Доменделєєвські класифікації елементів.

Доменделєєвські класифікації елементів.

Берцеліус Розподілив елементи на метали та неметали. Визначив

відповідність: метал – основний оксид – основа; неметал –

кислотний оксид – кислота.

 

Доберейнер Склав тріади зі схожих за властивостями елементів. Кожен

(1816 р.) елемент поєднує властивості елементів, що його оточують.

 

Шанкуртуа Розташував елементи по спіралі за збільшенням їх відносних

(1862 р.) атомних мас. При цьому спостерігав схожість у властивостях

елементів, розміщених на одній вертикалі, тобто періодичність

у властивостях елементів.

 

Майєр Склав таблицю хімічних елементів, у якій вони були поділені

(1864 р.) на групи відповідно до їхньої валентності та за збільшенням

відносної атомної маси. Об'єднав елементи у природні родини.

 

Ньюлендс Склав октави елементів, тобто виявив повторюваність

(1865 р.) властивостей кожного 8-го елемента.

 

 

Поняття про родини хімічних елементів.

 

Практично усі хімічні елементи можна об'єднати у родини за подібністю властивостей. Найбільш відомі родини хімічних елементів:

 

І. Лужні метали: літій Li, натрій Na, калій K, рубідій Rb, цезій Cs, францій Fr.

Усі лужні метали: мають високу хімічну активність;

у сполуках завжди одновалентні;

м'які, легко ріжуться ножем;

мають порівняно невисокі температури плавлення;

реагують з водою вже за звичайних умов, утворюючи луги (звідси

походить назва цих металів):

 

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

 

II. Галогени: флуор F, хлор Cl, бром Br, йод I, астат At.

Усі галогени: проявляють яскраво виражені неметалеі влативості;

у сполуках з металами та гідрогеном одновалентні;

у сполуках з металами утворюють солі (звідси й назва: галоген(лат.) –

«той, що народжує сіль»):

 

2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3

 

сполучаючись з гідрогеном, утворюють газоподібні речовини, розчини

яких є кислотами:

 

H2 + Br2 → 2 HBr.

 

 

ІІІ. Інертні (благородні) гази: гелій He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn.

Усі інертні гази мають надзвичайно низьку хімічну активність, практично не утворюють сполук з іншими хімічними елементами (звідси й назва – інертні).

Відомо чимало інших родин елементів: лужноземельні метали, халькогени, актиноїди, лантаноїди та ін.

 

Періодичний закон та періодична система елементів

Д. І. Менделєєва.

В основу класифікації Д.І. Менделєєв поклав атомну масу та властивості елементів.

Розташувавши елементи за зростанням відносної атомної маси, Д.І. Менделєєв помітив, що властивості елементів та утворених ними сполук періодично повторюються: за лужним металом йде лужноземельний метал, згодом халькоген, за ним галоген і т.д.

Згодом така ж послідовність знову повторюється.

 

Символ хімічного елемента	Li	Be	B	C	N	O	F	Ne
Відносна атомна маса
Вищий оксид	Li2O	BeO	B2O3	CO2	N2O5	-	-	-
Гідрат оксиду	LiOH	Be(OH)2	H3BO3	H2CO3	HNO3	-	-	-
Летка сполука з Гідрогеном	-	-	-	CH4	NH3	H2O	HF	-
Символ хімічного елемента	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	Ar
Відносна атомна маса							35,5
Вищий оксид	Na2O	MgO	Al2O3	SiO2	P2O5	SO3	Cl2O7	-
Гідрат оксиду	NaOH	Mg(OH)2	Al(OH)3	H2SiO3	H3PO4	H2SO4	HClO4	-
Летка сполука з Гідрогеном	-	-	-	SiH4	PH3	H2S	HCl	-
Загальна формула вищого оксиду	E2O	EO	E2O3	EO2	E2O5	EO3	E2O7	-
Загальна формула леткої сполуки з Гідрогеном	-	-	-	EH4	EH3	H2E	HE	-

 

.

 

Вивчаючи зміну властивостей елементів, розміщених за зростанням відносних атомних мас, Д.І. Менделєєв виявив повторення однакових ознак у хімічних елементів і назвав цю закономірність періодичністю. Виявлену закономірність він сформулював у вигляді періодичного закону, суть якого опублікував у 1869 р: Властивості хімічних елементів, а також властивості утворених ними простих та складних речовин перебувають у періодичній залежності від величини атомних мас елементів.

 

Графічним зображенням періодичного закону є створена Д.І. Менделєєвим періодична система елементів. Елементи розташовано за зростанням відносної атомної маси, причому подібні за властивостями елементи (родини) розташовано у одному стовпчику.

 

Періодична система налічує сім періодів та вісім груп.

 

Період – це горизонтальний ряд хімічних елементів, розміщених у порядку зростання їх відносних атомних мас, що починається лужним металом і закінчується інертним газом.

Наприклад, 2 період: Li Be B C N O F Ne

лужний інертний

метал газ

 

1, 2 та 3 – малі періоди, складаються з одного ряду; 4, 5, 6 та 7 – великі періоди, складаються з двох рядів. 7 період є незавершеним, він продовжує формуватись.

 

Група – це вертикальний стовпчик, в якому один під одним розміщені подібні за властивостями хімічні елементи.

Кожна група поділяється на дві підгрупи: головну (А) та побічну (Б). Головна підгрупа містить елементи малих і великих періодів, а побічна – тільки елементи великих періодів. Наприклад:

І група ІІ група ІІІ група

І А ІБ ІІ А ІІ Б ІІІ А ІІІ Б

H

Li Be B

Na Mg Al

K Cu Ca Zn Ga Sc

Rb Ag Sr Cd In Y

Cs Au Ba Hg Tl La – Lu

Fr Ra Ac – Lr

 

Усі елементи побічних підгруп належать до металів. Елементи головних підгруп на метали та неметали поділяє діагональ від бору (№5) до астату (№85). Вище та праворуч від цієї діагоналі розташовано неметали, а нижче та ліворуч – метали.

 

5 В

\

\ Неметали

\

\

Метали \

85 At

 

Вправа 1. Знайдіть у періодичній системі хімічні елементи та вкажіть їх положення (період, група, підгрупа, метал чи неметал): № 1, 6, 12, 17, 25, 31, 37, 45, 63, 82.

 

Вправа 2. Визначте хімічний елемент за його положенням у періодичній системі:

а) 2 період, ІІІ група, головна підгрупа;

б) 3 період, V група, головна підгрупа;

в) 4 період, І група, головна підгрупа;

г) 4 період, ІІ група, побічна підгрупа;

д) 5 період, VІ група, головна підгрупа;

е) 6 період, VII група, побічна підгрупа.

 

Будова атома.

 

Атом – електронейтральна частинка, що складається з позитивно зарядженого ядра та негативно зарядженої електронної оболонки.

У перекладі з грецької слово «атом» означає «неподільний». Тривалий час вважалося, що атом є найменшою частинкою, що може існувати у світі. Проте наприкінці ХІХ століття революційні відкриття фізиків підтвердили складність будови атома:

1895 рік – відкриття рентгенівських променів;

1896 рік – відкриття явища радіоактивності;

1897 рік – відкриття електрона.

На підставі досягнень вчених та своїх власних досліджень англійський фізик Ернест Резерфорд у 1911 році запропонував ядерну модель будови атома.

Згідно з цією моделлю атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, що обертаються навколо нього. Позитивний заряд ядра нейтралізується сумарним негативним зарядом електронів, так що атом загалом електронейтральний.

У 1917 році англійські вчені Е.Резерфорд та Г.Мозлі показали, що заряд ядра атома дорівнює порядковому номеру елемента у періодичній системі.

Звідси сучасне формулювання періодичного закону: Властивості хімічних елементів, а також утворених ними простих і складних речовин перебувають у періодичній залежності від величини заряду ядра атома.

Складові частинки атома.

Частинка	Позначення	Маса, а.о.м.	Заряд, а.о.з.
Протон	р	1 (точніше 1,00728)	+ 1
Нейтрон	n	1 (точніше 1,00870)
Електрон	е -	0 (точніше 0,00055)	- 1

 

 

Складові частинки ядра, протони та нейтрони, мають загальну назву нуклони (від латинського nucleus – ядро).

Загальне число нуклонів у ядрі (нуклонне число) дорівнює відносній атомній масі даного атома.

Число протонів у ядрі (протонне число) дорівнює порядковому номеру елемента і визначає його місце у періодичній системі.

 

 

Число нейтронів у ядрі дорівнює різниці між нуклонним та протонним числами (від атомної маси елементу віднімаємо його порядковий номер).

Число електронів навколо ядра дорівнює порядковому номеру елементу (а отже числу протонів).

 

Складемо схему будови атома Натрію (порядковий номер -- 11, відносна атомна

маса – 23):

 

23 3 період, І група, головна (А)

11 Na + 11) 11 e ^– підгрупа, метал.

11 p⁺ , 12 n ⁰

 

Вправа 3. Складіть схеми будови атома для хімічних елементів з порядковими номерами: 3, 8, 14, 20, 26, 33, 38, 47, 52, 75.

 

Взаємозв’язок між розміщенням елементів у періодичній системі та

Доменделєєвські класифікації елементів.

Берцеліус Розподілив елементи на метали та неметали. Визначив

відповідність: метал – основний оксид – основа; неметал –

кислотний оксид – кислота.

 

Доберейнер Склав тріади зі схожих за властивостями елементів. Кожен

(1816 р.) елемент поєднує властивості елементів, що його оточують.

 

Шанкуртуа Розташував елементи по спіралі за збільшенням їх відносних

(1862 р.) атомних мас. При цьому спостерігав схожість у властивостях

елементів, розміщених на одній вертикалі, тобто періодичність

у властивостях елементів.

 

Майєр Склав таблицю хімічних елементів, у якій вони були поділені

(1864 р.) на групи відповідно до їхньої валентності та за збільшенням

відносної атомної маси. Об'єднав елементи у природні родини.

 

Ньюлендс Склав октави елементів, тобто виявив повторюваність

(1865 р.) властивостей кожного 8-го елемента.