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 penelitian 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, metalik - non-metalik, kebasaan - keasaman, dll.
Klasifikasi berdasarkan "berat atom"
(yaitu dengan massa atom relatif).
Hipotesis Prout.
| 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 MENDELEEV YANG DIMODIFIKASI | |||||||||||||||||||||||||
| Kelompok | Saya | II | AKU AKU AKU | IV | V | VI | VII | VIII | 0 | ||||||||||||||||
| Rumus oksida atau hidrida Subgrup |
R2O | RO | R2O3 | RH4 RO2 |
RH 3 R2O5 |
RH 2 RO3 |
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 |
||||||||||||||
| 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 |
||||||||||||||
| 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 |
||||||||||||||
| 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 Np 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 menyusun 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 berisi 8 elemen. 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. Kesamaan 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 lain dalam rasio 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 bilangan 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. Nomor atom suatu unsur dalam tabel periodik 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 karakteristik radiasi sinar-X 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 basis 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 tinggi 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 mendasar).
| 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.
Serangkaian 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 kimia: 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 dari 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 mereka.
1. Tentukan nama elemen, peruntukannya. Tentukan nomor seri elemen, nomor periode, grup, 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, tetapkan 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. 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
Larutan. 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 di 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 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 pindah 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 heksahidroksoskandiat (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?
Larutan. 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 elektron 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 bromin.
Setelah mempelajari sifat-sifat unsur yang disusun dalam satu baris dalam urutan menaik dari massa atomnya, ilmuwan besar Rusia D.I. Mendeleev pada tahun 1869 menurunkan hukum periodisitas:
sifat-sifat unsur, dan oleh karena itu sifat-sifat benda sederhana dan kompleks yang dibentuk olehnya, secara periodik bergantung pada besarnya bobot atom unsur-unsur tersebut.
formulasi modern dari hukum periodik Mendeleev:
Sifat-sifat unsur kimia, serta bentuk dan sifat senyawa unsur, secara periodik bergantung pada muatan inti mereka.
Jumlah proton dalam nukleus menentukan nilai muatan positif nukleus dan, karenanya, nomor seri Z elemen dalam sistem periodik. Jumlah proton dan neutron disebut nomor massa A, itu kira-kira sama dengan massa inti. Jadi jumlah neutron (N) di kernel dapat ditemukan dengan rumus:
N = A - Z.
Konfigurasi elektronik- rumus susunan elektron dalam berbagai kulit elektron dari unsur atom-kimia
Atau molekul.
17. Bilangan kuantum dan urutan pengisian tingkat energi dan orbital dalam atom. Aturan Klechkovsky
Urutan distribusi elektron pada tingkat energi dan sublevel dalam kulit atom disebut konfigurasi elektronnya. Keadaan setiap elektron dalam atom ditentukan oleh empat bilangan kuantum:
1. Bilangan kuantum utama n mencirikan sejauh mana energi elektron dalam atom. n = 1, 2, 3….. Elektron memiliki energi paling rendah pada n = 1, sedangkan elektron paling dekat dengan inti atom.
2. Bilangan kuantum orbital (sisi, azimut) l menentukan bentuk awan elektron dan, sebagian kecil, energinya. Untuk setiap nilai bilangan kuantum utama n, bilangan kuantum orbital dapat mengambil nol dan sejumlah nilai bilangan bulat: l = 0…(n-1)
Keadaan elektron yang dicirikan oleh nilai l yang berbeda biasanya disebut sublevel energi elektron dalam atom. Setiap sublevel ditunjuk oleh huruf tertentu, itu sesuai dengan bentuk tertentu dari awan elektron (orbital).
3. Bilangan kuantum magnetik m l menentukan kemungkinan orientasi awan elektron di ruang angkasa. Jumlah orientasi tersebut ditentukan oleh jumlah nilai yang dapat diambil oleh bilangan kuantum magnetik:
m l = -l, …0,…+l
Jumlah nilai tersebut untuk l tertentu: 2l+1
Masing-masing: untuk elektron s: 2·0 +1=1 (orbital bola dapat diorientasikan hanya dalam satu cara);
4. Putar bilangan kuantum m s o mencerminkan adanya momentum intrinsik elektron.
Bilangan kuantum spin hanya dapat memiliki dua nilai: m s = +1/2 atau -1/2
Distribusi elektron dalam atom multielektron berlangsung menurut tiga prinsip:
Prinsip Pauli
Sebuah atom tidak dapat memiliki elektron yang memiliki himpunan keempat bilangan kuantum yang sama.
2. Aturan Hund(aturan trem)
Dalam keadaan atom yang paling stabil, elektron terletak di dalam sublevel elektronik sehingga putaran totalnya maksimum. Mirip dengan prosedur untuk mengisi kursi ganda di trem kosong mendekati halte - pertama, orang yang tidak mengenal satu sama lain duduk di kursi ganda (dan elektron dalam orbital) satu per satu, dan hanya ketika kursi ganda kosong habis di dua.
Prinsip energi minimum (Aturan V.M. Klechkovsky, 1954)
1) Dengan bertambahnya muatan inti atom, pengisian orbital elektron berturut-turut terjadi dari orbital dengan nilai jumlah yang lebih kecil dari jumlah orbital utama dan bilangan kelima (n + l) ke orbital dengan nilai yang lebih besar dari jumlah ini.
2) Untuk nilai jumlah yang sama (n + l), pengisian orbital terjadi secara berurutan ke arah peningkatan nilai bilangan kuantum utama.
18. Metode pemodelan ikatan kimia: metode ikatan valensi dan metode orbital molekul.
Metode ikatan valensi
Yang paling sederhana adalah metode ikatan valensi (BC), diusulkan pada tahun 1916 oleh ahli kimia fisik Amerika Lewis.
Metode ikatan valensi menganggap ikatan kimia sebagai akibat dari tarikan inti dua atom ke satu atau lebih pasangan elektron yang umum bagi mereka. Ikatan dua elektron dan dua pusat seperti itu, terlokalisasi di antara dua atom, disebut kovalen.
Pada prinsipnya, dua mekanisme untuk pembentukan ikatan kovalen dimungkinkan:
1. Pasangan elektron dari dua atom di bawah kondisi orientasi yang berlawanan dari spin mereka;
2. Interaksi donor-akseptor, di mana pasangan elektron siap pakai dari salah satu atom (donor) menjadi umum dengan adanya orbital bebas atom lain (akseptor) yang menguntungkan secara energetik.
IV - VII - periode besar, karena terdiri dari dua baris (genap dan ganjil) elemen.
Dalam barisan genap periode besar adalah logam khas. Deret ganjil dimulai dengan logam, kemudian sifat logam melemah dan sifat non-logam meningkat, 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 unsur 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 kompleks atom dan kemungkinan transformasi timbal baliknya.
Atom adalah formasi kompleks yang dibangun dari unit struktural yang lebih kecil.
|
|
- elektron - di luar inti
Untuk kimia, struktur kulit elektron atom sangat menarik. Dibawah 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 dari 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 | |
| |
Penentuan jumlah elektron maksimum dalam satu kulit elektron.
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 fisika 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 kelompok IV) berarti 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 di 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 memilikinya sendiri, mencirikan elektron terakhirnya. Sebagai contoh, mari kita menganalisis kompilasi rumus elektronik untuk atom unsur zirkonium (Zr). Sistem periodik memberikan indikator dan "koordinat" unsur ini: nomor urut 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 bervalensi, 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.
