Значение периодического закона и системы элементов Д.И.Менделеева.

«Периодическому закону не грозит разрушение, а обещаются только надстройка и развитие» - Д.И.Менделеев.

· Д.И.Менделеев совершил научный подвиг. Открытие периодического закона и создание системы элементов имело огромное значение не только для химии, но и для всего естествознания в целом. Оно обогатило человеческое знание одной из фундаментальных закономерностей природы.

· С открытием периодического закона появилась возможность предсказывать описывать новые элементы и их соединения.

· Были исправлены атомные массы многих элементов, заполнены все «пустые клетки» в таблице, а также открыты трансурановые элементы.

· Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.Менделеева оказали огромное влияние на развитие науки, техники, явились толчком к исследованиям строения атома.

Строение электронных оболочек атомов элементов малых периодов. Особенности строения электронных оболочек атомов элементов больших периодов (переходных элементов). Понятие об орбиталях. s -, р - и d -орбитали. Электронные конфигурации атомов химических элементов.

Строение атома: ядро и электронная оболочка. Ядро состоит из протонов инейтронов.

Протоны - р, масса 1 протона равна 1, заряд условно принят +1. Число протонов в атоме определяется по порядковому номеру элемента.

Например: порядковый номер Ca - 20, значит у кальция в ядре 20 протонов и его заряд +20.

Кроме протонов в ядре содержатся нейтроны - n^°. Масса 1 нейтрона равна 1, заряд - 0, частица нейтральная. Число нейтронов равно n^°= А – N,т.е. атомной массе минус порядковый номер элемента.

Например: Р – фосфор, атомная масса 31, порядковый номер 15, значит число нейтронов равно n^° = А – N n^°= 31 -15 = 16

Вокруг ядра, по собственным орбиталям, вращаются электроны. Электроны обозначаются. Масса 1 электрона равна 1/ 1840, т.е. 1840 раз меньше 1 протона или нейтрона. Заряд условно принят равный 1. Число электронов равно числу протонов и равно порядковому номеру элемента.

Атом в целом электронейтрален.

Ag J Fe

р 47 53 26

n^° 60 73 30

47 53 26

Электроны находятся в сложном движении, т.е. движутся вокруг ядра, вокруг собственной оси и одновременно совершают колебательные движения от ядра к ядру. Так как всё это происходит с большими скоростями, то создается впечатление, что электрон как бы находится в одно и то же время в любой точке вокруг ядра, образуя электронное облако. Электроны, которые находятся близко к ядру образуют S – облако

Проекция её на плоскость - окружность Кроме S – облака, электроны образуют р – облака, проекция на плоскость в виде гантели

Если два и большее число электронов равно удалены от ядра, то запас энергии у них одинаковый, и они находятся на одном и том же энергетическом уровне или оболочке.

Число оболочек в атоме определяется по номеру периода, в котором находится элемент.

Например: Na - находится в 3 периоде, значит у него 3 оболочки.

Квантовые числа элементов.

Состояние каждого электрона в атоме характеризуется 4 квантовыми числами:

а) Главное квантовое число n - определяет число уровней в атоме и совпадает с номером периода, в котором находится элемент.

Например: n = 2, значит в атоме две оболочки с электронами, следовательно, элемент находится во втором периоде.

Главное квантовое число n - определяет общий запас энергии электрона и его расстояние от ядра. Чем дальше электрон удален от атома, тем больше запас энергии. При n = 1 энергия электрона минимальна.

n = 1 К – уровень

n = 2 L – уровень

n = 3 M – уровень

n = 4 N – уровень

n = 5 O – уровень

n = 6 Р – уровень

n = 7 Q – уровень

б) Побочное квантовое число l -определяет форму электронного облака. Его значение на 1 меньше, чем у главного квантового числа.

По значению побочного квантового числа определяются подуровни.

Например: если n = 1 l = 0, то это s - подуровень

n = 2 l = 0,1, то это s,р - подуровни

n = 3 l = 0,1,2, то это s,р,d - подуровни

n = 4 l = 0,1,2,3 то это s,р,d,f - подуровни

в) Магнитное квантовое число m – определяет направление вытянутости электронного облака в магнитном поле. Это векторная величина имеет положительные и отрицательные значения в пределах побочного квантового числа.

Например: l = 0, m = 0, то это s – подуровень - одна ячейка

l = 1, m = – 1, 0,+1 р – подуровнь - 3 ячейки

l = 2, m = –2, – 1, 0,+1,+2 d – подуровнь - 5 ячеек

г) Квантовое спиновое число S определяет направление вращения электрона вокруг собственной оси. Если S = + 1/2, то электрон вращается вокруг собственной оси по часовой стрелке и условно обозначается ↑.

Если S = – 1/2, то электрон вращается вокруг собственной оси против часовой стрелки и условно обозначается ↓.