Создание периодической системы химических элементов является результатом многовекового опыта и наблюдений исследователей со всего мира. Статья рассказывает об одном из основных понятий химии — периоде, описывая его значение, связь с таблицей Менделеева и особенности периодической системы элементов. Правильный ответ на вопрос«Что означает Nn в химии (нулевой период) » по предмету Химия. это группа элементов, расположенных в одной горизонтальной строке периодической таблицы. Более высокая энергия ионизации означает, что ему нужно больше энергии, чтобы отпустить электрон, что снижает вероятность того, что атом будет положительным ионом в химической реакции. Это всего лишь один пример периодичности и не только в химии.
Тема №2 «Закономерности изменения химических свойств элементов»
Современная формулировка периодического закона заключается в следующем: свойства химических элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элемента. В химии термин период относится к горизонтальному ряду таблицы Менделеева. Во всех периодах с увеличением относительных атомных масс элементов наблюдается усиление неметаллических и ослабление металлических свойств. Периоды в практике лабораторной химии — это временные интервалы, которые отмечаются при изучении химических реакций в лаборатории. Пери́од — строка периодической системы химических элементов, последовательность атомов по возрастанию заряда ядра и заполнению электронами внешней электронной оболочки. Получите определение периода в химии и узнайте, какое значение имеют периоды в периодической таблице элементов.
Временем полупревращения называют время, в течение которого реагирует половина начального количества вещества. Найдём выражение для времени полупревращения реакции первого порядка. Результаты решения дифференциальных кинетических уравнений для реакций всех порядков представим в виде таблицы табл. Данные этой таблицы относятся к случаю, когда все вступающие в реакцию вещества имеют одинаковые начальные концентрации.
Таблица — Кинетические характеристики простых гомогенных реакций Способы определения порядка реакции Для определения порядков химических реакций используют дифференциальные и интегральные способы. Дифференциальные способы используют дифференциальные кинетические уравнения. Порядок реакции с помощью этих способов рассчитывается и представляется в виде числа.
При этом, так как способ базируется на кинетическом эксперименте, результат расчёта содержит в себе некоторую погрешность. Химическая кинетика Химическая кинетика или кинетика химических реакций — раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений[1]. Предметом химической кинетики является изучение всех факторов, влияющих на скорость как суммарного процесса, так и всех промежуточных стадий.
Основные понятия[ ] Гомогенная реакция — реакция, в которой реагирующие вещества находятся в одной фазе. Гетерогенная реакция — реакция, происходящая на границах раздела фаз — между газообразным веществом и раствором, между раствором и твёрдым веществом, между твёрдым и газообразным веществами. Реакция называется простой, если продукт образуется в результате непосредственного взаимодействия молекул частиц реагентов.
Реакция называется сложной, если конечный продукт получается в результате осуществления двух и более простых реакций элементарных актов с образованием промежуточных продуктов[2]. Скорость химической реакции[ ] Основная статья: Скорость химической реакции Важным понятием химической кинетики является скорость химической реакции. Эта величина определяет, как изменяется концентрация компонентов реакции с течением времени.
Бекетовым и в 1867 году К. Гульдбергом и П. Вааге был сформулирован закон действующих масс, согласно которому скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна концентрациям реагентов, возведённым в некоторые степени.
Кроме концентрации на скорость химической реакции оказывают влияние следующие факторы: природа реагирующих веществ, наличие катализатора, температура правило Вант-Гоффа и площадь поверхности раздела фаз. Экспериментальные методы химической кинетики[ ] Экспериментальные методы химической кинетики подразделяются на химические, физические, биохимические в зависимости от способа измерения количества вещества или его концентрации в ходе реакции. К химическим относятся методы кинетики, основанные на традиционных способах количественного химического анализа — титриметрических, гравиметрических и др.
В современной экспериментальной кинетике к числу наиболее широко применяемых физических методов относятся различные спектральные методы. Эти методы основаны на измерениях, как правило спектров поглощения реагентов или продуктов в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях. Нулевой порядок характерен, например, для гетерогенных реакций в том случае, если скорость диффузии реагентов к поверхности раздела фаз меньше скорости их химического превращения.
Мономолекулярные реакции — реакции, в которых происходит химическое превращение одной молекулы изомеризация, диссоциация и т. Для элементарных реакций, проводимых при близких концентрациях исходных веществ, величины молекулярности и порядка реакции совпадают. Чётко определённой взаимосвязи между понятиями молекулярности и порядка реакции нет, так как порядок реакции характеризует кинетическое уравнение реакции, а молекулярность — механизм реакции.
Катализ[ ] Основная статья: Катализ Катализ — процесс, заключающийся в изменении скорости химических реакций в присутствии веществ, называемых катализаторами. Каталитические реакции — реакции, протекающие в присутствии катализаторов. Положительным называют катализ, при котором скорость реакции возрастает, отрицательным ингибированием — при котором она убывает.
Примером положительного катализа может служить процесс окисления аммиака на платине при получении азотной кислоты.
Металлические свойства — способность атома отдавать электроны до завершения внешнего уровня. Неметаллические свойства - способность атома принимать электроны до завершения внешнего уровня. Электроотрицательность — способность атома в молекуле притягивать к себе электроны 9.
Как видно, каждый следующий элемент содержит на один протон больше, чем предшествующий ему элемент. Это очевидно, если посмотреть на атомные номера. Атомные номера возрастают на один при движении слева направо. Поскольку элементы расположены по группам, некоторые ячейки таблицы остаются пустыми. Например, первая строка таблицы содержит водород, который имеет атомный номер 1, и гелий с атомным номером 2. Однако они расположены на противоположных краях, так как принадлежат к разным группам. Узнайте о группах, которые включают в себя элементы со схожими физическими и химическими свойствами. Элементы каждой группы располагаются в соответствующей вертикальной колонке. Как правило, они обозначаются одним цветом, что помогает определить элементы со схожими физическими и химическими свойствами и предсказать их поведение. Все элементы той или иной группы имеют одинаковое число электронов на внешней оболочке. Водород можно отнести как к группе щелочных металлов, так и к группе галогенов. В некоторых таблицах его указывают в обеих группах. В большинстве случаев группы пронумерованы от 1 до 18, и номера ставятся вверху или внизу таблицы. Номера могут быть указаны римскими например, IA или арабскими например,1A или 1 цифрами. При движении вдоль колонки сверху вниз говорят, что вы «просматриваете группу». Узнайте, почему в таблице присутствуют пустые ячейки. Элементы упорядочены не только в соответствии с их атомным номером, но и по группам элементы одной группы обладают схожими физическими и химическими свойствами. Благодаря этому можно легче понять, как ведет себя тот или иной элемент. Однако с ростом атомного номера не всегда находятся элементы, которые попадают в соответствующую группу, поэтому в таблице встречаются пустые ячейки. Например, первые 3 строки имеют пустые ячейки, поскольку переходные металлы встречаются лишь с атомного номера 21. Элементы с атомными номерами с 57 по 102 относятся к редкоземельным элементам, и обычно их выносят в отдельную подгруппу в нижнем правом углу таблицы. Каждая строка таблицы представляет собой период. Все элементы одного периода имеют одинаковое число атомных орбиталей, на которых расположены электроны в атомах. Количество орбиталей соответствует номеру периода. Таблица содержит 7 строк, то есть 7 периодов. Например, атомы элементов первого периода имеют одну орбиталь, а атомы элементов седьмого периода - 7 орбиталей. Как правило, периоды обозначаются цифрами от 1 до 7 слева таблицы. При движении вдоль строки слева направо говорят, что вы «просматриваете период». Научитесь различать металлы, металлоиды и неметаллы. Вы лучше будете понимать свойства того или иного элемента, если сможете определить, к какому типу он относится. Для удобства в большинстве таблиц металлы, металлоиды и неметаллы обозначаются разными цветами. Металлы находятся в левой, а неметаллы - в правой части таблицы. Металлоиды расположены между ними. Часть 2 Обозначения элементов Каждый элемент обозначается одной или двумя латинскими буквами. Как правило, символ элемента приведен крупными буквами в центре соответствующей ячейки. Символ представляет собой сокращенное название элемента, которое совпадает в большинстве языков. При проведении экспериментов и работе с химическими уравнениями обычно используются символы элементов, поэтому полезно помнить их. Обычно символы элементов являются сокращением их латинского названия, хотя для некоторых, особенно недавно открытых элементов , они получены из общепринятого названия. К примеру, гелий обозначается символом He, что близко к общепринятому названию в большинстве языков. В то же время железо обозначается как Fe, что является сокращением его латинского названия. Обратите внимание на полное название элемента, если оно приведено в таблице. Это «имя» элемента используется в обычных текстах. Например, «гелий» и «углерод» являются названиями элементов. Обычно, хотя и не всегда, полные названия элементов указываются под их химическим символом. Иногда в таблице не указываются названия элементов и приводятся лишь их химические символы. Найдите атомный номер. Обычно атомный номер элемента расположен вверху соответствующей ячейки, посередине или в углу. Он может также находиться под символом или названием элемента. Элементы имеют атомные номера от 1 до 118. Атомный номер всегда является целым числом.
Последующие N, O, F и Ne — неметаллы, причём только у N высшая степень окисления V соответствует номеру группы; кислород лишь в редких случаях проявляет положительную валентность, а для F известна степень окисления VI. Завершает период инертный газ Ne. Третий период периодической системы элементов Третий период Na — Ar также содержит 8 элементов, характер изменения свойств которых во многом аналогичен наблюдающемуся во втором периоде. Однако Mg, в отличие от Be, более металличен, равно как и Al по сравнению с В, хотя Al присуща амфотерность. Si, Р, S, Cl, Ar — типичные неметаллы, но все они кроме Ar проявляют высшие степени окисления, равные номеру группы. Таким образом, в обоих периодах по мере увеличения Z наблюдается ослабление металлического и усиление неметаллического характера элементов. Менделеев называл элементы второго и третьего периодов малых, по его терминологии типическими. Существенно, что они принадлежат к числу наиболее распространённых в природе, а С, N и O являются наряду с H основными элементами органической материи органогенами. Все элементы первых трёх периодов входят в подгруппы а. Современная терминология - элементы этих периодов относятся к s-элементам щелочные и щёлочноземельные металлы , составляющим Ia- и IIa-подгруппы выделены на цветной таблице красным цветом , и р-элементам В — Ne, At — Ar , входящим в IIIa — VIIIa-подгруппы их символы выделены оранжевым цветом. Для элементов малых периодов с возрастанием порядковых номеров сначала наблюдается уменьшение атомных радиусов, а затем, когда число электронов в наружной оболочке атома уже значительно возрастает, их взаимное отталкивание приводит к увеличению атомных радиусов. Очередной максимум достигается в начале следующего периода на щелочном элементе. Примерно такая же закономерность характерна для ионных радиусов. Четвёртый период периодической системы элементов Четвёртый период K — Kr содержит 18 элементов первый большой период, по Менделееву. После щелочного металла K и щёлочноземельного Ca s-элементы следует ряд из десяти так называемых переходных элементов Sc — Zn , или d-элементов символы даны синим цветом , которые входят в подгруппы б соответствующих групп П. Большинство переходных элементов все они металлы проявляет высшие степени окисления, равные номеру группы. Исключение — триада Fe — Co — Ni, где два последних элемента максимально положительно трёхвалентны, а железо в определённых условиях известно в степени окисления VI. Элементы, начиная с Ga и кончая Kr р-элементы , принадлежат к подгруппам а, и характер изменения их свойств такой же, как и в соответствующих интервалах Z у элементов второго и третьего периодов. Установлено, что Kr способен образовывать химические соединения главным образом с F , но степень окисления VIII для него неизвестна. Пятый период периодической системы элементов Пятый период Rb — Xe построен аналогично четвёртому; в нём также имеется вставка из 10 переходных элементов Y — Cd , d-элементов. Специфические особенности периода: 1 в триаде Ru — Rh — Pd только рутений проявляет степень окисления VIII; 2 все элементы подгрупп а проявляют высшие степени окисления, равные номеру группы, включая и Xe; 3 у I отмечаются слабые металлические свойства. Таким образом, характер изменения свойств по мере увеличения Z у элементов четвёртого и пятого периодов более сложен, поскольку металлические свойства сохраняются в большом интервале порядковых номеров. Шестой период периодической системы элементов Шестой период Cs — Rn включает 32 элемента. В нём помимо 10 d-элементов La, Hf — Hg содержится совокупность из 14 f-элементов, лантаноидов, от Ce до Lu символы чёрного цвета. Элементы от La до Lu химически весьма сходны. В короткой форме П. Этот приём несколько неудобен, поскольку 14 элементов оказываются как бы вне таблицы. Подобного недостатка лишены длинная и лестничная формы П. Особенности периода: 1 в триаде Os — Ir — Pt только осмий проявляет степень окисления VIII; 2 At имеет более выраженный по сравнению с 1 металлический характер; 3 Rn, по-видимому его химия мало изучена , должен быть наиболее реакционноспособным из инертных газов. Следующие 14 элементов, f-элементы с Z от 90 до 103 , составляют семейство актиноидов. В связи с этим в химическом отношении ряды лантаноидов и актиноидов обнаруживают заметные различия. Вертикальными чертами разделены периоды П. Под обозначениями подоболочек проставлены значения главного n и орбитального l квантовых чисел, характеризующие последовательно заполняющиеся подоболочки. Из вышеприведённой схемы легко определяются ёмкости последовательных периодов: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32… Каждый период начинается элементом, в атоме которого появляется электрон с новым значением n. Первый — третий периоды П. Особый случай представляют собой элементы первого периода H и He. Высокая химическая активность атомарного водорода объясняется лёгкостью отщепления единственного ls-электрона, тогда как конфигурация атома гелия 1s2 является весьма прочной, что обусловливает его химическую инертность. Поскольку у элементов а-подгрупп происходит заполнение внешних электронных оболочек с n, равным номеру периода , то свойства элементов заметно меняются по мере роста Z. Так, во втором периоде Li конфигурация 2s1 — химически активный металл, легко теряющий валентный электрон, a Be 2s2 — также металл, но менее активный. Металлический характер следующего элемента B 2s2p выражен слабо, а все последующие элементы второго периода, у которых происходит застройка 2р-подоболочки, являются уже неметаллами. Восьмиэлектронная конфигурация внешней электронной оболочки Ne 2s2p6 чрезвычайно прочна, поэтому неон — инертный газ. Аналогичный характер изменения свойств наблюдается у элементов третьего периода и у s-и р-элементов всех последующих периодов, однако ослабление прочности связи внешних электронов с ядром в а-подгруппах по мере роста Z определённым образом сказывается на их свойствах. Так, у s-элементов отмечается заметный рост химической активности, а у р-элементов — нарастание металлических свойств. В VIIIa-подгруппе ослабляется устойчивость конфигурации ns2np6, вследствие чего уже Kr четвёртый период приобретает способность вступать в химические соединения. Специфика р-элементов 4—6-го периодов связана также с тем, что они отделены от s-элементов совокупностями элементов, в атомах которых происходит застройка предшествующих электронных оболочек. У переходных d-элементов б-подгрупп достраиваются незавершённые оболочки с n, на единицу меньшим номера периода. Конфигурация внешних оболочек у них, как правило, ns2. Поэтому все d-элементы являются металлами. Аналогичная структура внешней оболочки d-элементов в каждом периоде приводит к тому, что изменение свойств d-элементов по мере роста Z не является резким и чёткое различие обнаруживается лишь в высших степенях окисления, в которых d-элементы проявляют определённое сходство с р-элементами соответствующих групп П. Специфика элементов VIIIб-подгруппы объясняется тем, что их d-подоболочки близки к завершению, в связи с чем эти элементы не склонны за исключением Ru и Os проявлять высшие степени окисления. У элементов Iб-подгруппы Cu, Ag, Au d-подоболочка фактически оказывается завершенной, но ещё недостаточно стабилизированной, эти элементы проявляют и более высокие степени окисления до III в случае Au. В атомах лантаноидов и актиноидов происходит достройка ранее незавершённых f-подоболочек с n, на 2 единицы меньшим номера периода; конфигурация внешние оболочки сохраняется неизменной ns2 ; f-электроны у лантаноидов не оказывают существенного влияния на химические свойства. Лантаноиды проявляют преимущественно степень окисления III за счёт двух 6s-электронов и одного d-электрона, появляющегося в атоме La ; однако такое объяснение не является достаточно удовлетворительным, так как 5d-электрон содержится только в атомах La, Ce, Gd и Lu; поэтому считается, что в др. Оценка химических свойств К и и элемента 105 позволяет считать, что в этой области П.
Естествознание. 10 класс
Водород помещён в 17-ю группу таблицы. В «короткой» форме записи, в дополнение к этому, четвёртый и последующие периоды занимают по две строчки; символы элементов главных и побочных подгрупп выравниваются относительно разных краёв клеток. Водород помещён в 7-ю группу таблицы. Короткая форма таблицы была официально отменена ИЮПАК в 1989 году, но её продолжают иногда использовать. Существует несколько сотен вариантов таблицы, редко или вовсе не используемых, но весьма оригинальных, способов графического отображения Периодического закона.
Например, Нильс Бор разрабатывал лестничную пирамидальную форму периодической системы. Многие учёные до сих пор предлагают всё новые варианты таблицы [3] [4]. Группы Группа, или семейство — одна из колонок периодической таблицы. Для групп, как правило, характерны более выраженные периодические тенденции, нежели для периодов или блоков.
Современные квантово-механические теории атомной структуры объясняют групповую общность тем, что элементы в пределах одной группы обыкновенно имеют одинаковые электронные конфигурации на их валентных оболочках. Соответственно, элементы, которые принадлежат к одной и той же группе, традиционно располагают схожими химическими особенностями и демонстрируют явную закономерность в изменении свойств по мере увеличения атомного числа. Впрочем, в некоторых областях таблицы, например, в d-блоке и f-блоке, горизонтальные сходства могут быть столь же важны или даже более заметно выражены, нежели вертикальные. Ранее для их идентификации использовались римские цифры.
Изменение свойств элементов в зависимости от положения в периодической таблице Менделеева. Стрелки указывают на повышение Некоторым из этих групп были присвоены тривиальные, несистематические названия например, « щёлочноземельные металлы », « галогены » и т. Группы с третьей по четырнадцатую включительно такими именами не располагают, и их идентифицируют либо по номеру, либо по наименованию первого представителя «титановая», «кобальтовая» и так далее , поскольку они демонстрируют меньшую степень сходства между собой или меньшее соответствие вертикальным закономерностям. Элементы, относящиеся к одной группе, как правило, демонстрируют определённые тенденции по атомному радиусу , энергии ионизации и электроотрицательности.
По направлению сверху вниз в рамках группы радиус атома возрастает чем больше у него заполненных энергетических уровней, тем дальше от ядра располагаются валентные электроны , а энергия ионизации снижается связи в атоме ослабевают, и, следовательно, изъять электрон становится проще , равно как и электроотрицательность что, в свою очередь, также обусловлено возрастанием дистанции между валентными электронами и ядром. Случаются, впрочем, и исключения из этих закономерностей — к примеру, в группе 11 по направлению сверху вниз электроотрицательность возрастает, а не убывает. Периоды Период — строка периодической таблицы. Хотя для групп, как уже говорилось выше, характерны более существенные тенденции и закономерности, есть также области, где горизонтальное направление более значимо и показательно, нежели вертикальное — например, это касается f-блока, где лантаноиды и актиноиды образуют две важные горизонтальные последовательности элементов.
Менделеева Существует ещё и длинный вариант таблицы, он похож на полудлинный, но только лантаноиды и актиноиды не вынесены за пределы таблицы. Оригинал таблицы Д. Менделеева 1. Период — химические элементы, расположенные в строчку 1 — 7 Малые 1, 2, 3 — состоят из одного ряда элементов Большие 4, 5, 6, 7 — состоят из двух рядов — чётного и нечётного Периоды могут состоять из 2 первый , 8 второй и третий , 18 четвертый и пятый или 32 шестой элементов. Последний, седьмой период незавершен. Все периоды кроме первого начинаются щелочным металлом, а заканчиваются благородным газом. Во всех периодах с увеличением относительных атомных масс элементов наблюдается усиление неметаллических и ослабление металлических свойств.
Группы - вертикальные столбцы элементов с одинаковым числом валентных электронов, равным номеру группы. Различают главные А и побочные подгруппы Б. Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов. Побочные подгруппы состоят из элементов только больших периодов. В главных подгруппах сверху вниз металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают. Элементы главных и побочных групп сильно отличаются по свойствам. Номер группы показывает высшую валентность элемента кроме N, O, F.
С него началось заполнение третьего энергетического уровня. Электронная формула аргона: 1s22s22p6Зs23p6. Натрий - аналог лития, аргон - неона. В третьем периоде, как и во втором,восемь элементов. Его 19-й электрон занял 4s-подуровень, энергия которого ниже энергии Зd-подуровня. Внешний 4s-электрон придает элементу свойства, сходные со свойствами натрия. Поэтому электронное строение Sc соответствует формуле 1s22s22p63s23p63d14s2,а цинка - 1s22s22p63s23p63d104s2. В четвертом периоде 18 элементов. В пятом периоде как и в четвертом, 18 элементов. Поскольку у этих элементов заполняется глубинный 4f-подуровеиь третьего снаружи уровня, они обладают весьма близкими химическими свойствами. В шестом периоде 32 элемента. Седьмой период - незавершенный. Заполнение электронами электронных уровней аналогично шестому периоду. Актиноиды, как и лантаноиды, обладают многими сходными химическими свойствами. Хотя 3 d-подуровень заполняется после 4s-подуровня, в формуле он ставится раньше, так как последовательно записываются все подуровни данного уровня. В зависимости от того, какой подуровень последним заполняется электронами, все элементы делят на четыре типа семейства. К ним относятся первые два элемента каждого периода. Это последние 6 элементов каждого периода кроме первого и седьмого. К ним относятся элементы вставных декад больших периодов,расположенных между s- и р-элементами их также называют переходными элементами. Это лантаноиды и актиноиды. В периодической системе s-элементов 14, р-элементов 30, d-элементов 35, f-элементов 28. Элементы одного типа имеют ряд общих химических свойств. Периодическая система Д.
Период периодической системы. Периоды развития химии Что можно определить по периоду в химии
Периодическая система имеет семь периодов. Первый период, содержащий 2 элемента, а также второй и третий, насчитывающие по 8. Химические свойства в периодах меняются с металлических через амфотерные на неметаллические. В химии такое явление, т.е. существование одного и того же элемента в двух или более формах, называется аллотропия. Периоды (кроме 1-го) начинаются щелочным металлом и заканчиваются инертным газом. Элементы в правой части периода менее склонны отдавать свои электроны для образования металлической связи и вообще в химических реакциях.
Тема №2 «Закономерности изменения химических свойств элементов»
Флогистонная теория — первая истинно научная теория химии — послужила мощным стимулом для развития количественного анализа сложных тел, без которого было бы абсолютно невозможным экспериментальное подтверждение идей о химических элементах. Следует отметить, что положение об отрицательной массе флогистона фактически сделано на основании закона сохранения массы, который был открыт значительно позднее. Это предположение само по себе способствовало дальнейшей активизации количественных исследований. Ещё одним результатом создания флогистонной теории явилось активное изучение химиками газов вообще и газообразных продуктов горения в частности. К середине 18 века одним из важнейших разделов химии стала пневматическая химия, основоположники которой Джозеф Блэк, Даниил Резерфорд, Генри Кавендиш, Джозеф Пристли и Карл Вильгельм Шееле явились создателями целой системы количественных методов в химии. Во второй половине 18 века теория флогистона завоевала среди химиков практически всеобщее признание. На основе флогистонных представлений сформировалась номенклатура веществ; предпринимались попытки связать такие свойства вещества, как цвет, прозрачность, щёлочность и т. Французский химик Пьер Жозеф Макёр, автор весьма популярного учебника "Элементы химии" и "Химического словаря", писал в 1778 г. Отличаясь от систем, порождённых воображением без согласия с природой и разрушаемых опытом, теория Шталя — надёжнейший путеводитель в химических исследованиях. Многочисленные опыты… не только далеки от того, чтобы её опровергнуть, но, наоборот, становятся доказательствами в её пользу".
По иронии судьбы, учебник и словарь Макёра появились в то время, когда век флогистонной теории подошёл к концу. Нефлогистонные представления о горении и дыхании зародились даже несколько ранее флогистонной теории. Жан Рей, которому наука обязана постулатом "все тела тяжелы", ещё в 1630 г. В 1665 г. Роберт Гук в работе "Микрография" также предположил наличие в воздухе особого вещества, подобного веществу, содержащемуся в связанном состоянии в селитре. Дальнейшее развитие эти взгляды получили в книге "О селитре и воздушном спирте селитры", которую написал в 1669 г. Открытие кислорода было сделано независимо друг от друга почти одновременно несколькими учёными. Карл Вильгельм Шееле получил кислород в 1771 г. По мнению Шееле, "огненный воздух" представлял собой "кислую тонкую материю, соединённую с флогистоном".
Джозеф Пристли выделил кислород в 1774 г. Пристли считал, что полученный им газ представляет собой воздух, абсолютно лишённый флогистона, вследствие чего в этом "дефлогистированном воздухе" горение идёт лучше, чем в обычном. Большое значение для создания кислородной теории горения имели, кроме того, открытие водорода Кавендишем в 1766 г. Значение сделанного Шееле и Пристли открытия смог правильно оценить французский химик Антуан Лоран Лавуазье. В 1774 г. Лавуазье опубликовал трактат "Небольшие работы по физике и химии", где высказал предположение о том, что при горении происходит присоединение к телам части атмосферного воздуха. После того, как Пристли в 1774 г. Наконец, в 1777 г. Лавуазье сформулировал основные положения кислородной теории горения: 1.
Тела горят только в "чистом воздухе". Металлы при прокаливании превращаются в "земли". Сера или фосфор, соединяясь с "чистым воздухом", превращаются в кислоты. Новая кислородная теория горения термин кислород — oxygenium — появился в 1877 г. Она более проста, чем флогистонная, не содержала в себе "противоестественных" предположений о наличии у тел отрицательной массы, и, главное, не основывалась на существовании субстанций, не выделенных экспериментально. Вследствие этого кислородная теория горения довольно быстро получила широкое признание среди естествоиспытателей хотя полемика между Лавуазье и флогистиками длилась ещё много лет. В конце 18 века и начале 19 в философии преобладает течение, называемое Сциентизм от science , которое проявляется в восхищении наукой, культе науки и человеческого знания. Человек гордится своим знанием и разумностью, свободой, уверен в своей способности решить все возникающие задачи. Главными центрами научной деятельности становятся Академии.
В это время и в химической науке происходит революция. Отказ от теории флогистона потребовал пересмотра всех основных принципов и понятий химии, изменения терминологии и номенклатуры веществ. Поэтому с создания кислородной теории начался переломный этап в развитии химии, названный "химической революцией". В 1785-1787 гг. Логика новой номенклатуры предполагала построение названия вещества по названиям тех элементов, из которых вещество состоит. Основные принципы этой номенклатуры используются до настоящего времени.
Номер периода, к которому относится химический элемент, определяется числом его электронных оболочек энергетических уровней.
В первом периоде, кроме гелия , имеется только один элемент — водород , сочетающий свойства, типичные как для металлов, так и в большей степени для неметаллов. У этих элементов заполняется электронами 1s-подоболочка. У элементов второго и третьего периода происходит последовательное заполнение s- и р-подоболочек. Для элементов малых периодов характерно достаточно быстрое увеличение электроотрицательности с увеличением зарядов ядер, ослабление металлических свойств и усиление неметаллических.
Это серебристые вещества кроме цезия, он золотистый , настолько мягкие, что их можно резать ножом. Поскольку на их внешнем электронном слое находится только один электрон, они очень легко вступают в реакции. Плотность щелочных металлов меньше плотности воды, поэтому они в ней не тонут, а бурно реагируют с образованием щёлочи и водорода.
Реакция идёт настолько энергично, что водород может даже загореться или взорваться. Эти металлы настолько активно реагируют с кислородом в воздухе, что их приходится хранить под слоем керосина а литий — под слоем вазелина. Щелочноземельные металлы Вторая группа главная подгруппа IIА представлена щелочноземельными металлами с двумя электронами на внешнем энергетическом уровне атома. Бериллий и магний часто не относят к щелочноземельным металлам. Они тоже имеют серебристый оттенок и легко взаимодействуют с другими элементами, хотя и не так охотно, как металлы из первой группы главной подгруппы. Температура плавления щелочноземельных металлов выше, чем у щелочных. Ионы магния и кальция обусловливают жёсткость воды.
Лантаноиды и актиноиды В третьей группе побочной подгруппе IIIB шестого и седьмого периодов находятся сразу несколько металлов, сходных по строению внешнего энергетического уровня и близких по химическим свойствам. У этих элементов электроны начинают заполнять третий по счёту от внешнего электронного слоя уровень. Это лантаноиды и актиноиды. Для удобства их помещают под основной таблицей. Все они, кроме урана, практически не встречаются в природе и синтезируются искусственно. Переходные металлы Элементы побочных подгрупп, кроме лантаноидов и актиноидов, называют переходными металлами. Они вполне укладываются в привычные представления о металлах — твёрдые за исключением жидкой ртути , плотные, обладают характерным блеском, хорошо проводят тепло и электричество.
Валентные электроны их атомов находятся на внешнем и предвнешнем энергетических уровнях. Неметаллы Правый верхний угол таблицы до инертных газов занимают неметаллы. Неметаллы плохо проводят тепло и электричество и могут существовать в трёх агрегатных состояниях: твёрдом как углерод или кремний , жидком как бром и газообразном как кислород и азот. Водород может проявлять как металлические, так и неметаллические свойства, поэтому его относят как к первой, так и к седьмой группе Периодической системы. Подгруппа углерода Четвёртую группу главную подгруппу IVА называют подгруппой углерода. Углерод и кремний обладают всеми свойствами неметаллов, германий и олово занимают промежуточную позицию, а свинец имеет выраженные металлические свойства. Углерод образует несколько аллотропных модификаций — вариантов простых веществ, отличающихся по своему строению, а именно: графит, алмаз, фуллерит и другие.
Большинство элементов подгруппы углерода — полупроводники проводят электричество за счёт примесей, но хуже, чем металлы. Графит, германий и кремний используют при изготовлении полупроводниковых элементов транзисторы, диоды, процессоры и так далее. Подгруппа азота Пятую группу главную подгруппу VA называют пниктогенами или подгруппой азота. В ходе реакций эти элементы могут как отдавать электроны, так и принимать их, завершая внешний энергетический уровень. Физические свойства элементов подгруппы азота различны. Азот является бесцветным газом.
Менделеева одна из побочных подгрупп содержит сразу три переходных элемента,близких по химическим свойствам так называемые триады Fe-Со-Ni, Ru-Rh-Pd,Os-Ir-Pt , то число побочных подгрупп, так же как и главных, равно 8. По аналогии с переходными элементами число лантаноидов и актиноидов, вынесенных внизу периодической системы в виде самостоятельных рядов, равно максимальному числу электронов на f-подуровне, т. Период начинается элементом, в атоме которого на внешнем уровне находится один s-электрон: в первом периоде это водород, в остальных - щелочные металлы.
Завершается период благородным газом: первый - гелием 1s2 ,остальные периоды - элементами, атомы которых на внешнем уровне имеют электронную конфигурацию ns2np6. Во втором периоде восемь элементов. С него началось заполнение третьего энергетического уровня. Электронная формула аргона: 1s22s22p6Зs23p6. Натрий - аналог лития, аргон - неона. В третьем периоде, как и во втором,восемь элементов. Его 19-й электрон занял 4s-подуровень, энергия которого ниже энергии Зd-подуровня. Внешний 4s-электрон придает элементу свойства, сходные со свойствами натрия. Поэтому электронное строение Sc соответствует формуле 1s22s22p63s23p63d14s2,а цинка - 1s22s22p63s23p63d104s2.
В четвертом периоде 18 элементов. В пятом периоде как и в четвертом, 18 элементов. Поскольку у этих элементов заполняется глубинный 4f-подуровеиь третьего снаружи уровня, они обладают весьма близкими химическими свойствами. В шестом периоде 32 элемента. Седьмой период - незавершенный. Заполнение электронами электронных уровней аналогично шестому периоду. Актиноиды, как и лантаноиды, обладают многими сходными химическими свойствами. Хотя 3 d-подуровень заполняется после 4s-подуровня, в формуле он ставится раньше, так как последовательно записываются все подуровни данного уровня. В зависимости от того, какой подуровень последним заполняется электронами, все элементы делят на четыре типа семейства.
К ним относятся первые два элемента каждого периода. Это последние 6 элементов каждого периода кроме первого и седьмого.
Тема №2 «Закономерности изменения химических свойств элементов»
Химический период является важной концепцией в химии, поскольку элементы в одном периоде обычно имеют схожие свойства, связанные с их электронной конфигурацией. Номер периода отображает общее число энергетических уровней химического элемента, а также число подуровней на внешнем энергетическом уровне. Периодом называется совокупность элементов, которая начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом (особый случай — первый период).
Что означает Nn в химии (нулевой период)
Если провести условную линию, проходящую от бора до астата, то справа окажутся неметаллы, а слева - металлы. Основные и кислотные свойства Основные свойства в периоде с увеличением заряда атома уменьшаются, кислотные - возрастают. В группе с увеличением заряда атома основные свойства усиливаются, а кислотные - ослабевают. Кислотные и основные свойства противопоставлены друг другу, как противопоставлены металлические и неметаллические. Где первые усиливаются, вторые - убывают. Все аналогично, поэтому смело ассоциируйте одни с другими, так будет гораздо легче запомнить. Замечу, что здесь есть одно важное исключение.
Как и в общем случае: исключения только подтверждают правила. Это можно объяснить в темах диссоциации и химических связей. Когда мы дойдем до соответствующей темы, я напомню про HF и водородные связи между молекулами, которые делают эту кислоту самой слабой. Сейчас воспринимайте это как исключение: HF - самая слабая из этих кислот, а HI - самая сильная. Восстановительные и окислительные свойства Восстановительные свойства в периоде с увеличением заряда атома ослабевают, окислительные - усиливаются. В группе с увеличением заряда атома восстановительные свойства усиливаются, а окислительные - ослабевают.
Ассоциируйте восстановительные свойства с металлическими и основными, а окислительные - с неметаллическими и кислотными. Так гораздо проще запомнить ;- Электроотрицательность ЭО , энергия связи, ионизации и сродства к электрону Электроотрицательность - способность атома, связанного с другими, приобретать отрицательный заряд притягивать к себе электроны. Мы уже касались ее в статье, посвященной степени окисления. Это важное свойство, ведь более ЭО-ый атом притягивает к себе электроны и уходит в отрицательную степень окисления со знаком минус "-". Все перечисленные в подзаголовке свойства вместе с ЭО усиливаются в периоде с увеличением заряда атома, в группе с увеличением заряда атома они ослабевают. Таким образом, самый электроотрицательный элемент расположен справа вверху таблицы Д.
Менделеева - это фтор. Сравнивая серу и теллур, мы видим, что сера расположена в группе выше теллура, значит и ее электроотрицательность тоже выше. Энергия связи а также ее прочность возрастают с увеличением электроотрицательности атомов, образующих данную связь. Чем сильнее атом тянет на себя электроны чем больше он ЭО-ый , тем прочнее получается связь, которую он образует.
Исключением из благородных газов является гелий He с электронной конфигурацией 1s2. Также можно заметить, что помимо периодов таблица делится на вертикальные столбцы — группы, которых насчитывается восемь. Большинство химических элементов имеет равное номеру группы количество валентных электронов. Напомним, что валентными электронами в атоме называются те электроны, которые принимают участие в образовании химических связей.
В свою очередь, каждая группа в таблице делится на две подгруппы — главную и побочную. Для элементов главных групп количество валентных электронов всегда равно номеру группы. Например, у атома хлора, расположенного в третьем периоде в главной подгруппе VII группы, количество валентных электронов равно семи: Элементы побочных групп имеют в качестве валентных электроны внешнего уровня или нередко электроны d-подуровня предыдущего уровня. Так, например, хром, находящийся в побочной подгруппе VI группы, имеет шесть валентных электронов — 1 электрон на 4s-подуровне и 5 электронов на 3d-подуровне: Общее количество электронов в атоме химического элемента равно его порядковому номеру. Другими словами, общее количество электронов в атоме с номером элемента возрастает. Тем не менее, количество валентных электронов в атоме изменяется не монотонно, а периодически — от 1-го у атомов щелочных металлов до 8-ми для благородных газов. Иными словами, причина периодического изменения каких-либо свойств химических элементов связана с периодическими изменениями в строении электронных оболочек. При движении вниз по подгруппе атомные радиусы химических элементов возрастают ввиду увеличения количества электронных слоев.
Тем не менее, при движении по одному ряду слева направо, то есть с ростом количества электронов для элементов, расположенных в одном ряду, происходит уменьшение радиуса атома. Данный эффект объясняется тем, что при последовательном заполнении одной электронной оболочки атома ее заряд, как и заряд ядра, увеличивается, что приводит к усилению взаимного притяжения электронов, в результате чего электронная оболочка «поджимается» к ядру: Вместе с тем, внутри одного периода с ростом количества электронов происходит уменьшение радиуса атома, а также возрастает энергия связи каждого электрона внешнего уровня с ядром.
Орбитальный радиус завит в первую очередь от числа энергетических уровней, заполненных электронами. Чем больше число энергетических уровней, заполненных электронами, тем больше радиус частицы. Например, в ряду атомов: F — Cl — Br — I количество заполненных энергетических уровней увеличивается, следовательно, орбитальный радиус также увеличивается. Если количество заполняемых энергетических уровней одинаковое, то радиус определяется зарядом ядра частицы. Чем больше заряд ядра, тем сильнее притяжение валентных электронов к ядру. Чем больше притяжение валентных электронов к ядру, тем меньше радиус частицы. Следовательно: Чем больше заряд ядра атома при одинаковом количестве заполняемых энергетических уровней , тем меньше атомный радиус. Например, в ряду Li — Be — B — C количество заполненных энергетических уровней, заряд ядра увеличивается, следовательно, орбитальный радиус также уменьшается.
В группах сверху вниз увеличивается число энергетических уровней у атомов. Чем больше количество энергетических уровней у атома, тем дальше расположены электроны внешнего энергетического уровня от ядра и тем больше орбитальный радиус атома. В главных подгруппах сверху вниз увеличивается орбитальный радиус. В периодах же число энергетических уровней не изменяется. Зато в периодах слева направо увеличивается заряд ядра атомов. Следовательно, в периодах слева направо уменьшается орбитальный радиус атомов. В периодах слева направо орбитальный радиус атомов уменьшается. Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одной группе, и расположите эти элементы в порядке увеличения радиуса атома 1 O 2 Se 3 F 4 S 5 Na Решение: В одной группе Периодической системы находятся элементы кислород O, селен Se и сера S. В группе снизу вверх атомный радиус уменьшается, а сверху вниз — увеличивается.
Джозеф Пристли выделил кислород в 1774 г. Пристли считал, что полученный им газ представляет собой воздух, абсолютно лишённый флогистона, вследствие чего в этом "дефлогистированном воздухе" горение идёт лучше, чем в обычном. Большое значение для создания кислородной теории горения имели, кроме того, открытие водорода Кавендишем в 1766 г. Значение сделанного Шееле и Пристли открытия смог правильно оценить французский химик Антуан Лоран Лавуазье. В 1774 г. Лавуазье опубликовал трактат "Небольшие работы по физике и химии", где высказал предположение о том, что при горении происходит присоединение к телам части атмосферного воздуха. После того, как Пристли в 1774 г. Наконец, в 1777 г. Лавуазье сформулировал основные положения кислородной теории горения: 1. Тела горят только в "чистом воздухе". Металлы при прокаливании превращаются в "земли". Сера или фосфор, соединяясь с "чистым воздухом", превращаются в кислоты. Новая кислородная теория горения термин кислород — oxygenium — появился в 1877 г. Она более проста, чем флогистонная, не содержала в себе "противоестественных" предположений о наличии у тел отрицательной массы, и, главное, не основывалась на существовании субстанций, не выделенных экспериментально. Вследствие этого кислородная теория горения довольно быстро получила широкое признание среди естествоиспытателей хотя полемика между Лавуазье и флогистиками длилась ещё много лет. В конце 18 века и начале 19 в философии преобладает течение, называемое Сциентизм от science , которое проявляется в восхищении наукой, культе науки и человеческого знания. Человек гордится своим знанием и разумностью, свободой, уверен в своей способности решить все возникающие задачи. Главными центрами научной деятельности становятся Академии. В это время и в химической науке происходит революция. Отказ от теории флогистона потребовал пересмотра всех основных принципов и понятий химии, изменения терминологии и номенклатуры веществ. Поэтому с создания кислородной теории начался переломный этап в развитии химии, названный "химической революцией". В 1785-1787 гг. Логика новой номенклатуры предполагала построение названия вещества по названиям тех элементов, из которых вещество состоит. Основные принципы этой номенклатуры используются до настоящего времени. Если таблица Менделеева кажется вам сложной для понимания, вы не одиноки! Хотя бывает непросто понять ее принципы, умение работать с ней поможет при изучении естественных наук. Для начала изучите структуру таблицы и то, какую информацию можно узнать из нее о каждом химическом элементе. Затем можно приступить к изучению свойств каждого элемента. И наконец, с помощью таблицы Менделеева можно определить число нейтронов в атоме того или иного химического элемента. Шаги Часть 1 Структура таблицы Таблица Менделеева, или периодическая система химических элементов, начинается в левом верхнем углу и заканчивается в конце последней строки таблицы в нижнем правом углу. Элементы в таблице расположены слева направо в порядке возрастания их атомного номера. Атомный номер показывает, сколько протонов содержится в одном атоме. Кроме того, с увеличением атомного номера возрастает и атомная масса. Таким образом, по расположению того или иного элемента в таблице Менделеева можно определить его атомную массу. Как видно, каждый следующий элемент содержит на один протон больше, чем предшествующий ему элемент. Это очевидно, если посмотреть на атомные номера. Атомные номера возрастают на один при движении слева направо. Поскольку элементы расположены по группам, некоторые ячейки таблицы остаются пустыми. Например, первая строка таблицы содержит водород, который имеет атомный номер 1, и гелий с атомным номером 2. Однако они расположены на противоположных краях, так как принадлежат к разным группам. Узнайте о группах, которые включают в себя элементы со схожими физическими и химическими свойствами. Элементы каждой группы располагаются в соответствующей вертикальной колонке. Как правило, они обозначаются одним цветом, что помогает определить элементы со схожими физическими и химическими свойствами и предсказать их поведение. Все элементы той или иной группы имеют одинаковое число электронов на внешней оболочке. Водород можно отнести как к группе щелочных металлов, так и к группе галогенов. В некоторых таблицах его указывают в обеих группах. В большинстве случаев группы пронумерованы от 1 до 18, и номера ставятся вверху или внизу таблицы. Номера могут быть указаны римскими например, IA или арабскими например,1A или 1 цифрами. При движении вдоль колонки сверху вниз говорят, что вы «просматриваете группу». Узнайте, почему в таблице присутствуют пустые ячейки. Элементы упорядочены не только в соответствии с их атомным номером, но и по группам элементы одной группы обладают схожими физическими и химическими свойствами. Благодаря этому можно легче понять, как ведет себя тот или иной элемент. Однако с ростом атомного номера не всегда находятся элементы, которые попадают в соответствующую группу, поэтому в таблице встречаются пустые ячейки. Например, первые 3 строки имеют пустые ячейки, поскольку переходные металлы встречаются лишь с атомного номера 21. Элементы с атомными номерами с 57 по 102 относятся к редкоземельным элементам, и обычно их выносят в отдельную подгруппу в нижнем правом углу таблицы. Каждая строка таблицы представляет собой период. Все элементы одного периода имеют одинаковое число атомных орбиталей, на которых расположены электроны в атомах. Количество орбиталей соответствует номеру периода. Таблица содержит 7 строк, то есть 7 периодов. Например, атомы элементов первого периода имеют одну орбиталь, а атомы элементов седьмого периода - 7 орбиталей. Как правило, периоды обозначаются цифрами от 1 до 7 слева таблицы. При движении вдоль строки слева направо говорят, что вы «просматриваете период». Научитесь различать металлы, металлоиды и неметаллы. Вы лучше будете понимать свойства того или иного элемента, если сможете определить, к какому типу он относится. Для удобства в большинстве таблиц металлы, металлоиды и неметаллы обозначаются разными цветами. Металлы находятся в левой, а неметаллы - в правой части таблицы. Металлоиды расположены между ними. Часть 2 Обозначения элементов Каждый элемент обозначается одной или двумя латинскими буквами. Как правило, символ элемента приведен крупными буквами в центре соответствующей ячейки. Символ представляет собой сокращенное название элемента, которое совпадает в большинстве языков. При проведении экспериментов и работе с химическими уравнениями обычно используются символы элементов, поэтому полезно помнить их. Обычно символы элементов являются сокращением их латинского названия, хотя для некоторых, особенно недавно открытых элементов, они получены из общепринятого названия. К примеру, гелий обозначается символом He, что близко к общепринятому названию в большинстве языков. В то же время железо обозначается как Fe, что является сокращением его латинского названия. Обратите внимание на полное название элемента, если оно приведено в таблице. Это «имя» элемента используется в обычных текстах. Например, «гелий» и «углерод» являются названиями элементов. Обычно, хотя и не всегда, полные названия элементов указываются под их химическим символом.
Периодические закономерности в химии: что такое период?
Период строка периодической системы химических элементов, последовательность атомов по возрастанию заряда ядра и заполнению электронами внешней электронной оболочки. Изучая неорганическую химию в школе или вузе, вы всегда будете иметь перед глазами огромную и совершенно законную подсказку – таблицу Менделеева. В химии термин период относится к горизонтальному ряду таблицы Менделеева. Что такое период в химии и сколько их?
Тема №2 «Закономерности изменения химических свойств элементов»
Главная» Новости» Что такое период в химии. Натрий в таблице менделеева занимает 11 место, в 3 периоде. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Графическим изображением периодического закона является периодическая таблица. Химические свойства в периодах меняются с металлических через амфотерные на неметаллические.