Предпосылки открытия периодического закона

Предпосылки открытия периодического закона

По мере открытия новых химических элементов учёные пытались их разделить на группы по общим признакам.

Деление элементов на металлы и неметаллы

Такое разделение основывалось на различиях в свойствах простых веществ и соединений.

 

Металлы:

• имеют характерный металлический блеск;
• хорошо проводят электрический ток и тепло;
• пластичны;
• все (кроме ртути) при обычных условиях твёрдые;
• взаимодействуют с неметаллами;
• взаимодействуют с кислотами и солями;
• не образуют газообразных соединений с водородом;
• их оксиды и гидроксиды имеют основный характер.

Неметаллы:

• как правило, не имеют металлического блеска;
• как правило, не проводят электрический ток и тепло;
• могут быть твёрдыми, жидкими, газообразными;
• вступают в реакции с металлами;
• образуют летучие соединения с водородом;
• их оксиды и гидроксиды имеют кислотный характер.

Но классификация элементов на металлы и неметаллы оказалась недостаточной, когда были изучены свойства таких элементов, как цинк и алюминий. Как известно, соединения этих элементов амфотерны, то есть проявляют и кислотные, и основные свойства. Значит, им характерны свойства и металлов, и неметаллов; это переходные элементы.

Естественные семейства элементов

Были обнаружены группы элементов, близких по свойствам. Среди металлов выделялись своей активность щелочные металлы, а среди неметаллов — галогены.

Щелочные металлы (литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs):

• мягкие, легко режутся ножом;
• легкоплавкие;
• имеют металлический блеск;
• проводят электрический ток и тепло;
• реагируют с водой с образованием щёлочи и водорода.

2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2↑,

2 K + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2↑.

• образуют оксиды с похожими свойствами;

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH,

K 2 O + H 2 O = 2 KOH.

• их гидроксиды растворяются в воде (щёлочи).

 

Галогены (фтор F, хлор Cl, бром Br, иод I):

• образуют двухатомные молекулы;
• летучие, имеют запах;
• активно реагируют с металлами с образованием похожих по составу солей.

2 Na + Cl 2= 2 NaCl,

2 Na + Br 2= 2 NaBr.

• реагируют с водородом с образованием газообразных соединений;

H 2+ F 2= 2 HF,

H 2+ I 2= 2 HI.

• водные растворы водородных соединений — кислоты.

Попытки систематизации химических элементов

• В 1817 году немецкий химик И. В. Дёберейнер выделил триады элементов со сходными свойствами: кальций, стронций, барий; литий, натрий, калий; сера, селен, теллур.
• В 1863 году французскому химику де Шанкуртуа удалось обнаружить повторяемость свойств химических элементов. Он расположил известные к тому времени элементы в порядке возрастания их атомных масс, а полученный ряд нанёс на поверхность цилиндра по спирали.
• В 1864 году англичанин Д. Ньюлендс пришёл к выводу о повторяемости свойств химических элементов («закон октав»).

Формы Периодической таблицы

Короткая форма Периодической таблицы

Большие периоды поделены на ряды.

 

Каждая группа делится на главную и побочную подгруппы.

 

28 элементов третьей группы (лантаноиды и актиноиды) расположены внизу таблицы.

 

К лантаноидам относятся 14 элементов шестого периода (№ 58 — № 71).

 

К актиноидам относятся 14 элементов седьмого периода (№ 90–103).

 

Полудлинный вариант

Выделены группы A и B. Между IIA и IIIA группами расположены группы B. Лантаноиды и актиноиды — под таблицей.

 

Длинный вариант

Лантаноиды и актиноиды включены в таблицу. Каждый период представлен одним рядом элементов.

 

Строение ядра атома

Состояние электрона в атоме

Электрон в атоме находится в постоянном движении вокруг ядра.

 

Для описания состояния электрона оценивается вероятность его нахождения в околоядерной области пространства и используются понятия «электронное облако», «электронная орбиталь».

Электронное облако — модель движения электрона в атоме; область пространства, в каждой точке которой может находиться данный электрон.

 

Электронное облако

Электронная орбиталь — область околоядерного пространства, в которой вероятность нахождения электрона более %.

 

Электронные орбитали имеют разную форму. В атоме водорода орбиталь единственного электрона имеет форму шара. Это -орбиталь.

 

-орбиталь

 

В атомах других элементов электроны могут находиться на гантелеобразных -орбиталях.

 

-орбиталь

Известны и более сложные по форме орбитали.

 

Электронные орбитали различаются размерами. Размер зависит от энергии электрона. Чем больше энергия электрона, тем больше по размеру его орбиталь, и тем дальше он находится от ядра.

 

Обрати внимание!

Предпосылки открытия периодического закона

По мере открытия новых химических элементов учёные пытались их разделить на группы по общим признакам.

Деление элементов на металлы и неметаллы

Такое разделение основывалось на различиях в свойствах простых веществ и соединений.

 

Металлы:

• имеют характерный металлический блеск;
• хорошо проводят электрический ток и тепло;
• пластичны;
• все (кроме ртути) при обычных условиях твёрдые;
• взаимодействуют с неметаллами;
• взаимодействуют с кислотами и солями;
• не образуют газообразных соединений с водородом;
• их оксиды и гидроксиды имеют основный характер.

Неметаллы:

• как правило, не имеют металлического блеска;
• как правило, не проводят электрический ток и тепло;
• могут быть твёрдыми, жидкими, газообразными;
• вступают в реакции с металлами;
• образуют летучие соединения с водородом;
• их оксиды и гидроксиды имеют кислотный характер.

Но классификация элементов на металлы и неметаллы оказалась недостаточной, когда были изучены свойства таких элементов, как цинк и алюминий. Как известно, соединения этих элементов амфотерны, то есть проявляют и кислотные, и основные свойства. Значит, им характерны свойства и металлов, и неметаллов; это переходные элементы.

Естественные семейства элементов

Были обнаружены группы элементов, близких по свойствам. Среди металлов выделялись своей активность щелочные металлы, а среди неметаллов — галогены.

Щелочные металлы (литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs):

• мягкие, легко режутся ножом;
• легкоплавкие;
• имеют металлический блеск;
• проводят электрический ток и тепло;
• реагируют с водой с образованием щёлочи и водорода.

2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2↑,

2 K + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2↑.

• образуют оксиды с похожими свойствами;

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH,

K 2 O + H 2 O = 2 KOH.

• их гидроксиды растворяются в воде (щёлочи).

 

Галогены (фтор F, хлор Cl, бром Br, иод I):

• образуют двухатомные молекулы;
• летучие, имеют запах;
• активно реагируют с металлами с образованием похожих по составу солей.

2 Na + Cl 2= 2 NaCl,

2 Na + Br 2= 2 NaBr.

• реагируют с водородом с образованием газообразных соединений;

H 2+ F 2= 2 HF,

H 2+ I 2= 2 HI.

• водные растворы водородных соединений — кислоты.

Попытки систематизации химических элементов