Dari pelajaran pertama kimia, Anda menggunakan tabel D. I. Mendeleev. Ini dengan jelas menunjukkan bahwa semua unsur kimia yang membentuk zat dunia di sekitar kita saling berhubungan dan mematuhi hukum umum, yaitu, mereka mewakili satu kesatuan - sistem unsur kimia. Oleh karena itu, dalam ilmu pengetahuan modern, tabel D. I. Mendeleev disebut Tabel Periodik Unsur Kimia.

Mengapa "berkala" juga jelas bagi Anda, karena pola umum dalam perubahan sifat atom, zat sederhana dan kompleks yang dibentuk oleh unsur kimia, diulang dalam sistem ini pada interval - periode tertentu. Beberapa dari pola ini, yang ditunjukkan pada Tabel 1, sudah Anda ketahui.

Dengan demikian, semua unsur kimia yang ada di dunia tunduk pada hukum periodik tunggal yang bertindak secara objektif di alam, yang representasi grafisnya adalah Tabel Periodik Unsur. Hukum dan sistem ini menyandang nama ahli kimia besar Rusia D. I. Mendeleev.

D. I. Mendeleev sampai pada penemuan Hukum Periodik dengan membandingkan sifat-sifat dan massa atom relatif dari unsur-unsur kimia. Untuk melakukan ini, D. I. Mendeleev menuliskan untuk setiap elemen kimia pada kartu: simbol elemen, nilai massa atom relatif (pada saat D. I. Mendeleev nilai ini disebut berat atom), rumus dan sifat oksida dan hidroksida yang lebih tinggi. Dia menyusun 63 elemen kimia yang diketahui pada saat itu dalam satu rantai dalam urutan naik dari massa atom relatifnya (Gbr. 1) dan menganalisis kumpulan elemen ini, mencoba menemukan pola tertentu di dalamnya. Sebagai hasil dari kerja kreatif yang intens, ia menemukan bahwa dalam rantai ini ada interval - periode di mana sifat-sifat elemen dan zat yang dibentuk olehnya berubah dengan cara yang sama (Gbr. 2).

Beras. satu.
Kartu unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatif

Beras. 2.
Kartu unsur, disusun menurut urutan perubahan periodik sifat unsur dan zat yang dibentuknya

Percobaan laboratorium No. 2
Pemodelan konstruksi sistem periodik D. I. Mendeleev

Simulasikan konstruksi sistem periodik D. I. Mendeleev. Untuk melakukan ini, siapkan 20 kartu berukuran 6 x 10 cm untuk elemen dengan nomor seri dari 1 hingga 20. Pada setiap kartu, tunjukkan informasi berikut tentang unsur: simbol kimia, nama, massa atom relatif, rumus oksida tertinggi, hidroksida (tunjukkan sifatnya dalam tanda kurung - basa, asam atau amfoter), rumus senyawa hidrogen yang mudah menguap (untuk non-logam). Kocok kartu-kartu tersebut, lalu susun dalam satu baris dalam urutan menaik dari massa atom relatif unsur-unsur tersebut. Tempatkan elemen serupa dari yang ke-1 hingga ke-18 di bawah yang lain: hidrogen di atas litium dan kalium di bawah natrium, masing-masing, kalsium di bawah magnesium, helium di bawah neon. Rumuskan pola yang telah Anda identifikasi dalam bentuk hukum. Perhatikan perbedaan antara massa atom relatif argon dan kalium dan lokasinya menurut kesamaan sifat-sifat unsur. Jelaskan alasan dari fenomena ini.

Kami mendaftar sekali lagi, menggunakan istilah modern, perubahan reguler pada properti yang muncul dalam periode:

• sifat logam melemah;
• sifat non-logam ditingkatkan;
• tingkat oksidasi unsur-unsur dalam oksida yang lebih tinggi meningkat dari +1 menjadi +8;
• derajat oksidasi unsur-unsur dalam senyawa hidrogen yang mudah menguap meningkat dari -4 menjadi -1;
• oksida dari basa hingga amfoter digantikan oleh asam;
• hidroksida dari alkali melalui hidroksida amfoter digantikan oleh asam yang mengandung oksigen.

Berdasarkan pengamatan ini, D. I. Mendeleev pada tahun 1869 menyimpulkan - ia merumuskan Hukum Periodik, yang, menggunakan istilah modern, terdengar seperti ini:

Mensistematisasikan unsur-unsur kimia berdasarkan massa atom relatifnya, D. I. Mendeleev juga memberikan perhatian besar pada sifat-sifat unsur dan zat yang mereka bentuk, mendistribusikan unsur-unsur dengan sifat yang serupa ke dalam kolom - kelompok vertikal. Kadang-kadang, dengan melanggar keteraturan yang diungkapkannya, ia menempatkan unsur-unsur yang lebih berat di depan unsur-unsur dengan nilai massa atom relatif yang lebih rendah. Misalnya, ia menulis di mejanya kobalt sebelum nikel, telurium sebelum yodium, dan ketika gas inert (mulia) ditemukan, argon sebelum kalium. D. I. Mendeleev menganggap urutan pengaturan ini perlu karena jika tidak, elemen-elemen ini akan jatuh ke dalam kelompok elemen yang tidak serupa dengan mereka dalam sifat. Jadi, khususnya, kalium logam alkali akan jatuh ke dalam kelompok gas inert, dan argon gas inert ke dalam kelompok logam alkali.

D. I. Mendeleev tidak dapat menjelaskan pengecualian ini pada aturan umum, serta alasan periodisitas dalam perubahan sifat-sifat unsur dan zat yang dibentuknya. Namun, ia meramalkan bahwa alasan ini terletak pada struktur atom yang kompleks. Itu adalah intuisi ilmiah D. I. Mendeleev yang memungkinkannya untuk membangun sistem unsur-unsur kimia tidak dalam urutan peningkatan massa atom relatif mereka, tetapi dalam urutan peningkatan muatan inti atom mereka. Fakta bahwa sifat-sifat unsur ditentukan secara tepat oleh muatan inti atomnya dibuktikan dengan fasih oleh keberadaan isotop yang Anda temui tahun lalu (ingat apa itu, berikan contoh isotop yang Anda ketahui).

Sesuai dengan gagasan modern tentang struktur atom, dasar klasifikasi unsur kimia adalah muatan inti atomnya, dan rumusan modern Hukum Periodik adalah sebagai berikut:

Periodisitas dalam perubahan sifat unsur dan senyawanya dijelaskan oleh pengulangan periodik dalam struktur tingkat energi eksternal atomnya. Ini adalah jumlah tingkat energi, jumlah total elektron yang terletak di atasnya dan jumlah elektron di tingkat terluar yang mencerminkan simbolisme yang diadopsi dalam Sistem Periodik, yaitu, mereka mengungkapkan arti fisik dari nomor urut elemen, nomor periode dan nomor kelompok (terdiri dari apa?).

Struktur atom juga memungkinkan untuk menjelaskan alasan perubahan sifat logam dan nonlogam unsur dalam periode dan golongan.

Akibatnya, Hukum Periodik dan Sistem Periodik D. I. Mendeleev merangkum informasi tentang unsur-unsur kimia dan zat yang dibentuk olehnya dan menjelaskan periodisitas dalam perubahan sifatnya dan alasan kesamaan sifat unsur-unsur dari golongan yang sama.

Dua arti terpenting dari Hukum Periodik dan Sistem Periodik D. I. Mendeleev ini dilengkapi dengan arti lain, yaitu kemampuan untuk memprediksi, yaitu memprediksi, mendeskripsikan sifat, dan menunjukkan cara menemukan unsur kimia baru. Sudah pada tahap menciptakan Sistem Periodik, D. I. Mendeleev membuat sejumlah prediksi tentang sifat-sifat unsur yang belum diketahui pada waktu itu dan menunjukkan cara penemuannya. Dalam tabel yang dia buat, D. I. Mendeleev meninggalkan sel kosong untuk elemen-elemen ini (Gbr. 3).

Beras. 3.
Tabel periodik unsur yang diusulkan oleh D. I. Mendeleev

Contoh nyata dari kekuatan prediksi Hukum Periodik adalah penemuan unsur-unsur berikutnya: pada tahun 1875, orang Prancis Lecoq de Boisbaudran menemukan galium, yang diprediksi oleh D. I. Mendeleev lima tahun sebelumnya sebagai unsur yang disebut "ekaaluminum" (eka - berikut); pada tahun 1879, orang Swedia L. Nilsson menemukan "ekabor" menurut D. I. Mendeleev; pada tahun 1886 oleh K. Winkler Jerman - "ekasilicon" menurut D. I. Mendeleev (tentukan nama-nama modern elemen-elemen ini dari tabel D. I. Mendeleev). Seberapa akurat D. I. Mendeleev dalam prediksinya diilustrasikan oleh data pada Tabel 2.

Meja 2
Sifat germanium yang diprediksi dan diamati secara eksperimental

Diprediksi oleh D. I. Mendeleev pada tahun 1871	Didirikan oleh K. Winkler pada tahun 1886
Massa atom relatif mendekati 72	Massa atom relatif 72,6
Logam tahan api abu-abu	Logam tahan api abu-abu
Kepadatan logam sekitar 5,5 g / cm 3	Kepadatan logam 5,35 g / cm 3
Rumus oksida E0 2	Rumus Ge0 2 oksida
Kepadatan oksida sekitar 4,7 g / cm 3	Kepadatan oksida 4,7 g / cm 3
Oksida akan dengan mudah direduksi menjadi logam	Oksida Ge0 2 direduksi menjadi logam ketika dipanaskan dalam jet hidrogen
ES1 4 klorida harus berupa cairan dengan titik didih sekitar 90 ° C dan kepadatan sekitar 1,9 g / cm 3	Germanium klorida (IV) GeCl 4 adalah cairan dengan titik didih 83 ° C dan massa jenis 1,887 g / cm 3

Para ilmuwan yang menemukan unsur-unsur baru sangat menghargai penemuan ilmuwan Rusia itu: “Hampir tidak ada bukti yang lebih jelas tentang validitas doktrin periodisitas unsur daripada penemuan ekasilicon yang masih hipotetis; itu, tentu saja, lebih dari sekadar konfirmasi sederhana dari teori yang berani - ini menandai perluasan luar biasa dari bidang penglihatan kimia, langkah raksasa di bidang pengetahuan ”(K. Winkler).

Ilmuwan Amerika yang menemukan unsur No. 101 memberinya nama "mendelevium" sebagai pengakuan atas jasa ahli kimia besar Rusia Dmitri Mendeleev, yang merupakan orang pertama yang menggunakan Tabel Periodik Unsur untuk memprediksi sifat-sifat unsur yang belum ditemukan. telah menemukan.

Anda bertemu di kelas 8 dan akan menggunakan bentuk Tabel Periodik tahun ini, yang disebut periode pendek. Namun, di kelas profil dan di pendidikan tinggi, bentuk yang berbeda sebagian besar digunakan - versi jangka panjang. Membandingkan mereka. Apa yang sama dan apa yang berbeda dari kedua bentuk Tabel Periodik ini?

Kata dan konsep baru

1. Hukum periodik D. I. Mendeleev.
2. Sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev adalah representasi grafis dari Hukum Periodik.
3. Arti fisis bilangan unsur, nomor periode, dan nomor golongan.
4. Pola perubahan sifat unsur dalam periode dan golongan.
5. Signifikansi hukum periodik dan sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev.

Tugas untuk pekerjaan mandiri

1. Buktikan bahwa Hukum Periodik D. I. Mendeleev, seperti hukum alam lainnya, melakukan fungsi penjelasan, generalisasi, dan prediksi. Berikan contoh yang menggambarkan fungsi-fungsi hukum lain yang Anda ketahui dari kursus kimia, fisika, dan biologi.
2. Sebutkan unsur kimia yang atomnya elektron-elektronnya disusun dalam tingkatan-tingkatan menurut deret bilangan: 2, 5. Zat sederhana apa yang membentuk unsur ini? Apa rumus senyawa hidrogen dan apa namanya? Formula apa yang dimiliki oksida tertinggi dari elemen ini, apa sifatnya? Tuliskan persamaan reaksi yang mencirikan sifat-sifat oksida ini.
3. Berilium dulu diklasifikasikan sebagai unsur golongan III, dan massa atom relatifnya dianggap 13,5. Mengapa D. I. Mendeleev memindahkannya ke golongan II dan mengoreksi massa atom berilium dari 13,5 menjadi 9?
4. Tuliskan persamaan reaksi antara zat sederhana yang dibentuk oleh unsur kimia dalam atom yang elektronnya didistribusikan pada tingkat energi menurut deret bilangan: 2, 8, 8, 2, dan zat sederhana yang dibentuk oleh unsur No. 7 dan Nomor 8 dalam sistem periodik. Apa jenis ikatan kimia dalam produk reaksi? Apa struktur kristal dari zat sederhana awal dan produk interaksinya?
5. Susunlah unsur-unsur berikut menurut kenaikan sifat logamnya: As, Sb, N, P, Bi. Benarkan deret yang dihasilkan berdasarkan struktur atom unsur-unsur ini.
6. Susun unsur-unsur berikut dalam rangka memperkuat sifat non-logam: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Benarkan deret yang dihasilkan berdasarkan struktur atom unsur-unsur ini.
7. Susun menurut pelemahan sifat asam oksida, rumusnya adalah: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7. Membenarkan seri yang dihasilkan. Tuliskan rumus hidroksida yang sesuai dengan oksida ini. Bagaimana karakter asam mereka berubah dalam seri yang Anda usulkan?
8. Tuliskan rumus oksida boron, berilium, dan litium dan urutkan menurut sifat utamanya. Tuliskan rumus hidroksida yang sesuai dengan oksida ini. Apa sifat kimia mereka?
9. Apa itu isotop? Bagaimana penemuan isotop berkontribusi pada pembentukan Hukum Periodik?
10. Mengapa muatan inti atom unsur dalam sistem periodik D. I. Mendeleev berubah secara monoton, yaitu, muatan inti setiap elemen berikutnya meningkat satu dibandingkan dengan muatan inti atom dari unsur sebelumnya, dan sifat-sifatnya unsur-unsur dan zat yang mereka bentuk berubah secara berkala?
11. Berikan tiga rumusan Hukum Periodik, di mana massa atom relatif, muatan inti atom dan struktur tingkat energi eksternal dalam kulit elektron atom diambil sebagai dasar untuk sistematisasi unsur-unsur kimia.

IV - VII - periode besar, karena terdiri dari dua baris (genap dan ganjil) elemen.

Dalam baris genap periode besar adalah logam khas. Deret ganjil dimulai dari logam, kemudian sifat logam melemah dan sifat nonlogam bertambah, periode berakhir dengan gas inert.

Kelompok adalah baris vertikal kimia. elemen yang digabungkan oleh kimia. properti.

Kelompok

subgrup utama subgrup sekunder

Subgrup utama termasuk Subgrup sekunder meliputi:

unsur baik unsur kecil maupun besar hanya berperiode besar.

periode.

H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Cu, Ag, Au

kecil besar besar

Untuk unsur-unsur yang digabungkan dalam kelompok yang sama, pola-pola berikut adalah karakteristik:

1. Valensi tertinggi unsur dalam senyawa dengan oksigen(dengan beberapa pengecualian) sesuai dengan nomor kelompok.

Elemen subkelompok sekunder juga dapat menunjukkan valensi lain yang lebih tinggi. Misalnya, Cu - unsur golongan I dari subkelompok samping - membentuk oksida Cu 2 O. Namun, yang paling umum adalah senyawa tembaga divalen.

2. Dalam subkelompok utama(Perintahkan ke bawah) dengan peningkatan massa atom, sifat logam dari unsur-unsur meningkat dan yang non-logam melemah.

Struktur atom.

Untuk waktu yang lama, sains didominasi oleh pendapat bahwa atom tidak dapat dibagi, mis. tidak mengandung komponen yang lebih sederhana.

Namun, pada akhir abad ke-19, sejumlah fakta ditetapkan yang membuktikan komposisi atom yang kompleks dan kemungkinan transformasi timbal baliknya.

Atom adalah formasi kompleks yang dibangun dari unit struktural yang lebih kecil.

inti

p + - proton

atom

n 0 - neutron

- elektron - di luar inti

Untuk kimia, struktur kulit elektron atom sangat menarik. Di bawah kulit elektron memahami totalitas semua elektron dalam atom. Jumlah elektron dalam suatu atom sama dengan jumlah proton, yaitu nomor atom unsur, karena atom bersifat netral.

Karakteristik terpenting elektron adalah energi ikatannya dengan atom. Elektron dengan nilai energi yang sama membentuk satu lapisan elektronik.

Setiap kimia. unsur dalam tabel periodik diberi nomor.

Jumlah yang diterima setiap elemen disebut nomor seri.

Arti fisik dari nomor seri:

1. Berapakah nomor urut unsur, demikian muatan inti atom.

2. Jumlah elektron yang sama mengelilingi inti.

Z = p + Z - nomor elemen

n 0 \u003d A - Z

n 0 \u003d A - p + A - massa atom unsur

n 0 \u003d A - ē

Misal seperti Li.

Arti fisik dari nomor periode.

Pada periode berapa unsur tersebut, berapa banyak kulit elektron (lapisan) yang dimilikinya.

Bukan +2
Li +3 Jadilah +4 V +5 N +7

Penentuan jumlah elektron maksimum dalam satu kulit elektron.

1. Tentukan nama elemen, peruntukannya. Tentukan nomor urut unsur, nomor periode, golongan, subgrup. Tunjukkan arti fisik dari parameter sistem - nomor seri, nomor periode, nomor grup. Membenarkan posisi dalam subkelompok.

2. Tunjukkan jumlah elektron, proton, dan neutron dalam atom suatu unsur, muatan inti, nomor massa.

3. Buatlah rumus elektronik lengkap dari unsur tersebut, tentukan keluarga elektronnya, berikan zat sederhana ke dalam golongan logam atau nonlogam.

4. Gambarkan secara grafis struktur elektronik elemen (atau dua tingkat terakhir).

5. Gambarkan secara grafis semua keadaan valensi yang mungkin.

6. Tentukan jumlah dan jenis elektron valensi.

7. Buat daftar semua kemungkinan valensi dan keadaan oksidasi.

8. Tulislah rumus oksida dan hidroksida untuk semua keadaan valensi. Tunjukkan sifat kimianya (konfirmasikan jawabannya dengan persamaan reaksi yang sesuai).

9. Berikan rumus senyawa hidrogen.

10. Sebutkan ruang lingkup elemen ini

Keputusan. Skandium sesuai dengan elemen dengan nomor atom 21 di PSE.

1. Unsur tersebut berada pada periode IV. Nomor periode berarti jumlah tingkat energi dalam atom unsur ini, ia memiliki 4. Skandium terletak di kelompok ke-3 - di tingkat terluar elektron ke-3; dalam kelompok samping. Oleh karena itu, elektron valensinya berada pada sublevel 4s dan 3d. Nomor seri secara numerik bertepatan dengan muatan inti atom.

2. Muatan inti atom skandium adalah +21.

Jumlah proton dan elektron masing-masing adalah 21.

Jumlah neutron A–Z = 45 – 21 = 24.

Komposisi total atom: ( ).

3. Rumus elektronik lengkap skandium:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 .

Keluarga elektron: elemen-d, seperti dalam proses pengisian
orbital d. Struktur elektronik atom diakhiri dengan elektron-s, sehingga skandium menunjukkan sifat-sifat logam; zat sederhana - logam.

4. Konfigurasi grafik elektronik terlihat seperti:

5. Kemungkinan keadaan valensi karena jumlah elektron yang tidak berpasangan:

- dalam kondisi dasar:

– dalam skandium dalam keadaan tereksitasi, sebuah elektron dari orbital 4s akan berpindah ke orbital 4p bebas, satu elektron d yang tidak berpasangan meningkatkan kemampuan valensi skandium.

Sc memiliki tiga elektron valensi dalam keadaan tereksitasi.

6. Kemungkinan valensi dalam hal ini ditentukan oleh jumlah elektron yang tidak berpasangan: 1, 2, 3 (atau I, II, III). Kemungkinan keadaan oksidasi (mencerminkan jumlah elektron yang dipindahkan) +1, +2, +3 (karena skandium adalah logam).

7. Valensi III yang paling khas dan stabil, bilangan oksidasi +3. Kehadiran hanya satu elektron dalam keadaan d bertanggung jawab atas rendahnya stabilitas konfigurasi 3d 1 4s 2.

Skandium dan analognya, tidak seperti elemen d lainnya, menunjukkan bilangan oksidasi konstan +3, ini adalah bilangan oksidasi tertinggi dan sesuai dengan nomor golongan.

8. Rumus oksida dan sifat kimianya:

bentuk oksida yang lebih tinggi - (amfoter);

rumus hidroksida: – amfoter.

Persamaan reaksi yang mengkonfirmasi sifat amfoter oksida dan hidroksida:

(skandat lithium),

(skandium klorida),

( kalium hexahydroxoscandiate (III) ),

(skandium sulfat).

9. Tidak membentuk senyawa dengan hidrogen, karena berada di subkelompok samping dan merupakan elemen d.

10. Senyawa skandium digunakan dalam teknologi semikonduktor.

Contoh 2 Manakah dari dua elemen, mangan atau bromin, yang memiliki sifat logam yang lebih menonjol?

Keputusan. Unsur-unsur tersebut berada pada periode keempat. Kami menuliskan rumus elektronik mereka:

Mangan adalah elemen d, yaitu elemen dari subkelompok samping, dan brom adalah
p-elemen dari subgrup utama dari grup yang sama. Pada tingkat elektronik terluar, atom mangan hanya memiliki dua elektron, sedangkan atom brom memiliki tujuh elektron. Jari-jari atom mangan lebih kecil dari jari-jari atom brom dengan jumlah kulit elektron yang sama.

Pola umum untuk semua golongan yang mengandung unsur p dan d adalah sifat logam yang dominan pada unsur d.
Dengan demikian, sifat logam mangan lebih menonjol daripada brom.

Hukum periodik D.I Mendeleev.

Sifat-sifat unsur kimia, dan oleh karena itu sifat-sifat benda sederhana dan kompleks yang mereka bentuk, secara periodik bergantung pada besarnya berat atom.

Arti fisik dari hukum periodik.

Arti fisis dari hukum periodik terletak pada perubahan periodik dalam sifat-sifat unsur, sebagai akibat dari pengulangan periodik kulit ke-e atom, dengan peningkatan berturut-turut dalam n.

Formulasi modern dari D.I. Mendeleev's PZ.

Sifat unsur kimia, serta sifat zat sederhana atau kompleks yang dibentuk olehnya, secara periodik bergantung pada besarnya muatan inti atomnya.

Sistem periodik unsur.

Sistem periodik - sistem klasifikasi unsur kimia, dibuat berdasarkan hukum periodik. Sistem periodik - menetapkan hubungan antara unsur-unsur kimia yang mencerminkan persamaan dan perbedaannya.

Tabel periodik (ada dua jenis: pendek dan panjang) unsur.

Tabel Periodik Unsur adalah representasi grafis dari Tabel Periodik Unsur, terdiri dari 7 periode dan 8 golongan.

Pertanyaan 10

Sistem periodik dan struktur kulit elektron atom unsur.

Belakangan ditemukan bahwa tidak hanya nomor urut elemen yang memiliki makna fisik yang dalam, tetapi juga konsep-konsep lain yang sebelumnya dipertimbangkan juga secara bertahap memperoleh makna fisik. Misalnya, nomor golongan, yang menunjukkan valensi tertinggi unsur, dengan demikian mengungkapkan jumlah maksimum elektron atom unsur tertentu yang dapat berpartisipasi dalam pembentukan ikatan kimia.

Nomor periode, pada gilirannya, ternyata terkait dengan jumlah tingkat energi yang ada dalam kulit elektron atom suatu unsur pada periode tertentu.

Jadi, misalnya, "koordinat" timah Sn (nomor urut 50, periode 5, subkelompok utama grup IV) berarti bahwa ada 50 elektron dalam atom timah, mereka didistribusikan pada 5 tingkat energi, hanya 4 elektron yang valensi .

Arti fisik menemukan elemen dalam subkelompok dari berbagai kategori sangat penting. Ternyata untuk unsur-unsur yang terletak di subkelompok kategori I, elektron (terakhir) berikutnya terletak di s-sublevel tingkat eksternal. Elemen-elemen ini milik keluarga elektronik. Untuk atom unsur yang terletak di subkelompok kategori II, elektron berikutnya terletak di p-sublevel tingkat eksternal. Ini adalah elemen dari keluarga elektronik "p". Dengan demikian, elektron ke-50 berikutnya dari atom timah terletak di sublevel-p terluar, yaitu tingkat energi ke-5.

Untuk atom unsur subkelompok kategori III, elektron berikutnya terletak di d-sublevel, tetapi sudah sebelum tingkat eksternal, ini adalah elemen dari keluarga elektronik "d". Untuk atom lantanida dan aktinida, elektron berikutnya terletak pada sublevel f, sebelum level eksternal. Ini adalah elemen dari keluarga elektronik "f".

Oleh karena itu, bukanlah suatu kebetulan bahwa jumlah subgrup dari 4 kategori yang disebutkan di atas, yaitu 2-6-10-14, bertepatan dengan jumlah maksimum elektron dalam sublevel s-p-d-f.

Tetapi ternyata adalah mungkin untuk memecahkan masalah urutan pengisian kulit elektron dan memperoleh rumus elektronik untuk atom unsur apa pun dan berdasarkan sistem periodik, yang dengan jelas menunjukkan level dan sublevel dari masing-masing berturut-turut. elektron. Sistem periodik juga menunjukkan penempatan unsur-unsur satu demi satu ke dalam periode, golongan, subkelompok dan distribusi elektronnya berdasarkan level dan sublevel, karena setiap elemen memiliki elektronnya sendiri, yang mencirikan elektron terakhirnya. Sebagai contoh, mari kita menganalisis kompilasi rumus elektronik untuk atom unsur zirkonium (Zr). Sistem periodik memberikan indikator dan "koordinat" elemen ini: nomor seri 40, periode 5, golongan IV, subkelompok samping Kesimpulan pertama: a) semua 40 elektron, b) 40 elektron ini didistribusikan pada lima tingkat energi; c) dari 40 elektron hanya 4 yang valensi, d) elektron ke-40 berikutnya memasuki sublevel d sebelum terluar, yaitu tingkat energi keempat. Kesimpulan serupa dapat ditarik tentang masing-masing dari 39 elemen sebelum zirkonium, hanya indikator dan koordinat yang akan menjadi berbeda setiap waktu.

Isi artikel

TABEL PERIODIK ELEMEN adalah klasifikasi unsur kimia sesuai dengan hukum periodik, yang menetapkan perubahan periodik dalam sifat-sifat unsur kimia ketika massa atomnya meningkat, terkait dengan peningkatan muatan inti atomnya; oleh karena itu, muatan inti atom bertepatan dengan nomor urut unsur dalam sistem periodik dan disebut atom nomor elemen. Sistem periodik unsur disusun dalam bentuk tabel (tabel periodik unsur), di mana baris horizontal - periode- ada perubahan bertahap dalam sifat-sifat unsur, dan dalam transisi dari satu periode ke periode lain - pengulangan periodik dari sifat-sifat umum; kolom vertikal - kelompok- menggabungkan elemen dengan sifat serupa. Sistem periodik memungkinkan, tanpa studi khusus, untuk mempelajari sifat-sifat suatu unsur hanya berdasarkan sifat-sifat yang diketahui dari unsur-unsur yang bertetangga dalam suatu golongan atau periode. Sifat fisika dan kimia (keadaan agregat, kekerasan, warna, valensi, ionisasi, stabilitas, metalitas atau non-metalik, dll.) dapat diprediksi untuk suatu unsur berdasarkan tabel periodik.

Pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19. ahli kimia mencoba membuat klasifikasi unsur kimia sesuai dengan sifat fisik dan kimianya, khususnya, berdasarkan keadaan agregat elemen, berat jenis (densitas), konduktivitas listrik, metalisasi - non-metalik, kebasaan - keasaman, dll.

Klasifikasi berdasarkan "berat atom"

(yaitu dengan massa atom relatif).

hipotesis Prout.

Tabel 1. Tabel periodik unsur yang diterbitkan oleh Mendeleev pada tahun 1869

Tabel 1. TABEL PERIODIK ELEMEN YANG DITERBITKAN OLEH MENDELEEV TAHUN 1869 (versi pertama)
			Ti = 50	Zr = 90	? = 180
			V = 51	Nb = 94	T = 182
			kr=52	Mo = 96	L=186
			Mn = 55	Rh = 104,4	Pt = 197.4
			Fe = 56	Ru = 104,4	Ir = 198
		Ni =	Co = 59	Pd = 106,6	Os = 199
H=1			Cu = 63,4	Ag = 108	Hg = 200
	Jadilah = 9,4	mg = 24	Zn = 65,2	CD = 112
	B=11	Al = 27,4	? = 68	Ur = 116	A = 197?
	C = 12	Si = 28	? = 70	Sn = 118
	T=14	P=31	Sebagai = 75	Sb = 122	Bi = 210?
	O = 16	S=32	Se = 79,4	T = 128?
	F=19	Cl = 35,5	Br = 80	saya = 127
Li = 7	Na = 23	K = 39	Rb = 85,4	Cs = 133	Tl = 204
		Ca = 40	Sr = 87,6	Ba = 137	Pb = 207
		? = 45	Ce = 92
		?Er = 56	La = 94
		?Yt = 60	Di = 95
		?Dalam = 75.6	t = 118

Tabel 2. Tabel Periodik Modifikasi

Tabel 2. TABEL MENDELEEV YANG DIMODIFIKASI

Kelompok

Saya

II

AKU AKU AKU

IV

V

VI

VII

VIII

0

Rumus oksida atau hidrida Subgrup

R2O

RO

R2O3

RH4 RO 2

RH 3 R2O5

RH 2 RO 3

RH R2O7

Periode 1

1 H Hidrogen 1,0079

2 Dia Helium 4,0026

Periode 2

3 Li Litium 6,941

4 Menjadi Berilium 9,0122

5 B bor 10,81

6 C Karbon 12,011

7 N Nitrogen 14,0067

8 HAI Oksigen 15,9994

9 F Fluor 18,9984

10 tidak Neon 20,179

Periode 3

11 tidak Sodium 22,9898

12 mg Magnesium 24,305

13 Al Aluminium 26,9815

14 Si silikon 28,0855

15 P Fosfor 30,9738

16 S Sulfur 32,06

17 Cl Klorin 35,453

18 Ar Argon 39,948

Periode 4

19 K Kalium 39,0983 29 Cu Tembaga 63,546

20 Ca Kalsium 40,08 30 Zn Seng 65,39

21 sc Skandium 44,9559 31 ga galium 69,72

22 Ti Titanium 47,88 32 Ge Germanium 72,59

23 V Vanadium 50,9415 33 Sebagai Arsenik 74,9216

24 Cr kromium 51,996 34 Se Selenium 78,96

25 M N mangan 54,9380 35 br Brom 79,904

26 Fe Besi 55,847

27 bersama Kobalt 58,9332

28 Ni Nikel 58,69

36 kr kripton 83,80

Periode 5

37 Rb rubidium 85,4678 47 Ag Perak 107,868

38 Sri Stronsium 87,62 48 CD Kadmium 112,41

39 kamu itrium 88,9059 49 Di indium 114,82

40 Zr Zirkonium 91,22 50 sn Timah 118,69

41 Nb Niobium 92,9064 51 sb Antimon 121,75

42 mo molibdenum 95,94 52 Te telurium 127,60

43 Tc Teknesium 53 Saya yodium 126,9044

44 Ru rutenium 101,07

45 Rh Rhodium 102,9055

46 Pd paladium 106,4

54 Xe Xenon 131,29

Periode 6

55 Cs sesium 132,9054 79 au Emas 196,9665

56 ba Barium 137,33 80 HG Air raksa 200,59

57* La Lantanum 138,9055 81 Tl Talium 204,38

72 HF Hafnium 178,49 82 Pb Memimpin 207,21

73 Ta tantalum 180,9479 83 Dua Bismut 208,9804

74 W tungsten 183,85 84 po polonium

75 Ulang renium 186,207 85 Pada Astatin

76 Os Osmium 190,2

77 Ir iridium 192,2

78 PT Platinum 195,08

86 Rn Radon

Periode 7

87 Fr Perancis

88 Ra Radium 226,0254

89** AC Aktinium 227,028

104

105

106

107

108

109

*

58 Ce 140,12

59 Pr 140,9077

60 Nd 144,24

61 Pm

62 sm 150,36

63 Eu 151,96

64 Tuhan 157,25

65 Tb 158,9254

66 hari 162,50

67 Ho 164,9304

68 Er 167,26

69 Tm 168,9342

70 Yb 173,04

71 Lu 174,967

**

90 Th 232,0381

91 Pa 231,0359

92 kamu 238,0289

93 tidak 237,0482

94 pu

95 Saya

96 cm

97 bk

98 cf

99 Es

100 fm

101 md

102 Tidak

103 lr

* Lantanida: cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium. ** Aktinida: thorium, protactinium, uranium, neptunium, plutonium, amerisium, curium, berkelium, californium, einsteinium, fermium, mendelevium, nobelium, lawrencium. Catatan. Nomor atom ditunjukkan di atas lambang unsur, massa atom ditunjukkan di bawah lambang unsur. Nilai dalam tanda kurung adalah nomor massa dari isotop yang berumur paling lama.

Periode.

Dalam tabel ini, Mendeleev mengatur unsur-unsur dalam baris horizontal - titik. Tabel dimulai dengan periode yang sangat singkat yang hanya mengandung hidrogen dan helium. Dua periode pendek berikutnya masing-masing mengandung 8 unsur. Lalu ada empat periode panjang. Semua periode kecuali yang pertama dimulai dengan logam alkali (Li, Na, K, Rb, Cs) dan semua periode diakhiri dengan gas mulia. Pada periode ke-6 ada serangkaian 14 elemen - lantanida, yang secara resmi tidak memiliki tempat di meja dan biasanya ditempatkan di bawah meja. Seri serupa lainnya - aktinida - ada di periode ke-7. Seri ini mencakup unsur-unsur yang diproduksi di laboratorium, seperti dengan membombardir uranium dengan partikel subatom, dan juga ditempatkan di bawah lantanida di bawah meja.

Grup dan subgrup.

Jika periode disusun satu di bawah yang lain, unsur-unsurnya tersusun dalam kolom, membentuk golongan bernomor 0, I, II, ..., VIII. Unsur-unsur dalam setiap kelompok diharapkan menunjukkan sifat kimia umum yang serupa. Kemiripan yang lebih besar diamati untuk unsur-unsur dalam subkelompok (A dan B), yang dibentuk dari unsur-unsur dari semua golongan kecuali 0 dan VIII. Subgrup A disebut subgrup utama, dan B disebut subgrup sekunder. Beberapa keluarga memiliki nama, seperti logam alkali (Grup IA), logam alkali tanah (Grup IIA), halogen (Grup VIIA) dan gas mulia (Grup 0). Golongan VIII mengandung logam transisi Fe, Co, dan Ni; Ru, Rh dan Pd; Os, Ir dan Pt. Berada di tengah periode panjang, unsur-unsur ini lebih mirip satu sama lain daripada dengan unsur-unsur sebelum dan sesudahnya. Dalam beberapa kasus, urutan kenaikan berat atom (lebih tepatnya, massa atom) dilanggar, misalnya, dalam pasangan telurium dan yodium, argon dan kalium. "Pelanggaran" ini diperlukan untuk menjaga kesamaan elemen dalam subkelompok.

Logam, non logam.

Diagonal dari hidrogen ke radon secara kasar membagi semua elemen menjadi logam dan non-logam, sedangkan non-logam berada di atas diagonal. (Non-logam mencakup 22 unsur - H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, halogen dan gas inert, logam - semua unsur lainnya.) Sepanjang garis ini adalah unsur-unsur yang memiliki beberapa sifat logam dan non-logam (metaloid adalah nama usang untuk unsur-unsur tersebut). Ketika mempertimbangkan sifat oleh subkelompok dari atas ke bawah, peningkatan sifat logam dan melemahnya sifat non-logam diamati.

Valensi.

Definisi paling umum dari valensi suatu unsur adalah kemampuan atom-atomnya untuk bergabung dengan atom-atom lain dalam perbandingan tertentu. Kadang-kadang valensi suatu unsur diganti dengan konsep keadaan oksidasi (s.o.) yang dekat dengannya. Keadaan oksidasi sesuai dengan muatan yang akan diperoleh atom jika semua pasangan elektron dari ikatan kimianya bergeser ke arah atom yang lebih elektronegatif. Dalam setiap periode, dari kiri ke kanan, ada peningkatan bilangan oksidasi positif dari unsur-unsur. Unsur golongan I memiliki s.d. sama dengan +1 dan rumus oksida R 2 O, unsur golongan II - masing-masing +2 dan RO, dst. Elemen dengan negatif s.d. berada pada kelompok V, VI dan VII; diyakini bahwa karbon dan silikon, yang berada dalam golongan IV, tidak memiliki bilangan oksidasi negatif. Halogen yang memiliki bilangan oksidasi -1 membentuk senyawa dengan hidrogen dengan komposisi RH. Secara umum, bilangan oksidasi positif dari unsur-unsur sesuai dengan nomor golongan, dan yang negatif sama dengan selisih delapan dikurangi nomor golongan. Dari tabel tidak mungkin untuk menentukan ada atau tidak adanya keadaan oksidasi lainnya.

Arti fisik dari nomor atom.

Pemahaman yang benar tentang tabel periodik hanya mungkin dilakukan berdasarkan ide-ide modern tentang struktur atom. Jumlah unsur dalam tabel periodik - nomor atomnya - jauh lebih penting daripada berat atomnya (yaitu, massa atom relatif) untuk memahami sifat kimia.

Struktur atom.

Pada tahun 1913, N. Bohr menggunakan model nuklir struktur atom untuk menjelaskan spektrum atom hidrogen, atom paling ringan dan karenanya paling sederhana. Bohr menyarankan bahwa atom hidrogen terdiri dari satu proton, yang membentuk inti atom, dan satu elektron, yang berputar di sekitar inti.

Definisi konsep nomor atom.

Pada tahun 1913, A. van den Broek menyarankan bahwa nomor atom suatu unsur - nomor atomnya - harus diidentifikasi dengan jumlah elektron yang berputar di sekitar inti atom netral, dan dengan muatan positif inti atom dalam satuan muatan elektron. Namun, perlu untuk mengkonfirmasi secara eksperimental identitas muatan atom dan nomor atom. Bohr selanjutnya mendalilkan bahwa emisi sinar-X karakteristik suatu unsur harus mengikuti hukum yang sama dengan spektrum hidrogen. Jadi, jika nomor atom Z diidentifikasi dengan muatan inti dalam satuan muatan elektron, maka frekuensi (panjang gelombang) dari garis yang sesuai dalam spektrum sinar-X dari berbagai elemen harus sebanding dengan Z 2 , kuadrat dari nomor atom unsur tersebut.

Pada tahun 1913-1914, G. Moseley, mempelajari radiasi sinar-X karakteristik atom dari berbagai unsur, menerima konfirmasi brilian dari hipotesis Bohr. Karya Moseley dengan demikian menegaskan asumsi van den Broek bahwa nomor atom suatu unsur identik dengan muatan nukleusnya; nomor atom, bukan massa atom, adalah dasar yang benar untuk menentukan sifat kimia suatu unsur.

Periodisitas dan struktur atom.

Teori kuantum Bohr tentang struktur atom berkembang selama dua dekade setelah 1913. "Bilangan kuantum" yang diusulkan Bohr menjadi salah satu dari empat bilangan kuantum yang diperlukan untuk mengkarakterisasi keadaan energi elektron. Pada tahun 1925, W. Pauli merumuskan "prinsip larangan" yang terkenal (prinsip Pauli), yang menurutnya tidak mungkin ada dua elektron dalam sebuah atom, di mana semua bilangan kuantum akan sama. Ketika prinsip ini diterapkan pada konfigurasi elektron atom, tabel periodik memperoleh dasar fisik. Karena nomor atom Z, yaitu Jika muatan positif inti atom bertambah, maka jumlah elektron juga harus bertambah untuk menjaga keelektronetralan atom. Elektron ini menentukan "perilaku" kimia atom. Menurut prinsip Pauli, semakin besar nilai bilangan kuantum, elektron mengisi lapisan elektron (kulit) mulai dari yang paling dekat dengan inti. Lapisan yang lengkap, yang diisi dengan semua elektron menurut prinsip Pauli, adalah yang paling stabil. Oleh karena itu, gas mulia seperti helium dan argon, yang memiliki struktur elektronik lengkap, tahan terhadap serangan kimia apa pun.

Konfigurasi elektronik.

Tabel berikut mencantumkan kemungkinan jumlah elektron untuk berbagai keadaan energi. Bilangan kuantum utama n= 1, 2, 3,... mencirikan tingkat energi elektron (tingkat 1 terletak lebih dekat ke inti). Bilangan kuantum orbital aku = 0, 1, 2,..., n– 1 mencirikan momentum sudut orbital. Bilangan kuantum orbital selalu lebih kecil dari bilangan kuantum utama, dan nilai maksimumnya sama dengan bilangan kuantum utama dikurangi 1. Setiap nilai aku sesuai dengan jenis orbital tertentu - s, p, d, f... (sebutan ini berasal dari nomenklatur spektroskopi abad ke-18, ketika berbagai rangkaian garis spektral yang diamati disebut s harpa, p rincipal, d menyebar dan f tidak mendasar).

Tabel 3. Jumlah elektron dalam berbagai keadaan energi atom

Tabel 3. JUMLAH ELEKTRON DALAM BERBAGAI KEADAAN ENERGI ATOM
Bilangan kuantum utama	Bilangan kuantum orbital	Jumlah elektron pada kulit	Penunjukan keadaan energi (tipe orbital)
1	0	2	1s
2	0	2	2s
	1	6	2p
3	0	2	3s
	1	6	3p
	2	10	3d
4	0	2	4s
	1	6	4p
	2	10	4d
	3	14	4f
5	0	2	5s
	1	6	5p
	2	10	5d
	5	14	5f
	4	18	5g
6	0	2	6s
	1	6	6p
	2	10	6d
...	...	...	...
7	0	2	7s

Periode pendek dan panjang.

Kulit elektron (orbital) terendah yang terisi penuh dilambangkan 1 s dan diwujudkan dalam helium. Level selanjutnya - 2 s dan 2 p- sesuai dengan pembentukan kulit atom unsur-unsur periode ke-2 dan, dengan pembentukan penuh, untuk neon, mengandung total 8 elektron. Ketika nilai bilangan kuantum utama meningkat, keadaan energi dari bilangan orbital terendah untuk prinsip yang lebih besar mungkin lebih rendah daripada keadaan energi dari bilangan kuantum orbital tertinggi yang sesuai dengan prinsip yang lebih kecil. Jadi, keadaan energi 3 d lebih tinggi dari 4 s, jadi unsur-unsur periode ke-3 dibangun 3 s- dan 3 p-orbital, diakhiri dengan pembentukan struktur stabil argon gas mulia. Berikutnya adalah bangunan sekuensial 4 s-, 3d- dan 4 p-orbital untuk unsur-unsur periode ke-4, hingga penyelesaian kulit elektron terluar yang stabil dari 18 elektron untuk kripton. Ini mengarah pada munculnya periode panjang pertama. Demikian pula, bangunan 5 s-, 4d- dan 5 p-orbital atom unsur periode ke-5 (yaitu periode kedua panjang), diakhiri dengan struktur elektronik xenon.

Lantanida dan aktinida.

Pengisian berurutan dengan elektron 6 s-, 4f-, 5d- dan 6 p-orbital elemen periode ke-6 (yaitu periode ketiga panjang) mengarah pada munculnya 32 elektron baru, yang membentuk struktur elemen terakhir periode ini - radon. Dimulai dengan unsur ke-57, lantanum, 14 unsur disusun secara berurutan, hanya sedikit berbeda dalam sifat kimianya. Mereka membentuk serangkaian lantanida, atau elemen tanah jarang, di mana 4 f-kulit yang mengandung 14 elektron.

Rangkaian aktinida, yang terletak di belakang aktinium (nomor atom 89), ditandai dengan membangun 5 f- kerang; itu juga mencakup 14 elemen yang sangat mirip dalam sifat kimia. Unsur dengan nomor atom 104 (rutherfordium), yang mengikuti aktinida terakhir, sudah berbeda dalam sifat kimianya: itu adalah analog dari hafnium. Nama-nama berikut diterima untuk unsur-unsur setelah rutherfordium: 105 - dubnium (Db), 106 - seaborgium (Sg), 107 - bohrium (Bh), 108 - hassium (Hs), 109 - meitnerium (Mt).

Penerapan tabel periodik.

Pengetahuan tentang tabel periodik memungkinkan ahli kimia untuk memprediksi dengan tingkat akurasi tertentu sifat-sifat unsur apa pun sebelum dia mulai bekerja dengannya. Ahli metalurgi, misalnya, menganggap tabel periodik berguna untuk membuat paduan baru, karena, dengan menggunakan tabel periodik, salah satu logam paduan dapat diganti dengan memilih penggantinya di antara tetangganya dalam tabel sehingga, dengan tingkat probabilitas, tidak akan ada perubahan signifikan dalam sifat yang terbentuk dari paduan tersebut.