Теория к уроку «Периодический закон»

История и современность

Д. И. Менделеев (1869) сформулировал Периодический закон и создал Периодическую таблицу. Менделеев расположил элементы по возрастанию относительной атомной массы (современная версия — по атомному номеру). Он предсказал свойства неизвестных тогда элементов (эка-алюминий → галлий, эка-силиций → германий).

Современная формулировка Периодического закона:

Свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер (атомного номера $Z$).

То есть $Z$ определяет строение атома, а строение — химические свойства.

Периоды и группы

Периоды — это горизонтальные строки, они характеризуют число энергетических уровней в атоме.

Группы — это вертикальные столбцы, они определяют строение внешнего уровня и химические свойства. Всего 18 групп, делятся на главные подгруппы ($A$) — $s$ и $p$ элементы и побочные подгруппы ($B$) — $d$ и $f$-элементы (металлы переходных групп).

Периодичность свойств

Изменение свойств в периоде (происходит слева направо): $Z$ увеличивается, число протонов ↑, число электронов ↑.

Изменение свойств в группе (сверху вниз): уровней становится больше, атом увеличивается.

Валентность и степень окисления

Максимальная валентность — это номер группы. Степень окисления может быть положительной, отрицательной или равной нулю.

В отличие от валентности, она показывает не только количество связей, но и условный заряд атома в соединении. Многие элементы могут иметь несколько степеней окисления (например, хлор имеет $-1, +1, +3, +5, +7$), но есть и элементы, чья степень окисления постоянна (например, щелочные металлы всегда имеют $+1$, а фтор всегда $-1$).

Металлы и неметаллы

Металлы составляют 80% всех элементов и находятся слева и в центре таблицы. Они легко отдают электроны и образуют катионы.

Неметаллы — справа в таблице, они присоединяют электроны и образуют анионы.

Практика

{"questions":[{"content":"Элемент находится в группе $2A$. Сколько электронов на внешнем уровне?[[fill_choice_big-1]]","widgets":{"fill_choice_big-1":{"type":"fill_choice_big","options":["$1$","$2$","$6$","$8$"],"placeholder":0,"answer":1}},"hints":["Главная подгруппа → число $e$ = номеру группы."]},{"content":"Укажите элемент с наибольшим атомным радиусом:[[fill_choice_big-2]]","widgets":{"fill_choice_big-2":{"type":"fill_choice_big","options":["$Na$","$Li$","$K$","$Rb$"],"placeholder":0,"answer":3}},"hints":["В группе радиус растёт сверху вниз."]},{"content":"Какие элементы являются $s$-элементами?[[choice-4]]","widgets":{"choice-4":{"type":"choice","options":["элементы главных подгрупп","элементы побочных подгрупп","элементы 1 и 2 групп","элементы 3–8 групп"],"explanations":["","","На внешнем уровне электроны — в $s$-подуровне.",""],"answer":[2]}}},{"content":"Хлор находится в 3 периоде и 7 группе. Сколько у него уровней?[[fill_choice_big-5]]","widgets":{"fill_choice_big-5":{"type":"fill_choice_big","options":["$1$","$3$","$7$","$10$"],"placeholder":0,"answer":1}},"hints":["Период = число уровней."]},{"content":"Наиболее электроотрицательный элемент — это:[[fill_choice_big-6]]","widgets":{"fill_choice_big-6":{"type":"fill_choice_big","options":["$O$","$Cl$","$N$","$F$"],"placeholder":0,"answer":3}},"hints":["Самый электротрицательный элемент таблицы."]}],"mix":1}

Часто задаваемые вопросы