Краткий конспект подготовки к ЗНО по химии №4 Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Подготовка к ВНО. Химия.
Конспект 4. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Открытие Периодического закона

Основной закон химии – Периодический закон был открыт Д.И. Менделеевым в 1869 году в то время, когда атом считался неделимым, и о его внутреннем строении ничего не было известно. В основу Периодического закона Д.И. Менделеев положил атомные массы (ранее – атомные веса) и химические свойства элементов. Расположив 63 известных в то время элемента в порядке возрастания их атомных масс, Д. И. Менделеев получил естественный (природный) ряд химических элементов, в котором он обнаружил периодическую повторяемость химических свойств. Например, свойства типичного металла лития  повторялись у элементов натрия  и калия , свойства типичного неметалла фтора  – у элементов хлора , брома , иода .
У некоторых элементов Д. И. Менделеев не обнаружил химических аналогов (например, у алюминия  и кремния ), поскольку такие аналоги в то время были еще неизвестны. Для них он оставил в естественном ряду пустые места и на основе периодической повторяемости предсказал их химические свойства. После открытия соответствующих элементов (аналога алюминия – галлия , аналога кремния – германия  и др.) предсказания Д. И. Менделеева полностью подтвердились.

Периодический закон в формулировке Д.И. Менделеева

Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.

Периодическая система химических элементов

На основе Периодического закона Д.И. Менделеев создал Периодическую систему химических элементов. Она состоит из 7 периодов и 8 групп (короткопериодный вариант таблицы).

Периоды – это горизонтальные ряды таблицы. Они подразделяются на малые и большие.
В малых периодах находится 2 элемента (1-й период) или 8 элементов (2-й, 3-й периоды), В больших периодах – 18 элементов (4-й, 5-й периоды) или 32 элемента (6-й, 7-й период). Каждый период начинается с типичного металла, а заканчивается благородным газом.

Группы – это вертикальные последовательности элементов, они нумеруется римской цифрой от I до VIII и русскими буквами А и Б. Короткопериодный вариант Периодической системы включает подгруппы элементов (главную и побочную).

Подгруппа – это совокупность элементов, являющихся безусловными химическими аналогами; часто элементы подгруппы обладают высшей степенью окисления, отвечающей номеру группы.
В А-группах химические свойства элементов могут меняться в широком диапазоне от неметаллических к металлическим (например, в главной подгруппе V группы азот – неметалл, а висмут – металл).
В Периодической системе типичные металлы расположены в IА группе (),
IIА () и IIIА ().
Неметаллы расположены в группах VIIА (), VIА (), VА (), IVА () и IIIА ().
Некоторые элементы А-групп (бериллий , алюминий , германий , сурьма , полоний  и другие), а также многие элементы Б-групп проявляют и металлические, и неметаллические свойства (явление амфотерности).

 Некоторые главные подруппы имеют свои особенные названия:

  В каждой ячейке, соответствующей элементу, представлены: химический символ, название, порядковый номер, соответствующий числу протонов в атоме, относительная атомная масса.

Число электронов в атоме соответствует числу протонов. Количество нейтронов в атоме можно найти, по разности меду относительной атомной массой и количеством протонов, т.е. порядкового номера.

У каждой группы есть формула высшего оксида, т.е. оксиды с максимальной степенью окисления элементов. Эта информация написана внизу таблицы.
Например, для элементов V группы, формула высшего оксида: . Это  .

По составу высшего оксида элемента можно определить его свойства. Оксиды состава  – основные,  – чаще всего – амфотерные. Остальные оксиды – кислотные. Чем выше степень окисления элемента , чем ярче выраженными кислотными свойствами обладает его оксид.

Таким образом, кислотность высших оксидов элементов главных подгрупп увеличивается по периоду слева направо.

В таблице отражен состав летучих водородных соединений. Такие соединения образуют элементы IV-VII групп, причем только легких.

Изменение атомного радиуса

В группах: Для элементов главных подгрупп, сверху вниз увеличивается число энергетических уровней. Энергетический уровень – это и есть расстояние, на котором находится электрон от ядра. Значит, по группе вниз атомный радиус увеличивается.

В периодах: По периоду номер энергетического уровня, на котором находятся валентные электроны, остается неизменным, но число валентных электронов увеличивается, а также растет и заряд ядра.

Значит, электроны электростатически сильнее притягиваются к ядру. Поэтому радиус атома уменьшается.

Закономерности изменения периодических свойств

Современная формулировка закона: свойства химических элементов, простых веществ, также состав и свойства соединений находятся в периодической зависимости от значений зарядов ядер атомов.

 Тесты подготовки к ЗНО:

Online-тест подготовки к ЗНО по химии №4 "Периодический закон"