Структура Периодической системы химических элементов. Объяснительная и предсказательная функции Периодического закона

1. Характеристика разных форм таблицы

В на­ча­ле XX века было от­кры­то стро­е­ние атома и стало ясно, что свой­ства хи­ми­че­ских эле­мен­тов на­хо­дят­ся в пе­ри­о­ди­че­ской за­ви­си­мо­сти не от атом­ных масс, а от за­ря­да ядра атома, т. е. числа про­то­нов в ядре.

"Длин­ная" форма таб­ли­цы

Рис. 1. "Длин­ная" форма таб­ли­цы

Даль­ней­шее раз­ви­тие Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы за­клю­ча­лось в том, что уче­ные за­пол­ня­ли пу­стые клет­ки в таб­ли­це Мен­де­ле­е­ва: от­кры­ли се­мей­ство бла­го­род­ных газов. От­кры­ва­лись есте­ствен­но и ис­кус­ствен­но по­лу­чен­ные ра­дио­ак­тив­ные эле­мен­ты. В 2010 году был от­крыт по­след­ний 117 хи­ми­че­ский эле­мент, 7 пе­ри­о­да Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы.

Таким об­ра­зом, перед уче­ны­ми встал во­прос о ниж­ней гра­ни­це Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы, ко­то­рый оста­ет­ся от­кры­тым до сих пор.

Чаще всего можно уви­деть три формы вы­ра­же­ния Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы: ко­рот­кая или ко­рот­ко­пе­ри­од­ная, длин­ная или длин­но­пе­ри­од­ная или сверх­длин­ная.

В ко­рот­кой форме таб­ли­ца изоб­ра­же­на на Рис. 2.

1-3 пе­ри­о­ды за­ни­ма­ют по 1 стро­ке, 4-ый и по­сле­ду­ю­щие пе­ри­о­ды за­ни­ма­ют по 2 строч­ки. Сим­во­лы эле­мен­тов глав­ных и по­боч­ных под­групп вы­рав­ни­ва­ют­ся от­но­си­тель­но раз­ных краев кле­ток. Лан­та­но­и­ды и ак­ти­но­и­ды вы­не­се­ны из общей таб­ли­цы.

В длин­ном ва­ри­ан­те лан­та­но­и­ды и ак­ти­но­и­ды вы­не­се­ны из общей таб­ли­цы, со­от­вет­ствен­но, так же как и в ко­рот­кой, делая её более ком­пакт­ной. Нет глав­ных и по­боч­ных под­групп. Каж­дый пе­ри­од за­ни­ма­ет ровно одну строч­ку. Рис. 1.

 2. Короткая форма Периодической системы

"Ко­рот­кая форма" Периодической системы

Рис. 2. "Ко­рот­кая форма"

Кле­точ­ка таб­ли­цы Периодической системы

Рис. 3. Кле­точ­ка таб­ли­цы

Каж­дая кле­точ­ка Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы со­дер­жит сим­вол од­но­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та, у ко­то­ро­го ука­зан по­ряд­ко­вый номер и зна­че­ния от­но­си­тель­ной атом­ной массы эле­мен­та. Рис. 3.

Пе­ри­од на­чи­на­ет­ся ще­лоч­ным ме­тал­лом и за­кан­чи­ва­ет­ся инерт­ным газом.

Всего пе­ри­о­дов семь. Ис­клю­че­ни­ем яв­ля­ет­ся 1-ый пе­ри­од. В его со­став вхо­дит толь­ко 2 хи­ми­че­ских эле­мен­та: во­до­род, ко­то­рый не счи­та­ет­ся ще­лоч­ным ме­тал­лом, и гелий.

1-ый, 2-ой , 3-ий пе­ри­о­ды на­зы­ва­ют­ся ма­лы­ми. Они со­дер­жат 2 и 8 хи­ми­че­ских эле­мен­тов и со­сто­ят из од­но­го ряда.

4-7 пе­ри­о­ды на­зы­ва­ют­ся боль­ши­ми.  4-ый и 5-ый пе­ри­о­ды вклю­ча­ют в себя 18 эле­мен­тов. 6-ой и 7-й со­сто­ят из 32 эле­мен­тов. В 6-ом и 7-ом пе­ри­о­дах есть груп­пы, со­сто­я­щие из 14 эле­мен­тов.  В 6-ом пе­ри­о­де эти эле­мен­ты схожи по свой­ствам с лан­та­ном, а в 7-ом – с ак­ти­ни­ем.  Эти эле­мен­ты вы­не­се­ны за ос­нов­ную таб­ли­цу и на­зы­ва­ют­ся лан­та­но­и­ды и ак­ти­но­и­ды. Они об­ла­да­ют оди­на­ко­вы­ми свой­ства­ми.

Со­во­куп­ность пе­ре­ход­ных ме­тал­лов в каж­дом пе­ри­о­де на­зы­ва­ет­ся встав­ной де­ка­дой, по­то­му что этих ме­тал­лов в каж­дом пе­ри­о­де 10.

Вто­рая груп­па Периодической системы

Рис. 4. Вто­рая груп­па

Груп­пой на­зы­ва­ет­ся вер­ти­каль­ный ряд хи­ми­че­ских эле­мен­тов. Все эле­мен­ты груп­пы имеют оди­на­ко­вое число ва­лент­ных элек­тро­нов.

Груп­пы в ко­рот­кой форме таб­ли­цы де­лят­ся на глав­ную «А» и по­боч­ную «Б» под­груп­пы.

В каж­дой глав­ной под­груп­пе с ро­стом по­ряд­ко­во­го но­ме­ра эле­мен­та хи­ми­че­ские свой­ства ме­ня­ют­ся от неме­тал­ли­че­ских на ме­тал­ли­че­ские.

 В по­боч­ную под­груп­пу вклю­ча­ют­ся толь­ко ме­тал­лы, на­зы­ва­е­мые пе­ре­ход­ны­ми эле­мен­та­ми.

Если под­груп­па на­чи­на­ет­ся эле­мен­та­ми ма­ло­го пе­ри­о­да – это глав­ная под­груп­па. Под­груп­па, ко­то­рая на­чи­на­ет­ся эле­мен­та­ми боль­шо­го пе­ри­о­да, – это по­боч­ная под­груп­па. На­при­мер, рас­смот­рим II груп­пу пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы. Рис. 4.

Бе­рил­лий Be – эле­мент 2-го пе­ри­о­да.

Он на­чи­на­ет стол­бик эле­мен­тов глав­ной под­груп­пы. В её со­став вхо­дят: Be. Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

Цинк Zn на­чи­на­ет по­боч­ную под­груп­пу, так как он вхо­дит в со­став 4-го пе­ри­о­да. В по­боч­ную под­груп­пу вхо­дит Zn, Cd, Hg.

 3. Характеристика химического элемента по положению в таблице

Хи­ми­че­ский эле­мент бром

Рис. 5. Хи­ми­че­ский эле­мент бром

Рас­смот­рим эле­мент Br. Рис. 5. Его по­ряд­ко­вый номер – 35, от­но­си­тель­ная атом­ная масса – 80. На­хо­дит­ся в 4-ом пе­ри­о­де, в 7-ой глав­ной под­груп­пе.

Хи­ми­че­ский эле­мент пла­ти­на

Рис. 6. Хи­ми­че­ский эле­мент пла­ти­на

Рас­смот­рим эле­мент пла­ти­ну. Рис. 6.

Сим­вол – Pt, по­ряд­ко­вый номер – 78, от­но­си­тель­ная атом­ная масса – 195. На­хо­дит­ся  в 6-м пе­ри­о­де, в 8-й по­боч­ной под­груп­пе.

В со­став каж­дой груп­пы вхо­дит эле­мен­ты с оди­на­ко­вым чис­лом ва­лент­ных элек­тро­нов. Сле­до­ва­тель­но, они будут об­ла­дать схо­жи­ми хи­ми­че­ски­ми свой­ства­ми.

 4. Названия некоторых групп элементов

Это от­ра­жа­ет­ся в на­зва­нии неко­то­рых групп эле­мен­тов.

- На­при­мер, эле­мен­ты глав­ной под­груп­пы 1-ой груп­пы – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – на­зы­ва­ют­ся ще­лоч­ные ме­тал­лы.

- Эле­мен­ты глав­ной под­груп­пы 2-ой груп­пы – Ca, Sr, Ba, Ra – на­зы­ва­ют­ся ще­лоч­но­зе­мель­ные ме­тал­лы.

- Халь­ко­ге­ны  O, S, Se, Te, Po – эле­мен­ты 6-й груп­пы глав­ной под­груп­пы.

- Га­ло­ге­ны: F, Cl, Br, J, At – эле­мен­ты 7-й груп­пы глав­ной под­груп­пы.

- 8-ю глав­ную под­груп­пу на­зы­ва­ют под­груп­пой инерт­ных или бла­го­род­ных газов. Это He, Ne, Ar, Kr, Xe, Ra.

 

Хи­ми­че­ские свой­ства в пе­ри­о­дах ме­ня­ют­ся с ме­тал­ли­че­ских через ам­фо­тер­ные на неме­тал­ли­че­ские. Таким об­ра­зом, зная хи­ми­че­ские свой­ства эле­мен­та, можно пред­по­ло­жить, где кон­крет­но он на­хо­дит­ся в Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме. И на­о­бо­рот, если знать по­ло­же­ние эле­мен­та в Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме, можно пред­по­ло­жить его хи­ми­че­ские свой­ства.

 5. Значение Периодического закона Д.И. Менделеева

С мо­мен­та от­кры­тия Пе­ри­о­ди­че­ско­го за­ко­на и Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов Д.И. Мен­де­ле­е­ва, химия пе­ре­ста­ла быть опи­са­тель­ной на­у­кой. Те­перь при по­мо­щи его таб­ли­цы можно пред­ска­зы­вать свой­ства лю­бо­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та. Даль­ней­шее раз­ви­тие фи­зи­ки и химии пол­но­стью под­твер­ди­ло право­ту Д.И. Мен­де­ле­е­ва, так были от­кры­ты се­мей­ства инерт­ных газов. Для ра­дио­ак­тив­ных эле­мен­тов были сна­ча­ла опи­са­ны свой­ства, а затем они были по­лу­че­ны. Пе­ри­о­ди­че­ский закон и Пе­ри­о­ди­че­ская си­сте­ма хи­ми­че­ских эле­мен­тов Д.И. Мен­де­ле­е­ва носят фун­да­мен­таль­ный ха­рак­тер, яв­ля­ют­ся ос­нов­ным за­ко­ном при­ро­ды.

Под­ве­де­ние итога

Вы изу­чи­ли тему «Струк­ту­ра Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов. Объ­яс­ни­тель­ная и пред­ска­за­тель­ная функ­ции Пе­ри­о­ди­че­ско­го за­ко­на». Вы узна­ли о зна­че­нии Пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы Мен­де­ле­е­ва, ее функ­ци­ях и воз­мож­но­стях.

Последнее изменение: Вторник, 17 Октябрь 2017, 02:32