Každý, kto chodil do školy, si pamätá, že jedným z povinných predmetov bola chémia. Môže sa jej to páčiť, alebo sa jej to páčiť nemôže – na tom nezáleží. A je pravdepodobné, že mnohé poznatky v tejto disciplíne už boli zabudnuté a v živote sa neuplatňujú. Každý si však zrejme pamätá tabuľku chemických prvkov D. I. Mendelejeva. Pre mnohých zostala viacfarebná tabuľka, kde sú v každom štvorci vpísané určité písmená, označujúce názvy chemických prvkov. Ale tu nebudeme hovoriť o chémii ako takej a popíšeme stovky chemických reakcií a procesov, ale budeme hovoriť o tom, ako sa periodická tabuľka objavila vo všeobecnosti - tento príbeh bude zaujímať každého človeka a skutočne všetkých, ktorí chcú zaujímavé a užitočné informácie.

Trochu pozadia

Už v roku 1668 publikoval vynikajúci írsky chemik, fyzik a teológ Robert Boyle knihu, v ktorej boli vyvrátené mnohé mýty o alchýmii a v ktorej hovoril o potrebe hľadania nerozložiteľných chemických prvkov. Vedec tiež uviedol ich zoznam, ktorý pozostával iba z 15 prvkov, ale pripustil myšlienku, že prvkov môže byť viac. Tá sa stala východiskom nielen pri hľadaní nových prvkov, ale aj pri ich systematizácii.

O sto rokov neskôr francúzsky chemik Antoine Lavoisier zostavil nový zoznam, ktorý už obsahoval 35 prvkov. Neskôr sa zistilo, že 23 z nich je nerozložiteľných. V hľadaní nových prvkov však vedci z celého sveta pokračovali. A hlavnú úlohu v tomto procese zohral slávny ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendelejev - ako prvý predložil hypotézu, že môže existovať vzťah medzi atómovou hmotnosťou prvkov a ich umiestnením v systéme.

Vďaka usilovnej práci a porovnávaniu chemických prvkov dokázal Mendelejev objaviť medzi prvkami vzťah, v ktorom môžu byť jedným a ich vlastnosti nie sú samozrejmosťou, ale periodicky sa opakujúcim javom. Výsledkom bolo, že vo februári 1869 Mendelejev sformuloval prvý periodický zákon a už v marci predložil historik chémie N. A. Menshutkin Ruskej chemickej spoločnosti svoju správu „Vzťah vlastností s atómovou hmotnosťou prvkov“. Potom v tom istom roku vyšla Mendelejevova publikácia v časopise Zeitschrift fur Chemie v Nemecku a v roku 1871 vyšla nová rozsiahla publikácia vedca venovaná jeho objavu v ďalšom nemeckom časopise Annalen der Chemie.

Vytvorenie periodickej tabuľky

V roku 1869 už hlavnú myšlienku sformoval Mendelejev a to v pomerne krátkom čase, ale nedokázal ju formalizovať do žiadneho usporiadaného systému, ktorý by jasne zobrazoval, čo je čo, dlho to nedokázal. V jednom z rozhovorov s kolegom A. A. Inostrantsevom dokonca povedal, že v hlave už má všetko v poriadku, no nemôže všetko priniesť na stôl. Potom, podľa životopiscov Mendelejeva, začal usilovnú prácu na stole, ktorá trvala tri dni bez prestávky na spánok. Vytriedili sa najrôznejšie spôsoby usporiadania prvkov do tabuľky a prácu komplikovala skutočnosť, že v tom čase veda ešte nepoznala všetky chemické prvky. Napriek tomu bola tabuľka stále vytvorená a prvky boli systematizované.

Legenda Mendelejevovho sna

Mnohí počuli príbeh, že D. I. Mendelejev sníval o svojom stole. Túto verziu aktívne šíril spomínaný Mendelejevov kolega A. A. Inostrantsev ako vtipnú historku, ktorou zabával svojich študentov. Povedal, že Dmitrij Ivanovič išiel do postele a vo sne jasne videl svoj stôl, v ktorom boli všetky chemické prvky usporiadané v správnom poradí. Študenti potom dokonca žartovali, že 40° vodka bola objavená rovnakým spôsobom. Pre príbeh spánku však stále existovali skutočné predpoklady: ako už bolo spomenuté, Mendelejev pracoval na stole bez spánku a odpočinku a Inostrantsev ho raz našiel unaveného a vyčerpaného. Popoludní sa Mendelejev rozhodol dať si prestávku a o niečo neskôr sa náhle zobudil, okamžite vzal kus papiera a zobrazil na ňom pripravený stôl. Samotný vedec však celý tento príbeh vyvrátil snom a povedal: „Premýšľal som o tom možno dvadsať rokov a vy si myslíte: Sedel som a zrazu ... je to pripravené. Takže legenda o sne môže byť veľmi atraktívna, ale vytvorenie tabuľky bolo možné len tvrdou prácou.

Ďalšia práca

Mendelejev v období rokov 1869 až 1871 rozvíjal myšlienky periodicity, ku ktorým inklinovala aj vedecká obec. A jednou z dôležitých etáp tohto procesu bolo pochopenie, že každý prvok v systéme by mal byť umiestnený na základe súhrnu jeho vlastností v porovnaní s vlastnosťami iných prvkov. Na základe toho a tiež na základe výsledkov výskumu zmeny sklotvorných oxidov sa chemikovi podarilo upraviť hodnoty atómových hmotností niektorých prvkov, medzi ktoré patrili urán, indium, berýlium a iné.

Mendelejev chcel, samozrejme, čím skôr vyplniť prázdne bunky, ktoré zostali v tabuľke, a v roku 1870 predpovedal, že čoskoro budú objavené pre vedu neznáme chemické prvky, ktorých atómové hmotnosti a vlastnosti dokázal vypočítať. Prvými z nich boli gálium (objavené v roku 1875), skandium (objavené v roku 1879) a germánium (objavené v roku 1885). Potom sa prognózy naďalej realizovali a bolo objavených ďalších osem nových prvkov, medzi nimi: polónium (1898), rénium (1925), technécium (1937), francium (1939) a astatín (1942-1943). Mimochodom, v roku 1900 D. I. Mendeleev a škótsky chemik William Ramsay dospeli k záveru, že do tabuľky by mali byť zahrnuté aj prvky nulovej skupiny - do roku 1962 sa nazývali inertné a potom - vzácne plyny.

Organizácia periodického systému

Chemické prvky v tabuľke D. I. Mendelejeva sú usporiadané v radoch v súlade s nárastom ich hmotnosti a dĺžka radov je zvolená tak, aby prvky v nich mali podobné vlastnosti. Napríklad vzácne plyny ako radón, xenón, kryptón, argón, neón a hélium nereagujú ľahko s inými prvkami a majú tiež nízku chemickú aktivitu, a preto sú umiestnené v stĺpci úplne vpravo. A prvky ľavého stĺpca (draslík, sodík, lítium atď.) dokonale reagujú s inými prvkami a samotné reakcie sú výbušné. Zjednodušene povedané, v rámci každého stĺpca majú prvky podobné vlastnosti, ktoré sa líšia od jedného stĺpca k druhému. Všetky prvky do čísla 92 sa nachádzajú v prírode a s číslom 93 začínajú umelé prvky, ktoré sa dajú vytvoriť iba v laboratóriu.

Vo svojej pôvodnej verzii bol periodický systém chápaný len ako odraz poriadku existujúceho v prírode a neexistovali žiadne vysvetlenia, prečo by to tak malo byť. A až keď sa objavila kvantová mechanika, vyjasnil sa skutočný význam poradia prvkov v tabuľke.

Lekcie kreatívneho procesu

Keď už hovoríme o tom, aké ponaučenie z tvorivého procesu možno vyvodiť z celej histórie vytvorenia periodickej tabuľky D. I. Mendeleeva, možno uviesť ako príklad myšlienky anglického výskumníka v oblasti kreatívneho myslenia Grahama Wallacea a francúzskeho vedca. Henri Poincaré. Zoberme si ich v krátkosti.

Podľa Poincarého (1908) a Grahama Wallacea (1926) existujú štyri hlavné fázy kreatívneho myslenia:

• Školenie- fáza formulovania hlavnej úlohy a prvé pokusy o jej riešenie;
• Inkubácia- fáza, počas ktorej dochádza k dočasnému odvráteniu pozornosti od procesu, ale práca na nájdení riešenia problému sa vykonáva na podvedomej úrovni;
• náhľad- štádium, v ktorom sa nachádza intuitívne riešenie. Navyše, toto riešenie možno nájsť v situácii, ktorá absolútne nie je relevantná pre danú úlohu;
• Vyšetrenie- etapa testovania a implementácie riešenia, v ktorej prebieha overovanie tohto riešenia a jeho prípadný ďalší vývoj.

Ako vidíme, v procese vytvárania svojej tabuľky Mendelejev intuitívne dodržiaval tieto štyri fázy. Nakoľko je to efektívne, sa dá posúdiť podľa výsledkov, t.j. pretože bola vytvorená tabuľka. A vzhľadom na to, že jej vznik bol obrovským krokom vpred nielen pre chemickú vedu, ale pre celé ľudstvo, možno vyššie uvedené štyri etapy aplikovať tak na realizáciu malých projektov, ako aj na realizáciu globálnych plánov. Hlavná vec, ktorú si treba zapamätať, je, že ani jeden objav, ani jedno riešenie problému nemožno nájsť samé o sebe, bez ohľadu na to, ako veľmi ich chceme vidieť vo sne a akokoľvek dlho spíme. Aby ste uspeli, či už ide o vytvorenie tabuľky chemických prvkov alebo vypracovanie nového marketingového plánu, musíte mať určité znalosti a zručnosti, ako aj šikovne využívať svoj potenciál a tvrdo pracovať.

Prajeme vám veľa úspechov vo vašom úsilí a úspešnú realizáciu vašich plánov!

Mnoho vedcov sa pokúšalo o systematizáciu chemických prvkov. Ale až v roku 1869 sa D. I. Mendelejevovi podarilo vytvoriť klasifikáciu prvkov, ktorá stanovila vzťah a závislosť chemikálií a náboja atómového jadra.

Príbeh

Moderná formulácia periodického zákona je nasledovná: vlastnosti chemických prvkov, ako aj formy a vlastnosti zlúčenín prvkov sú v periodickej závislosti od náboja jadra atómov prvku.

V čase, keď bol zákon objavený, bolo známych 63 chemických prvkov. Atómové hmotnosti mnohých z týchto prvkov však boli určené chybne.

D. A sám Mendelejev v roku 1869 sformuloval svoj zákon ako periodickú závislosť od veľkosti atómových hmotností prvkov, keďže v 19. storočí veda ešte nemala informácie o štruktúre atómu. Geniálna predvídavosť vedca mu však umožnila hlbšie ako všetkým jeho súčasníkom pochopiť zákonitosti, ktoré určujú periodicitu vlastností prvkov a látok. Zohľadnil nielen nárast atómovej hmotnosti, ale aj už známe vlastnosti látok a prvkov a na základe myšlienky periodicity dokázal presne predpovedať existenciu a vlastnosti prvkov a látky v tom čase pre vedu neznáme, opraviť atómové hmotnosti množstva prvkov, správne usporiadať prvky v systéme, ponechať prázdne miesta a robiť permutácie.

Ryža. 1. D. I. Mendelejev.

Existuje mýtus, že Mendelejev sníval o periodickom systéme. Ide však len o krásny príbeh, ktorý nie je dokázaným faktom.

Štruktúra periodického systému

Periodický systém chemických prvkov D. I. Mendelejeva je grafickým odrazom jeho vlastného zákona. Prvky sú usporiadané v tabuľke podľa určitého chemického a fyzikálneho významu. Podľa umiestnenia prvku môžete určiť jeho valenciu, počet elektrónov a mnoho ďalších funkcií. Tabuľka je rozdelená horizontálne na veľké a malé obdobia a vertikálne na skupiny.

Ryža. 2. Periodická tabuľka.

Existuje 7 období, ktoré začínajú alkalickým kovom a končia látkami, ktoré majú nekovové vlastnosti. Skupiny, ktoré pozostávajú z 8 stĺpcov, sú rozdelené na hlavné a vedľajšie podskupiny.

Ďalší vývoj vedy ukázal, že periodické opakovanie vlastností prvkov v určitých intervaloch, zvlášť zreteľne prejavujúce sa v 2 a 3 malých periódach, sa vysvetľuje opakovaním elektrónovej štruktúry vonkajších energetických hladín, kde sa nachádzajú valenčné elektróny, vďaka ktorým v reakciách vznikajú chemické väzby a nové látky. Preto v každej vertikálnej skupine stĺpcov sú prvky s opakujúcimi sa charakteristickými znakmi. Toto sa zreteľne prejavuje v skupinách, kde existujú rodiny veľmi aktívnych alkalických kovov (skupina I, hlavná podskupina) a nehalogénových kovov (skupina VII, hlavná podskupina). Zľava doprava pozdĺž periódy sa počet elektrónov zvyšuje z 1 na 8, pričom dochádza k poklesu kovových vlastností prvkov. Kovové vlastnosti sa teda prejavujú tým silnejšie, čím menej elektrónov je vo vonkajšej úrovni.

Ryža. 3. Malé a veľké periódy v periodickej tabuľke.

Také vlastnosti atómov ako ionizačná energia, energia elektrónovej afinity a elektronegativita sa tiež periodicky opakujú. Tieto veličiny súvisia so schopnosťou atómu darovať elektrón z vonkajšej úrovne (ionizácia) alebo udržať cudzí elektrón na svojej vonkajšej úrovni (elektrónová afinita). Celkový počet získaných hodnotení: 146.

Ak sa vám periodická tabuľka zdá ťažko zrozumiteľná, nie ste sami! Aj keď môže byť ťažké pochopiť jeho princípy, naučiť sa s ním pracovať pomôže pri štúdiu prírodných vied. Na začiatok si preštudujte štruktúru tabuľky a informácie, ktoré sa z nej dajú zistiť o každom chemickom prvku. Potom môžete začať skúmať vlastnosti každého prvku. A nakoniec pomocou periodickej tabuľky môžete určiť počet neutrónov v atóme konkrétneho chemického prvku.

Kroky

Časť 1

Periodická tabuľka alebo periodická tabuľka chemických prvkov začína vľavo hore a končí na konci posledného riadku tabuľky (vpravo dole). Prvky v tabuľke sú usporiadané zľava doprava vo vzostupnom poradí podľa ich atómového čísla. Atómové číslo hovorí, koľko protónov je v jednom atóme. Navyše, s rastúcim atómovým číslom rastie aj atómová hmotnosť. Podľa umiestnenia prvku v periodickej tabuľke teda môžete určiť jeho atómovú hmotnosť.

1. Ako vidíte, každý nasledujúci prvok obsahuje o jeden protón viac ako prvok, ktorý mu predchádza. To je zrejmé, keď sa pozriete na atómové čísla. Atómové čísla sa pri pohybe zľava doprava zvyšujú o jednu. Keďže prvky sú usporiadané do skupín, niektoré bunky tabuľky zostanú prázdne.

   • Napríklad prvý riadok tabuľky obsahuje vodík, ktorý má atómové číslo 1, a hélium, ktoré má atómové číslo 2. Sú však na opačných koncoch, pretože patria do rôznych skupín.

2. Získajte informácie o skupinách, ktoré obsahujú prvky s podobnými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Prvky každej skupiny sú umiestnené v zodpovedajúcom vertikálnom stĺpci. Spravidla sú označené rovnakou farbou, ktorá pomáha identifikovať prvky s podobnými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami a predpovedať ich správanie. Všetky prvky určitej skupiny majú vo vonkajšom obale rovnaký počet elektrónov.

   • Vodík možno priradiť tak skupine alkalických kovov, ako aj skupine halogénov. V niektorých tabuľkách je uvedený v oboch skupinách.
   • Vo väčšine prípadov sú skupiny očíslované od 1 do 18 a čísla sú umiestnené v hornej alebo dolnej časti tabuľky. Čísla môžu byť uvedené rímskymi (napr. IA) alebo arabskými (napr. 1A alebo 1) číslicami.
   • Pri pohybe po stĺpci zhora nadol hovoria, že „prezeráte skupinu“.

3. Zistite, prečo sú v tabuľke prázdne bunky. Prvky sú usporiadané nielen podľa atómového čísla, ale aj podľa skupín (prvky tej istej skupiny majú podobné fyzikálne a chemické vlastnosti). To uľahčuje pochopenie toho, ako sa prvok správa. Keď sa však atómové číslo zvyšuje, prvky, ktoré patria do príslušnej skupiny, nie sú vždy nájdené, takže v tabuľke sú prázdne bunky.

   • Napríklad prvé 3 riadky majú prázdne bunky, pretože prechodné kovy sa nachádzajú iba od atómového čísla 21.
   • Prvky s atómovými číslami od 57 do 102 patria medzi prvky vzácnych zemín a zvyčajne sú umiestnené v samostatnej podskupine v pravom dolnom rohu tabuľky.

4. Každý riadok tabuľky predstavuje obdobie. Všetky prvky rovnakého obdobia majú rovnaký počet atómových orbitálov, v ktorých sa nachádzajú elektróny v atómoch. Počet orbitálov zodpovedá číslu periódy. Tabuľka obsahuje 7 riadkov, teda 7 období.

   • Napríklad atómy prvkov prvej periódy majú jeden orbitál a atómy prvkov siedmej periódy majú 7 orbitálov.
   • Obdobia sú spravidla označené číslami od 1 do 7 na ľavej strane tabuľky.
   • Keď sa pohybujete po čiare zľava doprava, hovorí sa, že „prezeráte bodku“.

5. Naučte sa rozlišovať medzi kovmi, metaloidmi a nekovmi. Vlastnosti prvku lepšie pochopíte, ak dokážete určiť, do akého typu patrí. Pre pohodlie sú vo väčšine tabuliek kovy, metaloidy a nekovy označené rôznymi farbami. Kovy sú na ľavej strane a nekovy sú na pravej strane stola. Medzi nimi sa nachádzajú metaloidy.

   Časť 2

   Označenia prvkov

   1. Každý prvok je označený jedným alebo dvoma latinskými písmenami. Symbol prvku sa spravidla zobrazuje veľkými písmenami v strede zodpovedajúcej bunky. Symbol je skrátený názov prvku, ktorý je rovnaký vo väčšine jazykov. Pri pokusoch a práci s chemickými rovnicami sa bežne používajú symboly prvkov, preto je užitočné si ich zapamätať.

      • Symboly prvkov sú zvyčajne skrátené pre ich latinský názov, hoci pre niektoré, najmä nedávno objavené prvky, sú odvodené od bežného názvu. Napríklad hélium sa označuje symbolom He, ktorý je blízky bežnému názvu vo väčšine jazykov. Zároveň je železo označené ako Fe, čo je skratka jeho latinského názvu.

   2. Venujte pozornosť úplnému názvu prvku, ak je uvedený v tabuľke. Tento „názov“ prvku sa používa v bežných textoch. Napríklad „hélium“ a „uhlík“ sú názvy prvkov. Zvyčajne, aj keď nie vždy, sú celé názvy prvkov uvedené pod ich chemickým symbolom.

      • Niekedy nie sú v tabuľke uvedené názvy prvkov a sú uvedené len ich chemické značky.

   3. Nájdite atómové číslo. Zvyčajne sa atómové číslo prvku nachádza v hornej časti zodpovedajúcej bunky, v strede alebo v rohu. Môže sa objaviť aj pod názvom symbolu alebo prvku. Prvky majú atómové čísla od 1 do 118.

      • Atómové číslo je vždy celé číslo.

   4. Pamätajte, že atómové číslo zodpovedá počtu protónov v atóme. Všetky atómy prvku obsahujú rovnaký počet protónov. Na rozdiel od elektrónov zostáva počet protónov v atómoch prvku konštantný. V opačnom prípade by sa ukázal ďalší chemický prvok!

      • Atómové číslo prvku možno použiť aj na určenie počtu elektrónov a neutrónov v atóme.

   5. Zvyčajne sa počet elektrónov rovná počtu protónov. Výnimkou je prípad, keď je atóm ionizovaný. Protóny majú kladný náboj a elektróny záporný náboj. Keďže atómy sú zvyčajne neutrálne, obsahujú rovnaký počet elektrónov a protónov. Atóm však môže získať alebo stratiť elektróny, v takom prípade sa stane ionizovaným.

      • Ióny majú elektrický náboj. Ak je v ióne viac protónov, potom má kladný náboj, v tomto prípade je za symbolom prvku umiestnené znamienko plus. Ak ión obsahuje viac elektrónov, má záporný náboj, čo je označené znamienkom mínus.
      • Znamienka plus a mínus sa vynechajú, ak atóm nie je ión.

   Grafickým znázornením periodického zákona je periodický systém (tabuľka). Vodorovné riadky systému sa nazývajú bodky a zvislé stĺpce sa nazývajú skupiny.

   Celkovo je v systéme (tabuľke) 7 periód a počet periód sa rovná počtu elektrónových vrstiev v atóme prvku, počtu vonkajšej (valenčnej) energetickej hladiny a hodnote hlavnej kvantové číslo pre najvyššiu energetickú hladinu. Každá perióda (okrem prvej) začína s-prvkom - aktívnym alkalickým kovom a končí inertným plynom, ktorému predchádza p-prvok - aktívny nekov (halogén). Ak sa pohybujeme pozdĺž periódy zľava doprava, potom so zvýšením náboja jadier atómov chemických prvkov malých periód sa zvýši počet elektrónov na vonkajšej energetickej úrovni, v dôsledku čoho sa vlastnosti prvky sa menia - od typicky kovových (pretože na začiatku obdobia je aktívny alkalický kov), cez amfotérne (prvok vykazuje vlastnosti kovov aj nekovov) až po nekovové (aktívny nekov - halogén na konci obdobia), t.j. kovové vlastnosti postupne slabnú a nekovové pribúdajú.

   Vo veľkých periódach s narastajúcim jadrovým nábojom je plnenie elektrónov náročnejšie, čo vysvetľuje zložitejšiu zmenu vlastností prvkov v porovnaní s prvkami malých periód. Takže v párnych radoch dlhých periód s rastúcim jadrovým nábojom zostáva počet elektrónov na vonkajšej energetickej úrovni konštantný a rovný 2 alebo 1. Preto, kým elektróny napĺňajú úroveň nasledujúcu po vonkajšej (druhej zvonka) , vlastnosti prvkov v párnych radoch sa menia pomaly. Pri prechode do nepárnych radov s nárastom náboja jadra sa počet elektrónov na vonkajšej energetickej úrovni zvyšuje (z 1 na 8), vlastnosti prvkov sa menia rovnako ako v malých periódach.

   DEFINÍCIA

   Vertikálne stĺpce v periodickom systéme sú skupiny prvkov s podobnou elektrónovou štruktúrou a sú to chemické analógy. Skupiny sú označené rímskymi číslicami od I do VIII. Rozlišujú sa hlavné (A) a vedľajšie (B) podskupiny, z ktorých prvá obsahuje s- a p-prvky, druhá - d- prvky.

   Číslo podskupiny A udáva počet elektrónov vo vonkajšej energetickej hladine (počet valenčných elektrónov). Pre prvky B-podskupín neexistuje priamy vzťah medzi číslom skupiny a počtom elektrónov na vonkajšej energetickej hladine. V A-podskupinách sa kovové vlastnosti prvkov zvyšujú a nekovové vlastnosti klesajú so zvyšujúcim sa nábojom jadra atómu prvku.

   Existuje vzťah medzi polohou prvkov v periodickom systéme a štruktúrou ich atómov:

   - atómy všetkých prvkov rovnakého obdobia majú rovnaký počet energetických hladín, čiastočne alebo úplne naplnené elektrónmi;

   — atómy všetkých prvkov podskupín A majú rovnaký počet elektrónov na vonkajšej energetickej úrovni.

   Plán na charakterizáciu chemického prvku na základe jeho polohy v periodickej tabuľke

   Zvyčajne sa charakteristika chemického prvku na základe jeho polohy v periodickom systéme uvádza podľa nasledujúceho plánu:

   - uveďte symbol chemického prvku, ako aj jeho názov;

   - uveďte poradové číslo, číslo obdobia a skupiny (typ podskupiny), v ktorej sa prvok nachádza;

   - uveďte jadrový náboj, hmotnostné číslo, počet elektrónov, protónov a neutrónov v atóme;

   - zapíšte si elektronickú konfiguráciu a označte valenčné elektróny;

   - nakresliť elektrónovo-grafické vzorce pre valenčné elektróny v základných a excitovaných (ak je to možné) stavy;

   - uveďte skupinu prvku, ako aj jeho typ (kovové alebo nekovové);

   - porovnať vlastnosti jednoduchej látky s vlastnosťami jednoduchých látok tvorených prvkami susediacimi v podskupine;

   - porovnať vlastnosti jednoduchej látky s vlastnosťami jednoduchých látok tvorených prvkami susediacimi v určitom období;

   - uviesť vzorce vyšších oxidov a hydroxidov so stručným popisom ich vlastností;

   - označujú hodnoty minimálneho a maximálneho oxidačného stavu chemického prvku.

   Charakteristika chemického prvku s použitím horčíka (Mg) ako príkladu

   Zvážte charakteristiky chemického prvku na príklade horčíka (Mg) podľa plánu opísaného vyššie:

   1. Mg - horčík.

   2. Poradové číslo - 12. Prvok je v perióde 3, v skupine II, A (hlavná) podskupina.

   3. Z=12 (jadrový náboj), M=24 (hmotnostné číslo), e=12 (počet elektrónov), p=12 (počet protónov), n=24-12=12 (počet neutrónov).

   4. 12 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 – elektrónová konfigurácia, valenčné elektróny 3s 2 .

   5. Základný stav

   vzrušený stav

   

   6. s-prvok, kov.

   7. Najvyšší oxid - MgO - vykazuje hlavné vlastnosti:

   MgO + H2S04 \u003d MgS04 + H20

   MgO + N205 \u003d Mg (N03) 2

   Ako hydroxid horečnatý zodpovedá zásada Mg (OH) 2, ktorá má všetky typické vlastnosti zásad:

   Mg(OH)2 + H2S04 = MgS04 + 2H20

   8. Stupeň oxidácie "+2".

   9. Kovové vlastnosti horčíka sú výraznejšie ako vlastnosti berýlia, ale slabšie ako vlastnosti vápnika.

   10. Kovové vlastnosti horčíka sú menej výrazné ako sodíka, ale silnejšie ako hliníka (susedné prvky 3. periódy).

   Príklady riešenia problémov

   PRÍKLAD 1

   Cvičenie

   Charakterizujte chemický prvok síra na základe jeho polohy v periodickej tabuľke D.I. Mendelejev

   rozhodnutie

   1. S - síra. 2. Poradové číslo - 16. Prvok je v 3. perióde, v VI skupine, A (hlavnej) podskupine. 3. Z=16 (jadrový náboj), M=32 (hmotnostné číslo), e=16 (počet elektrónov), p=16 (počet protónov), n=32-16=16 (počet neutrónov). 4. 16 S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 – elektrónová konfigurácia, valenčné elektróny 3s 2 3p 4 . 5. Základný stav vzrušený stav 6. p-prvok, nekovový. 7. Najvyšší oxid - SO 3 - vykazuje kyslé vlastnosti: SO3 + Na20 \u003d Na2S04 8. Hydroxid zodpovedajúci vyššiemu oxidu - H 2 SO 4, vykazuje kyslé vlastnosti: H2S04 + 2NaOH \u003d Na2S04 + 2H20 9. Minimálny oxidačný stav "-2", maximálny - "+6" 10. Nekovové vlastnosti síry sú menej výrazné ako vlastnosti kyslíka, ale silnejšie ako vlastnosti selénu. 11. Nekovové vlastnosti síry sú výraznejšie ako u fosforu, ale slabšie ako u chlóru (susedné prvky v 3. perióde).

   PRÍKLAD 2

   Cvičenie

   Opíšte chemický prvok sodík na základe jeho polohy v periodickej tabuľke D.I. Mendelejev

   rozhodnutie

   1. Na - sodík. 2. Poradové číslo - 11. Prvok je v perióde 3, v skupine I, A (hlavnej) podskupine. 3. Z=11 (jadrový náboj), M=23 (hmotnostné číslo), e=11 (počet elektrónov), p=11 (počet protónov), n=23-11=12 (počet neutrónov). 4. 11 Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 – elektrónová konfigurácia, valenčné elektróny 3s 1 . 5. Základný stav 6. s-prvok, kov. 7. Najvyšší oxid - Na 2 O - vykazuje hlavné vlastnosti: Na20 + S03 \u003d Na2S04 Ako hydroxid sodný zodpovedá zásada NaOH, ktorá má všetky typické vlastnosti zásad: 2NaOH + H2S04 \u003d Na2S04 + 2H20 8. Oxidačný stav "+1". 9. Kovové vlastnosti sodíka sú výraznejšie ako vlastnosti lítia, ale slabšie ako vlastnosti draslíka. 10. Kovové vlastnosti sodíka sú výraznejšie ako vlastnosti horčíka (susedný prvok 3. periódy).

   V prírode existuje veľa opakujúcich sa sekvencií:

   • ročné obdobia;
   • Denná doba;
   • dni v týždni…

   V polovici 19. storočia si D.I.Mendelejev všimol, že aj chemické vlastnosti prvkov majú určitú postupnosť (hovoria, že táto myšlienka ho napadla vo sne). Výsledkom zázračných snov vedca bola periodická tabuľka chemických prvkov, v ktorej D.I. Mendelejev usporiadal chemické prvky podľa rastúcej atómovej hmotnosti. V modernej tabuľke sú chemické prvky usporiadané vzostupne podľa atómového čísla prvku (počet protónov v jadre atómu).

   Atómové číslo je zobrazené nad symbolom chemického prvku, pod symbolom je jeho atómová hmotnosť (súčet protónov a neutrónov). Všimnite si, že atómová hmotnosť niektorých prvkov nie je celé číslo! Pamätajte na izotopy! Atómová hmotnosť je vážený priemer všetkých izotopov prvku, ktoré sa prirodzene vyskytujú v prírodných podmienkach.

   

   Pod tabuľkou sú lantanoidy a aktinidy.

   Kovy, nekovy, metaloidy

   
   

   Nachádzajú sa v periodickej tabuľke naľavo od stupňovitej diagonálnej čiary, ktorá začína bórom (B) a končí polóniom (Po) (výnimkou sú germánium (Ge) a antimón (Sb). Je ľahké vidieť, že kovy zaberajú väčšinu periodickej tabuľky Hlavné vlastnosti kovov: pevné (okrem ortuti); lesklé; dobré elektrické a tepelné vodiče; tvárne; kujné; ľahko darujú elektróny.

   

   Prvky napravo od stupňovitej uhlopriečky B-Po sa nazývajú nekovy. Vlastnosti nekovov sú priamo opačné ako vlastnosti kovov: zlé vodiče tepla a elektriny; krehký; nefalšované; neplastové; zvyčajne prijímajú elektróny.

   Metaloidy

   Medzi kovmi a nekovmi sú polokovy(metaloidy). Vyznačujú sa vlastnosťami kovov aj nekovov. Polokovy našli svoje hlavné priemyselné uplatnenie pri výrobe polovodičov, bez ktorých nie je mysliteľný žiadny moderný mikroobvod alebo mikroprocesor.

   Obdobia a skupiny

   Ako bolo uvedené vyššie, periodická tabuľka pozostáva zo siedmich období. V každom období sa atómové čísla prvkov zvyšujú zľava doprava.

   Vlastnosti prvkov v periódach sa postupne menia: takže sodík (Na) a horčík (Mg), ktoré sú na začiatku tretej periódy, vzdávajú elektróny (Na odovzdáva jeden elektrón: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg vzdáva sa dvoch elektrónov: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Ale chlór (Cl), ktorý sa nachádza na konci obdobia, má jeden prvok: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

   Naopak, v skupinách majú všetky prvky rovnaké vlastnosti. Napríklad v skupine IA(1) všetky prvky od lítia (Li) po francium (Fr) darujú jeden elektrón. A všetky prvky skupiny VIIA(17) majú jeden prvok.

   Niektoré skupiny sú také dôležité, že dostali špeciálne mená. Tieto skupiny sú diskutované nižšie.

   Skupina IA(1). Atómy prvkov tejto skupiny majú vo vonkajšej elektrónovej vrstve iba jeden elektrón, takže jeden elektrón ľahko darujú.

   Najdôležitejšie alkalické kovy sú sodík (Na) a draslík (K), pretože zohrávajú dôležitú úlohu v procese ľudského života a sú súčasťou solí.

   Elektronické konfigurácie:

   • Li- 1s 2 2s 1;
   • Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
   • K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

   Skupina IIA(2). Atómy prvkov tejto skupiny majú vo vonkajšej elektrónovej vrstve dva elektróny, ktoré sa tiež vzdávajú pri chemických reakciách. Najdôležitejším prvkom je vápnik (Ca) – základ kostí a zubov.

   Elektronické konfigurácie:

   • buď- 1s 2 2s 2;
   • mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
   • Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

   Skupina VIIA(17). Atómy prvkov tejto skupiny zvyčajne prijímajú po jednom elektróne, pretože. na vonkajšej elektronickej vrstve je každý päť prvkov a do "kompletnej sady" chýba práve jeden elektrón.

   Najznámejšie prvky tejto skupiny sú: chlór (Cl) – je súčasťou soli a bielidla; jód (I) je prvok, ktorý hrá dôležitú úlohu v činnosti ľudskej štítnej žľazy.

   Elektronická konfigurácia:

   • F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
   • Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
   • Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

   Skupina VIII(18). Atómy prvkov tejto skupiny majú plne "obsadenú" vonkajšiu elektrónovú vrstvu. Preto „nepotrebujú“ prijímať elektróny. A nechcú ich dať preč. Preto – prvky tejto skupiny veľmi „neradi“ vstupujú do chemických reakcií. Dlho sa verilo, že vôbec nereagujú (odtiaľ názov „inertné“, t.j. „neaktívne“). Ale chemik Neil Barlett zistil, že niektoré z týchto plynov môžu za určitých podmienok stále reagovať s inými prvkami.

   Elektronické konfigurácie:

   • Nie- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
   • Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
   • kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

   Valenčné prvky v skupinách

   Je ľahké vidieť, že v rámci každej skupiny sú si prvky navzájom podobné valenčnými elektrónmi (elektróny s a p orbitálov umiestnené na vonkajšej energetickej úrovni).

   Alkalické kovy majú každý 1 valenčný elektrón:

   • Li- 1s 2 2s 1;
   • Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
   • K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

   Kovy alkalických zemín majú 2 valenčné elektróny:

   • buď- 1s 2 2s 2;
   • mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
   • Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

   Halogény majú 7 valenčných elektrónov:

   • F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
   • Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
   • Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

   Inertné plyny majú 8 valenčných elektrónov:

   • Nie- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
   • Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
   • kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

   Viac informácií nájdete v článku Valencia a tabuľka elektronických konfigurácií atómov chemických prvkov podľa periód.

   Obráťme teraz svoju pozornosť na prvky umiestnené v skupinách so symbolmi AT. Nachádzajú sa v strede periodickej tabuľky a sú tzv prechodné kovy.

   Charakteristickým znakom týchto prvkov je prítomnosť elektrónov v atómoch, ktoré sa plnia d-orbitály:

   1. sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
   2. Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

   Oddelene od hlavného stola sú umiestnené lantanoidy a aktinidy sú tzv vnútorné prechodné kovy. V atómoch týchto prvkov sa plnia elektróny f-orbitály:

   1. Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
   2. Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2