Ang nilalaman ng artikulo
PERIODIC TABLE OF ELEMENTS ay isang pag-uuri ng mga elemento ng kemikal alinsunod sa pana-panahong batas, na nagtatatag ng panaka-nakang pagbabago sa mga katangian ng mga elemento ng kemikal habang tumataas ang kanilang atomic mass, na nauugnay sa pagtaas ng singil ng nucleus ng kanilang mga atomo; samakatuwid, ang singil ng nucleus ng isang atom ay tumutugma sa ordinal na bilang ng elemento sa periodic system at tinatawag na atomic numero elemento. Ang pana-panahong sistema ng mga elemento ay iginuhit sa anyo ng isang talahanayan (periodic table ng mga elemento), sa mga pahalang na hilera kung saan - mga panahon- mayroong isang unti-unting pagbabago sa mga katangian ng mga elemento, at sa paglipat mula sa isang panahon patungo sa isa pa - isang pana-panahong pag-uulit ng mga karaniwang katangian; patayong mga haligi - mga pangkat- pagsamahin ang mga elemento na may katulad na mga katangian. Ang periodic system ay nagpapahintulot, nang walang mga espesyal na pag-aaral, na matutunan ang tungkol sa mga katangian ng isang elemento batay lamang sa mga kilalang katangian ng mga elementong kalapit sa isang grupo o panahon. Ang mga katangiang pisikal at kemikal (pinagsama-samang estado, tigas, kulay, valence, ionization, stability, metallicity o non-metallicity, atbp.) ay maaaring mahulaan para sa isang elemento batay sa periodic table.
Sa pagtatapos ng ika-18 at simula ng ika-19 na siglo. sinubukan ng mga chemist na lumikha ng mga pag-uuri ng mga elemento ng kemikal alinsunod sa kanilang pisikal at kemikal na mga katangian, lalo na, batay sa pinagsama-samang estado ng elemento, tiyak na gravity (density), electrical conductivity, metallicity - non-metallicity, basicity - acidity, atbp.
Pag-uuri ayon sa "timbang ng atom"
(i.e. sa pamamagitan ng relatibong atomic mass).
Ang hypothesis ni Prout.
| Talahanayan 1. PERIODIC TABLE NG MGA ELEMENTO NA NA-publish NI MENDELEEV NOONG 1869 (unang bersyon) |
|||||
| Ti = 50 | Zr = 90 | ? = 180 | |||
| V=51 | Nb = 94 | Ta = 182 | |||
| cr=52 | Mo = 96 | W=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 | ||
| Maging = 9.4 | Mg = 24 | Zn = 65.2 | CD = 112 | ||
| B=11 | Al = 27.4 | ? = 68 | Ur = 116 | Au = 197? | |
| C=12 | Si = 28 | ? = 70 | Sn = 118 | ||
| N=14 | P=31 | Bilang = 75 | Sb = 122 | Bi = 210? | |
| O=16 | S=32 | Se = 79.4 | Te = 128? | ||
| F=19 | Cl = 35.5 | Br = 80 | I=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 | ||||
| ?Sa = 75.6 | ika = 118 | ||||
| Talahanayan 2. BINANGO ANG TABLE NI MENDELEEV | |||||||||||||||||||||||||
| Grupo | ako | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | 0 | ||||||||||||||||
| Formula ng oxide o hydride Subgroup |
R2O | RO | R2O3 | RH4 RO 2 |
RH 3 R2O5 |
RH 2 RO 3 |
RH R2O7 |
||||||||||||||||||
| Panahon 1 | 1 H Hydrogen 1,0079 |
2 Siya Helium 4,0026 |
|||||||||||||||||||||||
| Panahon 2 | 3 Li Lithium 6,941 |
4 Maging Beryllium 9,0122 |
5 B Bor 10,81 |
6 C Carbon 12,011 |
7 N Nitrogen 14,0067 |
8 O Oxygen 15,9994 |
9 F Fluorine 18,9984 |
10 Ne Neon 20,179 |
|||||||||||||||||
| Panahon 3 | 11 Na Sosa 22,9898 |
12 mg Magnesium 24,305 |
13 Sinabi ni Al aluminyo 26,9815 |
14 Si Silicon 28,0855 |
15 P Posporus 30,9738 |
16 S Sulfur 32,06 |
17 Cl Chlorine 35,453 |
18 Ar Argon 39,948 |
|||||||||||||||||
| Panahon 4 | 19 K Potassium 39,0983 29 Cu tanso 63,546 |
20 Ca Kaltsyum 40,08 30 Zn Sink 65,39 |
21 sc Scandium 44,9559 31 ga Gallium 69,72 |
22 Ti Titanium 47,88 32 Sinabi ni Ge Germanium 72,59 |
23 V Vanadium 50,9415 33 Bilang Arsenic 74,9216 |
24 Cr Chromium 51,996 34 Se Siliniyum 78,96 |
25 Mn Manganese 54,9380 35 Sinabi ni Br Bromine 79,904 |
26 Fe bakal 55,847 |
27 co kobalt 58,9332 |
28 Ni Nikel 58,69 |
36 |
||||||||||||||
| Panahon 5 | 37 Rb rubidium 85,4678 47 Ag pilak 107,868 |
38 Si Sr Strontium 87,62 48 CD Cadmium 112,41 |
39 Y Yttrium 88,9059 49 Sa Indium 114,82 |
40 Zr Zirconium 91,22 50 sn Tin 118,69 |
41 Nb Niobium 92,9064 51 Sb Antimony 121,75 |
42 Mo Molibdenum 95,94 52 Sinabi ni Te Tellurium 127,60 |
43 Tc Technetium 53 ako yodo 126,9044 |
44 Ru Ruthenium 101,07 |
45 Rh Rhodium 102,9055 |
46 Pd Palladium 106,4 |
54 |
||||||||||||||
| Panahon 6 | 55 Cs Cesium 132,9054 79 Au ginto 196,9665 |
56 Ba Barium 137,33 80 hg Mercury 200,59 |
57* La Lanthanum 138,9055 81 Tl Thallium 204,38 |
72 hf Hafnium 178,49 82 Pb Nangunguna 207,21 |
73 Ta Tantalum 180,9479 83 Bi Bismuth 208,9804 |
74 W Tungsten 183,85 84 Po Polonium |
75 Re Rhenium 186,207 85 Sa Astatine |
76 Os Osmium 190,2 |
77 Sinabi ni Ir Iridium 192,2 |
78 Pt Platinum 195,08 |
86 |
||||||||||||||
| Panahon 7 | 87 Sinabi ni Fr France |
88 Ra Radium 226,0254 |
89** AC Actinium 227,028 |
104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | ||||||||||||||||
| * | 58 Ce 140,12 |
59 Sinabi ni Pr 140,9077 |
60 Nd 144,24 |
61 Pm |
62 sm 150,36 |
63 Eu 151,96 |
64 Gd 157,25 |
65 Tb 158,9254 |
66 Dy 162,50 |
67 Ho 164,9304 |
68 Er 167,26 |
69 Tm 168,9342 |
70 Sinabi ni Yb 173,04 |
71 Lu 174,967 |
|||||||||||
| ** | 90 Th 232,0381 |
91 Pa 231,0359 |
92 U 238,0289 |
93 Np 237,0482 |
94 Pu |
95 Am |
96 cm |
97 bk |
98 cf |
99 Es |
100 fm |
101 md |
102 hindi |
103 Lr |
|||||||||||
| * Lanthanides: cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium. ** Actinides: thorium, protactinium, uranium, neptunium, plutonium, americium, curium, berkelium, californium, einsteinium, fermium, mendelevium, nobelium, lawrencium. Tandaan. Ang atomic na numero ay ipinahiwatig sa itaas ng simbolo ng elemento, ang atomic mass ay ipinahiwatig sa ibaba ng simbolo ng elemento. Ang halaga sa mga bracket ay ang mass number ng pinakamahabang buhay na isotope. |
|||||||||||||||||||||||||
Mga panahon.
Sa talahanayang ito, inayos ni Mendeleev ang mga elemento sa mga pahalang na hilera - mga tuldok. Ang talahanayan ay nagsisimula sa isang napakaikling panahon na naglalaman lamang ng hydrogen at helium. Ang susunod na dalawang maikling panahon ay naglalaman ng 8 elemento bawat isa. Pagkatapos ay mayroong apat na mahabang panahon. Ang lahat ng mga panahon maliban sa unang simula sa isang alkali metal (Li, Na, K, Rb, Cs) at lahat ng mga panahon ay nagtatapos sa isang marangal na gas. Sa ika-6 na panahon mayroong isang serye ng 14 na elemento - lanthanides, na pormal na walang lugar sa mesa at karaniwang inilalagay sa ilalim ng mesa. Ang isa pang katulad na serye - actinides - ay nasa ika-7 yugto. Kasama sa seryeng ito ang mga elementong ginawa sa laboratoryo, tulad ng pagbomba sa uranium ng mga subatomic na particle, at inilalagay din sa ibaba ng lanthanides sa ibaba ng talahanayan.
Mga grupo at subgroup.
Kapag ang mga tuldok ay nakaayos sa ibaba ng isa, ang mga elemento ay nakaayos sa mga hanay, na bumubuo ng mga pangkat na may bilang na 0, I, II, ..., VIII. Ang mga elemento sa loob ng bawat pangkat ay inaasahang magpapakita ng magkatulad na pangkalahatang katangian ng kemikal. Ang mas malaking pagkakatulad ay sinusunod para sa mga elemento sa mga subgroup (A at B), na nabuo mula sa mga elemento ng lahat ng mga grupo maliban sa 0 at VIII. Ang subgroup A ay tinatawag na pangunahing subgroup, at ang B ay tinatawag na pangalawang subgroup. May mga pangalan ang ilang pamilya, gaya ng mga alkali metal (Group IA), alkaline earth metals (Group IIA), mga halogens (Group VIIA), at mga noble gas (Group 0). Ang Group VIII ay naglalaman ng mga transition metal na Fe, Co, at Ni; Ru, Rh at Pd; Os, Ir at Pt. Ang pagiging nasa gitna ng mahabang panahon, ang mga elementong ito ay mas magkatulad sa isa't isa kaysa sa mga elemento bago at pagkatapos ng mga ito. Sa ilang mga kaso, ang pagkakasunud-sunod ng pagtaas sa mga timbang ng atom (mas tiyak, atomic na masa) ay nilabag, halimbawa, sa mga pares ng tellurium at yodo, argon at potasa. Ang "paglabag" na ito ay kinakailangan upang mapanatili ang pagkakatulad ng mga elemento sa mga subgroup.
Mga metal, hindi metal.
Ang dayagonal mula sa hydrogen hanggang radon ay halos naghahati sa lahat ng mga elemento sa mga metal at non-metal, habang ang mga di-metal ay nasa itaas ng dayagonal. (Kasama sa mga di-metal ang 22 elemento - H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, mga halogens at inert gas, mga metal - lahat ng iba pang elemento.) Kasama sa linyang ito ang mga elemento na may ilang mga katangian ng mga metal at non-metal (metalloids ay isang hindi na ginagamit na pangalan para sa mga naturang elemento). Kapag isinasaalang-alang ang mga katangian ng mga subgroup mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang isang pagtaas sa mga katangian ng metal at isang pagpapahina ng mga di-metal na katangian ay sinusunod.
Valence.
Ang pinaka-pangkalahatang kahulugan ng valency ng isang elemento ay ang kakayahan ng mga atomo nito na pagsamahin sa iba pang mga atomo sa ilang partikular na ratios. Minsan ang valency ng isang elemento ay pinapalitan ng konsepto ng estado ng oksihenasyon (s.o.) na malapit dito. Ang estado ng oksihenasyon ay tumutugma sa singil na makukuha ng isang atom kung ang lahat ng mga pares ng elektron ng mga kemikal na bono nito ay inilipat patungo sa higit pang mga electronegative na atom. Sa anumang panahon, mula kaliwa hanggang kanan, mayroong pagtaas sa positibong estado ng oksihenasyon ng mga elemento. Ang mga elemento ng pangkat I ay may sd na katumbas ng +1 at ang oxide formula R 2 O, mga elemento ng pangkat II - ayon sa pagkakabanggit +2 at RO, atbp. Mga elementong may negatibong sd. ay nasa pangkat V, VI at VII; pinaniniwalaan na ang carbon at silicon, na nasa pangkat IV, ay walang negatibong estado ng oksihenasyon. Ang mga halogen na may estado ng oksihenasyon na –1 ay bumubuo ng mga compound na may hydrogen ng komposisyon na RH. Sa pangkalahatan, ang positibong estado ng oksihenasyon ng mga elemento ay tumutugma sa numero ng pangkat, at ang negatibo ay katumbas ng pagkakaiba ng walong minus ang numero ng pangkat. Mula sa talahanayan imposibleng matukoy ang pagkakaroon o kawalan ng iba pang mga estado ng oksihenasyon.
Ang pisikal na kahulugan ng atomic number.
Ang isang tunay na pag-unawa sa periodic table ay posible lamang sa batayan ng mga modernong ideya tungkol sa istruktura ng atom. Ang atomic number ng isang elemento sa periodic table ay higit na mahalaga kaysa sa atomic weight nito (i.e., relative atomic mass) para sa pag-unawa sa mga katangian ng kemikal.
Ang istraktura ng atom.
Noong 1913, ginamit ni N. Bohr ang nuklear na modelo ng istruktura ng atom upang ipaliwanag ang spectrum ng hydrogen atom, ang pinakamagaan at samakatuwid ay ang pinakasimpleng atom. Iminungkahi ni Bohr na ang hydrogen atom ay binubuo ng isang proton, na bumubuo sa nucleus ng atom, at isang electron, na umiikot sa nucleus.
Kahulugan ng konsepto ng atomic number.
Noong 1913, iminungkahi ni A. van den Broek na ang atomic number ng isang elemento - ang atomic number nito - ay dapat matukoy sa bilang ng mga electron na umiikot sa nucleus ng neutral na atom, at sa positibong singil ng atomic nucleus sa mga yunit ng singil ng elektron. Gayunpaman, kinakailangan na eksperimento na kumpirmahin ang pagkakakilanlan ng singil ng atom at ang atomic number. Ipinagpalagay pa ni Bohr na ang katangiang paglabas ng X-ray ng isang elemento ay dapat sumunod sa parehong batas gaya ng spectrum ng hydrogen. Kaya, kung ang atomic number Z ay nakilala sa singil ng nucleus sa mga yunit ng electron charge, kung gayon ang mga frequency (wavelength) ng mga kaukulang linya sa X-ray spectra ng iba't ibang elemento ay dapat na proporsyonal sa Z 2 , ang parisukat ng atomic number ng elemento.
Noong 1913-1914, si G. Moseley, na pinag-aaralan ang katangian ng X-ray radiation ng mga atomo ng iba't ibang elemento, ay nakatanggap ng isang napakatalino na kumpirmasyon ng hypothesis ni Bohr. Sa gayon, pinatunayan ng gawa ni Moseley ang palagay ni van den Broek na ang atomic number ng isang elemento ay kapareho ng singil ng nucleus nito; atomic number, hindi atomic mass, ang tunay na batayan para sa pagtukoy ng mga kemikal na katangian ng isang elemento.
Periodicity at atomic na istraktura.
Ang quantum theory ni Bohr ng istruktura ng atom ay nabuo sa loob ng dalawang dekada pagkatapos ng 1913. Ang iminungkahing "quantum number" ni Bohr ay naging isa sa apat na quantum number na kailangan upang makilala ang estado ng enerhiya ng isang electron. Noong 1925, binuo ni W. Pauli ang kanyang tanyag na "prinsipyo ng pagbabawal" (prinsipyo ni Pauli), ayon sa kung saan hindi maaaring magkaroon ng dalawang electron sa isang atom, kung saan ang lahat ng quantum number ay magiging pareho. Kapag ang prinsipyong ito ay inilapat sa mga elektronikong pagsasaayos ng mga atomo, ang periodic table ay nakakuha ng pisikal na batayan. Dahil ang atomic number Z, i.e. Kung ang positibong singil ng nucleus ng isang atom ay tumaas, kung gayon ang bilang ng mga electron ay dapat ding tumaas upang mapanatili ang electroneutrality ng atom. Tinutukoy ng mga electron na ito ang kemikal na "pag-uugali" ng atom. Ayon sa prinsipyo ng Pauli, habang tumataas ang halaga ng quantum number, pinupuno ng mga electron ang mga layer ng electron (shells) simula sa mga pinakamalapit sa nucleus. Ang nakumpletong layer, na puno ng lahat ng mga electron ayon sa prinsipyo ng Pauli, ay ang pinaka-matatag. Samakatuwid, ang mga marangal na gas tulad ng helium at argon, na ganap na nakumpleto ang mga istrukturang elektroniko, ay lumalaban sa anumang pag-atake ng kemikal.
Mga elektronikong pagsasaayos.
Inililista ng sumusunod na talahanayan ang mga posibleng bilang ng mga electron para sa iba't ibang estado ng enerhiya. Pangunahing numero ng quantum n= 1, 2, 3,... nailalarawan ang antas ng enerhiya ng mga electron (ang 1st level ay matatagpuan mas malapit sa nucleus). Orbital quantum number l = 0, 1, 2,..., n– 1 ay nagpapakilala sa orbital angular momentum. Ang orbital quantum number ay palaging mas mababa kaysa sa pangunahing quantum number, at ang maximum na halaga nito ay katumbas ng pangunahing quantum number minus 1. Ang bawat halaga l tumutugma sa isang tiyak na uri ng orbital - s, p, d, f... (ang pagtatalagang ito ay nagmula sa spectroscopic nomenclature ng ika-18 siglo, kung kailan tinawag ang iba't ibang serye ng mga naobserbahang spectral na linya. s alpa, p rincipal, d nagkakalat at f hindi matibay).
| Talahanayan 3. BILANG NG ELECTRON SA IBA'T IBANG ESTADO NG ENERHIYA NG ATOM | |||
| Pangunahing numero ng quantum | Orbital quantum number | Ang bilang ng mga electron sa shell | pagtatalaga ng estado ng enerhiya (uri ng 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 |
Maikli at mahabang panahon.
Ang pinakamababang ganap na kumpletong electron shell (orbital) ay tinutukoy na 1 s at natanto sa helium. Susunod na mga antas - 2 s at 2 p- tumutugma sa pagbuo ng mga shell ng mga atomo ng mga elemento ng ika-2 panahon at, na may ganap na pagbuo, para sa neon, ay naglalaman ng kabuuang 8 mga electron. Habang tumataas ang mga halaga ng principal quantum number, maaaring mas mababa ang energy state ng pinakamababang orbital number para sa mas malaking principal kaysa sa energy state ng pinakamataas na orbital quantum number na tumutugma sa mas maliit na principal. Kaya, estado ng enerhiya 3 d mas mataas sa 4 s, kaya ang mga elemento ng 3rd period ay binuo 3 s- at 3 p-orbitals, na nagtatapos sa pagbuo ng isang matatag na istraktura ng noble gas argon. Susunod ay ang sunud-sunod na gusali 4 s-, 3d- at 4 p-orbital para sa mga elemento ng ika-4 na yugto, hanggang sa pagkumpleto ng panlabas na stable na electron shell ng 18 electron para sa krypton. Ito ay humahantong sa paglitaw ng unang mahabang panahon. Katulad nito, ang gusali 5 s-, 4d- at 5 p-mga orbital ng mga atom ng mga elemento ng ika-5 (i.e. ang pangalawang mahabang) yugto, na nagtatapos sa elektronikong istraktura ng xenon.
Lanthanides at actinides.
Sunud-sunod na pagpuno ng mga electron 6 s-, 4f-, 5d- at 6 p-Ang mga orbital ng mga elemento ng ika-6 (i.e. ang ikatlong haba) na panahon ay humahantong sa paglitaw ng mga bagong 32 electron, na bumubuo sa istraktura ng huling elemento ng panahong ito - radon. Simula sa ika-57 na elemento, lanthanum, 14 na elemento ang sunud-sunod na nakaayos, na kakaunti ang pagkakaiba sa mga katangian ng kemikal. Bumubuo sila ng isang serye ng mga lanthanides, o mga bihirang elemento ng lupa, kung saan 4 f-shell na naglalaman ng 14 na electron.
Ang serye ng mga actinides, na matatagpuan sa likod ng actinium (atomic number 89), ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng 5 f- mga shell; kabilang din dito ang 14 na elemento na halos magkapareho sa mga katangian ng kemikal. Ang elementong may atomic number na 104 (rutherfordium), na sumusunod sa huli sa mga actinides, ay naiiba na sa mga katangian ng kemikal: ito ay isang analogue ng hafnium. Ang mga sumusunod na pangalan ay tinatanggap para sa mga elemento pagkatapos ng rutherfordium: 105 - dubnium (Db), 106 - seaborgium (Sg), 107 - bohrium (Bh), 108 - hassium (Hs), 109 - meitnerium (Mt).
Paglalapat ng periodic table.
Ang kaalaman sa periodic table ay nagpapahintulot sa chemist na mahulaan nang may tiyak na antas ng katumpakan ang mga katangian ng anumang elemento bago siya magsimulang magtrabaho dito. Ang mga metalurgist, halimbawa, ay isinasaalang-alang ang periodic table na kapaki-pakinabang para sa paglikha ng mga bagong haluang metal, dahil, gamit ang periodic table, ang isa sa mga metal ng haluang metal ay maaaring mapalitan sa pamamagitan ng pagpili ng isang kapalit para dito sa mga kapitbahay nito sa talahanayan upang, na may isang tiyak na antas ng posibilidad, walang makabuluhang pagbabago sa mga katangiang nabuo mula sa kanila. haluang metal.
1. Tukuyin ang pangalan ng elemento, ang pagtatalaga nito. Tukuyin ang serial number, period number, grupo, subgroup ng elemento. Ipahiwatig ang pisikal na kahulugan ng mga parameter ng system - serial number, period number, group number. Pangatwiranan ang posisyon sa subgroup.
2. Ipahiwatig ang bilang ng mga electron, proton at neutron sa isang atom ng isang elemento, nuclear charge, mass number.
3. Gumawa ng kumpletong electronic formula ng elemento, tukuyin ang electronic family, magtalaga ng isang simpleng substance sa klase ng mga metal o non-metal.
4. Iguhit nang grapiko ang elektronikong istruktura ng elemento (o ang huling dalawang antas).
5. Graphical na ilarawan ang lahat ng posibleng valence states.
6. Tukuyin ang bilang at uri ng mga electron ng valence.
7. Ilista ang lahat ng posibleng valencies at oxidation states.
8. Isulat ang mga formula ng oxides at hydroxides para sa lahat ng valence states. Ipahiwatig ang kanilang kemikal na kalikasan (kumpirmahin ang sagot sa mga equation ng kaukulang mga reaksyon).
9. Ibigay ang formula ng isang hydrogen compound.
10. Pangalanan ang saklaw ng elementong ito
Solusyon. Ang Scandium ay tumutugma sa elementong may atomic number na 21 sa PSE.
1. Ang elemento ay nasa IV period. Ang numero ng panahon ay nangangahulugang ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa atom ng elementong ito, mayroon itong 4. Ang Scandium ay matatagpuan sa ika-3 pangkat - sa panlabas na antas ng ika-3 elektron; sa side group. Samakatuwid, ang mga valence electron nito ay nasa 4s at 3d sublevels. Ang serial number ay tumutugma sa numero sa singil ng nucleus ng isang atom.
2. Ang singil ng nucleus ng scandium atom ay +21.
Ang bilang ng mga proton at electron ay 21 bawat isa.
Ang bilang ng mga neutron A–Z = 45 – 21 = 24.
Ang kabuuang komposisyon ng atom: ( 
).
3. Buong electronic formula ng scandium:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 .
Pamilya ng elektron: d-elemento, tulad ng sa proseso ng pagpuno
d-orbital. Ang elektronikong istraktura ng atom ay nagtatapos sa s-electrons, kaya ang scandium ay nagpapakita ng mga katangian ng metal; simpleng sangkap - metal.
4. Ang electronic graphic configuration ay ganito ang hitsura:
5. Mga posibleng estado ng valence dahil sa bilang ng mga hindi magkapares na electron:
- sa pangunahing kondisyon:
– sa scandium sa isang nasasabik na estado, ang isang electron mula sa 4s orbital ay lilipat sa isang libreng 4p orbital, ang isang hindi nakapares na d-electron ay nagpapataas ng mga kakayahan ng valence ng scandium.
Ang Sc ay may tatlong valence electron sa nasasabik na estado.
6. Ang mga posibleng valencies sa kasong ito ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron: 1, 2, 3 (o I, II, III). Mga posibleng estado ng oksihenasyon (na sumasalamin sa bilang ng mga displaced electron) +1, +2, +3 (dahil ang scandium ay isang metal).
7. Ang pinaka-katangian at matatag na valency III, estado ng oksihenasyon +3. Ang pagkakaroon ng isang electron lamang sa d state ay responsable para sa mababang katatagan ng 3d 1 4s 2 configuration.
Ang Scandium at ang mga analog nito, hindi tulad ng iba pang d-element, ay nagpapakita ng pare-parehong estado ng oksihenasyon na +3, ito ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon at tumutugma sa numero ng grupo.
8. Mga pormula ng mga oxide at ang kanilang kemikal na kalikasan:
anyo ng mas mataas na oksido - (amphoteric);
mga formula ng hydroxide: – amphoteric.
Mga equation ng reaksyon na nagpapatunay sa amphoteric na kalikasan ng mga oxide at hydroxides:
(scandate ng lithium),
(scandium chloride),
( potassium hexahydroxoscandiate (III) ),
(scandium sulfate).
9. Hindi ito bumubuo ng mga compound na may hydrogen, dahil ito ay nasa side subgroup at isang d-element.
10. Ang mga scandium compound ay ginagamit sa teknolohiyang semiconductor.
Halimbawa 2 Alin sa dalawang elemento, manganese o bromine, ang may mas malinaw na katangian ng metal?
Solusyon. Ang mga elementong ito ay nasa ikaapat na yugto. Isinulat namin ang kanilang mga electronic formula:
Ang Manganese ay isang d-element, ibig sabihin, isang elemento ng isang side subgroup, at ang bromine ay
p-elemento ng pangunahing subgroup ng parehong grupo. Sa panlabas na antas ng elektroniko, ang manganese atom ay may dalawang electron lamang, habang ang bromine atom ay may pito. Ang radius ng manganese atom ay mas mababa kaysa sa radius ng bromine atom na may parehong bilang ng mga electron shell.
Ang isang karaniwang pattern para sa lahat ng mga pangkat na naglalaman ng mga p- at d-elemento ay ang pamamayani ng mga katangian ng metal sa mga d-elemento.
Kaya, ang mga metal na katangian ng mangganeso ay mas malinaw kaysa sa bromine.
Ang pagkakaroon ng pag-aaral ng mga katangian ng mga elemento na nakaayos sa isang hilera sa pataas na pagkakasunud-sunod ng kanilang mga atomic na masa, ang mahusay na siyentipikong Ruso na si D.I. Hinango ni Mendeleev noong 1869 ang batas ng periodicity:
ang mga katangian ng mga elemento, at samakatuwid ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga katawan na nabuo sa pamamagitan ng mga ito, ay nasa pana-panahong pag-asa sa magnitude ng atomic weights ng mga elemento.
modernong pagbabalangkas ng periodic law ni Mendeleev:
Ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal, pati na rin ang mga anyo at katangian ng mga compound ng mga elemento, ay nasa pana-panahong pag-asa sa singil ng kanilang nuclei.
Tinutukoy ng bilang ng mga proton sa nucleus ang halaga ng positibong singil ng nucleus at, nang naaayon, ang serial number Z ng elemento sa periodic system. Ang kabuuang bilang ng mga proton at neutron ay tinatawag mass number A, ito ay tinatayang katumbas ng masa ng nucleus. Kaya ang bilang ng mga neutron (N) sa kernel ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:
N = A - Z.
Elektronikong pagsasaayos- ang formula para sa pag-aayos ng mga electron sa iba't ibang mga shell ng elektron ng isang atom-kemikal na elemento
O mga molekula.
17. Quantum number at pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga antas ng enerhiya at orbital sa mga atom. Mga Panuntunan ng Klechkovsky
Ang pagkakasunud-sunod ng pamamahagi ng mga electron sa mga antas ng enerhiya at mga sublevel sa shell ng isang atom ay tinatawag na electronic configuration nito. Ang estado ng bawat electron sa isang atom ay tinutukoy ng apat na quantum number:
1. Principal quantum number n nailalarawan sa pinakamalaking lawak ang enerhiya ng isang elektron sa isang atom. n = 1, 2, 3….. Ang electron ay may pinakamababang enerhiya sa n = 1, habang ito ay pinakamalapit sa atomic nucleus.
2. Orbital (gilid, azimuthal) quantum number l tinutukoy ang hugis ng electron cloud at, sa isang maliit na lawak, ang enerhiya nito. Para sa bawat value ng principal quantum number n, ang orbital quantum number ay maaaring tumagal ng zero at isang bilang ng mga integer value: l = 0…(n-1)
Ang mga estado ng isang elektron na nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga halaga ng l ay karaniwang tinatawag na mga sublevel ng enerhiya ng isang elektron sa isang atom. Ang bawat sublevel ay itinalaga ng isang tiyak na titik, ito ay tumutugma sa isang tiyak na anyo ng electron cloud (orbital).
3. Magnetic quantum number m l tinutukoy ang mga posibleng oryentasyon ng electron cloud sa kalawakan. Ang bilang ng naturang mga oryentasyon ay tinutukoy ng bilang ng mga halaga na maaaring kunin ng magnetic quantum number:
m l = -l, …0,…+l
Ang bilang ng mga naturang halaga para sa isang tiyak na l: 2l+1
Ayon sa pagkakabanggit: para sa mga s-electron: 2·0 +1=1 (ang isang spherical orbital ay maaaring i-orient sa isang paraan lamang);
4. Spin quantum number m s o sumasalamin sa pagkakaroon ng isang intrinsic momentum ng electron.
Ang spin quantum number ay maaari lamang magkaroon ng dalawang value: m s = +1/2 o –1/2
Pamamahagi ng mga electron sa multielectron atoms nagaganap ayon sa tatlong prinsipyo:
Prinsipyo ni Pauli
Ang isang atom ay hindi maaaring magkaroon ng mga electron na may parehong set ng lahat ng apat na quantum number.
2. Pamumuno ni Hund(panuntunan ng tram)
Sa pinaka-matatag na estado ng atom, ang mga electron ay matatagpuan sa loob ng electronic sublevel upang ang kanilang kabuuang spin ay maximum. Katulad ng pamamaraan para sa pagpuno ng mga dobleng upuan sa isang walang laman na tram na papalapit sa hintuan - una, ang mga taong hindi magkakilala ay uupo sa dobleng upuan (at mga electron sa mga orbital) nang paisa-isa, at kapag naubos lamang ang mga bakanteng double seat sa dalawa.
Ang prinsipyo ng pinakamababang enerhiya (Mga Panuntunan ng V.M. Klechkovsky, 1954)
1) Sa pagtaas ng singil ng nucleus ng isang atom, ang sunud-sunod na pagpuno ng mga orbital ng elektron ay nangyayari mula sa mga orbital na may mas maliit na halaga ng kabuuan ng punong-guro at ikalimang numero ng orbital (n + l) hanggang sa mga orbital na may mas malaking halaga ng ang kabuuan na ito.
2) Para sa parehong mga halaga ng kabuuan (n + l), ang pagpuno ng mga orbital ay nangyayari nang sunud-sunod sa direksyon ng pagtaas ng halaga ng pangunahing quantum number.
18. Mga pamamaraan para sa pagmomodelo ng mga bono ng kemikal: ang paraan ng mga valence bond at ang paraan ng mga molecular orbitals.
Paraan ng Valence bond
Ang pinakasimple ay ang paraan ng valence bonds (BC), na iminungkahi noong 1916 ng American physical chemist na si Lewis.
Isinasaalang-alang ng paraan ng mga valence bond ang isang kemikal na bono bilang resulta ng pagkahumaling ng nuclei ng dalawang atomo sa isa o higit pang mga pares ng elektron na karaniwan sa kanila. Ang nasabing dalawang-elektron at dalawang-gitnang bono, na naisalokal sa pagitan ng dalawang atomo, ay tinatawag na covalent.
Sa prinsipyo, ang dalawang mekanismo para sa pagbuo ng isang covalent bond ay posible:
1. Pagpares ng mga electron ng dalawang atomo sa ilalim ng kondisyon ng magkasalungat na oryentasyon ng kanilang mga spin;
2. Interaksyon ng donor-acceptor, kung saan ang isang handa na pares ng electron ng isa sa mga atomo (donor) ay nagiging karaniwan sa pagkakaroon ng isang masiglang paborableng libreng orbital ng isa pang atom (acceptor).
IV - VII - malalaking panahon, dahil binubuo ng dalawang hanay (kahit at kakaiba) ng mga elemento.
Sa mga pantay na hanay ng malalaking tuldok ay karaniwang mga metal. Ang kakaibang serye ay nagsisimula sa isang metal, pagkatapos ay ang mga katangian ng metal ay humina at ang mga di-metal na katangian ay tumaas, ang panahon ay nagtatapos sa isang hindi gumagalaw na gas.
Grupo ay isang patayong hilera ng chem. mga elemento na pinagsama ng chem. ari-arian.
Grupo
pangunahing subgroup pangalawang subgroup
Kasama sa pangunahing subgroup Ang pangalawang subgroup ay kinabibilangan
mga elemento ng parehong maliit at malalaking elemento ng malalaking panahon lamang.
mga panahon.
H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Cu, Ag, Au
maliit malaki malaki
Para sa mga elemento na pinagsama sa parehong grupo, ang mga sumusunod na pattern ay katangian:
1. Pinakamataas na valency ng mga elemento sa mga compound na may oxygen(na may ilang mga pagbubukod) tumutugma sa numero ng pangkat.
Ang mga elemento ng pangalawang subgroup ay maaari ring magpakita ng isa pang mas mataas na lakas. Halimbawa, ang Cu - isang elemento ng pangkat I ng subgroup sa gilid - ay bumubuo ng oxide Cu 2 O. Gayunpaman, ang pinakakaraniwan ay mga compound ng divalent na tanso.
2. Sa pangunahing mga subgroup(itaas pababa) na may pagtaas sa mga masa ng atom, ang mga katangian ng metal ng mga elemento ay tumataas at ang mga di-metal ay humihina.
Ang istraktura ng atom.
Sa loob ng mahabang panahon, ang agham ay pinangungunahan ng opinyon na ang mga atomo ay hindi mahahati, i.e. hindi naglalaman ng mas simpleng mga bahagi.
Gayunpaman, sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, ang isang bilang ng mga katotohanan ay itinatag na nagpapatotoo sa kumplikadong komposisyon ng mga atomo at ang posibilidad ng kanilang magkaparehong pagbabago.
Ang mga atomo ay mga kumplikadong pormasyon na binuo mula sa mas maliliit na yunit ng istruktura.
|
|
ē - elektron - sa labas ng nucleus
Para sa kimika, ang istraktura ng shell ng elektron ng atom ay may malaking interes. Sa ilalim shell ng elektron maunawaan ang kabuuan ng lahat ng mga electron sa isang atom. Ang bilang ng mga electron sa isang atom ay katumbas ng bilang ng mga proton, i.e. ang atomic number ng elemento, dahil ang atom ay neutral sa kuryente.
Ang pinakamahalagang katangian ng isang elektron ay ang enerhiya ng bono nito sa isang atom. Ang mga electron na may katulad na mga halaga ng enerhiya ay bumubuo ng isang solong elektronikong layer.
Bawat chem. ang elemento sa periodic table ay binilang.
Ang numero na natatanggap ng bawat elemento ay tinatawag serial number.
Ang pisikal na kahulugan ng serial number:
1. Ano ang serial number ng elemento, tulad ng singil ng nucleus ng atom.
2. Ang parehong bilang ng mga electron ay umiikot sa nucleus.
Z = p + Z - numero ng elemento
n 0 \u003d A - Z
n 0 \u003d A - p + A - atomic mass ng elemento
n 0 \u003d A - ē
Halimbawa Li.
Ang pisikal na kahulugan ng numero ng panahon.
Sa anong panahon ang elemento, kung gaano karaming mga shell ng elektron (mga layer) ang magkakaroon nito.
| |
Hindi +2 | |
| |
Pagpapasiya ng maximum na bilang ng mga electron sa isang shell ng elektron.
Pana-panahong batas ng D.I Mendeleev.
Ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal, at samakatuwid ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga katawan na kanilang nabuo, ay nasa isang pana-panahong pag-asa sa magnitude ng atomic na timbang.
Ang pisikal na kahulugan ng periodic law.
Ang pisikal na kahulugan ng periodic law ay nakasalalay sa panaka-nakang pagbabago sa mga katangian ng mga elemento, bilang resulta ng pana-panahong pag-uulit ng mga e-th shell ng mga atomo, na may sunud-sunod na pagtaas sa n.
Ang modernong pagbabalangkas ng D.I. Mendeleev's PZ.
Ang pag-aari ng mga elemento ng kemikal, pati na rin ang pag-aari ng simple o kumplikadong mga sangkap na nabuo sa kanila, ay nasa pana-panahong pag-asa sa laki ng singil ng nuclei ng kanilang mga atomo.
Pana-panahong sistema ng mga elemento.
Periodic system - isang sistema ng pag-uuri ng mga elemento ng kemikal, na nilikha batay sa pana-panahong batas. Periodic system - nagtatatag ng mga ugnayan sa pagitan ng mga elemento ng kemikal na nagpapakita ng kanilang pagkakatulad at pagkakaiba.
Periodic table (mayroong dalawang uri: maikli at mahaba) ng mga elemento.
Ang Periodic Table ng mga Elemento ay isang grapikong pagpapakita ng Periodic Table ng mga Elemento, na binubuo ng 7 tuldok at 8 pangkat.
Tanong 10
Pana-panahong sistema at istraktura ng mga shell ng elektron ng mga atomo ng mga elemento.
Nang maglaon ay napag-alaman na hindi lamang ang serial number ng elemento ay may malalim na pisikal na kahulugan, kundi pati na rin ang iba pang mga konsepto na naunang isinasaalang-alang nang mas maaga ay unti-unti ding nakakuha ng pisikal na kahulugan. Halimbawa, ang numero ng pangkat, na nagpapahiwatig ng pinakamataas na valency ng elemento, sa gayon ay nagpapakita ng maximum na bilang ng mga electron ng isang atom ng isang partikular na elemento na maaaring lumahok sa pagbuo ng isang kemikal na bono.
Ang numero ng panahon, sa turn, ay naging nauugnay sa bilang ng mga antas ng enerhiya na naroroon sa shell ng elektron ng isang atom ng isang elemento ng isang naibigay na panahon.
Kaya, halimbawa, ang "mga coordinate" ng tin Sn (serial number 50, period 5, pangunahing subgroup ng grupo IV) ay nangangahulugan na mayroong 50 electron sa tin atom, sila ay ipinamamahagi sa higit sa 5 na antas ng enerhiya, 4 na electron lamang ang valence. .
Napakahalaga ng pisikal na kahulugan ng paghahanap ng mga elemento sa mga subgroup ng iba't ibang kategorya. Ito ay lumiliko na para sa mga elemento na matatagpuan sa mga subgroup ng kategorya I, ang susunod (huling) elektron ay matatagpuan sa s-sublevel panlabas na antas. Ang mga elementong ito ay nabibilang sa elektronikong pamilya. Para sa mga atomo ng mga elemento na matatagpuan sa mga subgroup ng kategorya II, ang susunod na electron ay matatagpuan sa p-sublevel panlabas na antas. Ito ang mga elemento ng "p" na elektronikong pamilya. Kaya, ang susunod na ika-50 electron ng mga atomo ng lata ay matatagpuan sa p-sublevel ng panlabas, ibig sabihin, ika-5 na antas ng enerhiya.
Para sa mga atomo ng mga elemento ng mga subgroup ng kategorya III, ang susunod na elektron ay matatagpuan sa d-sublevel, ngunit bago ang panlabas na antas, ito ay mga elemento ng elektronikong pamilya na "d". Para sa lanthanide at actinide atoms, ang susunod na electron ay matatagpuan sa f-sublevel, bago ang panlabas na antas. Ito ang mga elemento ng elektronikong pamilya "f".
Hindi nagkataon, samakatuwid, na ang mga bilang ng mga subgroup ng 4 na kategoryang ito na nabanggit sa itaas, iyon ay, 2-6-10-14, ay nag-tutugma sa pinakamataas na bilang ng mga electron sa s-p-d-f sublevels.
Ngunit lumalabas na posible na malutas ang problema ng pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng shell ng elektron at makakuha ng isang elektronikong formula para sa isang atom ng anumang elemento at batay sa periodic system, na malinaw na nagpapahiwatig ng antas at sublevel ng bawat sunud-sunod elektron. Ipinapahiwatig din ng periodic system ang paglalagay ng mga elemento nang sunud-sunod sa mga yugto, grupo, subgroup at ang pamamahagi ng kanilang mga electron sa pamamagitan ng mga antas at sublevel, dahil ang bawat elemento ay may kanya-kanyang sarili, na nagpapakilala sa huling elektron nito. Bilang halimbawa, suriin natin ang compilation ng isang electronic formula para sa atom ng elementong zirconium (Zr). Ang periodic system ay nagbibigay ng mga indicator at "coordinate" ng elementong ito: serial number 40, period 5, group IV, side subgroup. Mga unang konklusyon: a) lahat ng 40 electron, b) ang 40 electron na ito ay ipinamamahagi sa limang antas ng enerhiya; c) sa 40 electron 4 lamang ang valence, d) ang susunod na ika-40 na electron ay pumasok sa d-sublevel bago ang panlabas, ibig sabihin, ang ikaapat na antas ng enerhiya. Ang mga katulad na konklusyon ay maaaring iguhit tungkol sa bawat isa sa 39 na elemento na nauuna sa zirconium, tanging ang mga indicator at coordinate ang gagawa maging iba sa bawat oras.
