dreapta) și subgrupul secundar (podgruppyB, în tabelul 1.2 sunt deplasate spre stânga).

Atomii elementelor din grupa principale conținute de nivelul de energie exterioară, numărul de electroni egal cu numărul de grup. Practic, acești electroni sunt implicate în formarea legăturilor chimice și definesc toate proprietățile chimice și fizice ale elementelor. O astfel de electroni nazyvayutvalentnymi. Astfel, un număr de grup indică numărul de electroni de valență în atomii elementelor principale subgrupe.

subgrup Side includ elemente ale căror atomi au extern pe unul sau doi electroni. La elementele laterale ale subgrupelor de valență electroni sunt necompletate două cochilii exterioare.

În funcție de care dintre subnivele atomice (s -, p -, d - ilif -) electroni de valență umplute ale elementelor sistemului periodic nas, de obicei, subdivizate - elemente (elemente din grupa principala I și grupele II), p - elemente (elemente din grupa principală III - VII grupe), d - elemente (elemente secundare ale subgrupe) și f - elemente (lantanide și actinide).

s-elemente (alcaline și metale alcalino-pământoase) prezintă un proprietăți vyrazhennymimetallicheskimi. sunt definite ca abilitatea atomilor de elemente dona cu ușurință electroni. Creșterea numărului de electroni (1 la 5) nap -podurovnep -elements usilivaetnemetallicheskie atomi proprietăți, adică abilitatea de a atașa electronii atomilor datorită dorinței lor de a dobândi configurație stabilă cu subnivele externe închise.

Toate elementele cu d neumplut - ilif orbitali sunt elemente kperehodnym (grupuri intermediare). Aceste elemente sunt caracterizate printr-o umplutură neregulată pronunțată a cojilor asociate cu creșterea rolului interacțiunii electron-electron cu creșterea chislal cuantice orbitale. și, ca rezultat, o varietate de proprietăți chimice expuse de aceste elemente în compuși chimici.

În concluzie, odată cu creșterea taxei nucleare, adică Numărul ordinal al elementului, schimbând periodic nu numai structura celor două cochilii de electroni exterioare, ci și razele atomice (Tabelul 1.3), precum razele și taxele ionice.

Raza unui atom - este o valoare ambiguă, deoarece norul de electroni al atomului nu are limite clare. Cu toate acestea, acest concept poate fi util și foarte fructuoasă, dacă sunt folosite cu grijă și într-o situație corespunzătoare.

Sub atom rază înțeles în general jumătate din distanța dintre atomii adiacenți în compuși simpli care constau din atomi de un singur element. În perioadele cu sarcină pozitivă crescută a nucleului și gradul de interacțiune electron extern cu razele de bază ale atomilor scade. Principalele Subgrupurile în legătură cu creșterea numărului de nivele de energie de creștere a razelor atomice semnificativ. Subgrupurile de raze crește ușor.

Razele ionilor (Tabelul 1.3) diferă de razele atomilor: raza de ioni încărcați pozitiv este mai mică decât raza atomilor neutri, încărcate negativ și - mai mult. Aceste raze sunt de obicei definite astfel încât suma lor este egală cu distanța medie internuclear în compuși ionici, care vor fi menționate în următorul paragraf al acestei secțiuni.

Tabelul 1.31. Razele atomilor si ionii cu cochilii exterioare pline, Å