Найбільш типовий неметал. Галогени та благородні гази

Ще в школі, сидячи на уроках хімії, ми пам'ятаємо таблицю на стіні класу або хімічної лабораторії. Ця таблиця містила класифікацію всіх відомих людству хімічних елементів, тих фундаментальних компонентів, у тому числі складається Земля і весь Всесвіт. Тоді ми й подумати не могли, що таблиця Менделєєвабезперечно є одним із найбільших наукових відкриттів, який є фундаментом нашого сучасного знанняпро хімію.

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва

На перший погляд її ідея виглядає оманливо просто: організувати хімічні елементиу порядку зростання ваги їх атомів. Причому в більшості випадків виявляється, що хімічні та фізичні властивості кожного елемента подібні до попереднього йому в таблиці елементом. Ця закономірність проявляється для всіх елементів, крім кількох найперших, просто тому, що вони не мають перед собою елементів, подібних до них за атомної ваги. Саме завдяки відкриттю такої властивості ми можемо помістити лінійну послідовність елементів у таблицю, що дуже нагадує настінний календар, і таким чином об'єднати велика кількістьвидів хімічних елементів у чіткій та зв'язній формі. Зрозуміло, сьогодні ми користуємося поняттям атомного числа(кількості протонів) для того, щоб упорядкувати систему елементів. Це допомогло вирішити так звану технічну проблему«пари перестановок», проте не призвело до кардинальної змінивиду періодичної таблиці.

У періодичної таблиці Менделєєвавсі елементи упорядковані з урахуванням їхнього атомного числа, електронної конфігурації та повторюваних хімічних властивостей. Ряди таблиці називаються періодами, а стовпці групами. У першій таблиці, що датується 1869 роком, містилося всього 60 елементів, тепер таблицю довелося збільшити, щоб помістити 118 елементів, відомих нам сьогодні.

Періодична система Менделєєвасистематизує як елементи, а й найрізноманітніші їх властивості. Хіміку часто буває достатньо мати перед очима Періодичну таблицю для того, щоб правильно відповісти на безліч питань (не лише екзаменаційних, а й наукових).

YouTube ID of 1M7iKKVnPJE is invalid.

Періодичний закон

Існують два формулювання періодичного законухімічних елементів: класична та сучасна.

Класична, у викладі його першовідкривача Д.І. Менделєєва: властивості простих тіл, а також форми та властивості з'єднань елементів знаходяться в періодичної залежностівід величин атомних ваг елементів.

Сучасна: властивості простих речовин, а також властивості та форми з'єднань елементів знаходяться в періодичній залежності від заряду ядра атомів елементів (порядкового номера).

Графічним зображенням періодичного закону є періодична система елементів, яка є природну класифікаціюхімічних елементів, що ґрунтуються на закономірних змінах властивостей елементів від зарядів їх атомів. Найбільш поширеними зображеннями періодичної системиелементів Д.І. Менделєєва є коротка та довга форми.

Групи та періоди Періодичної системи

Групаминазивають вертикальні ряди у періодичній системі. У групах елементи об'єднані за ознакою вищого ступеняокиснення в оксидах. Кожна група складається з головної та побічної підгруп. Головні підгрупи включають елементи малих періодів і однакові з ним за властивостями елементи великих періодів. Побічні підгрупи складаються з елементів великих періодів. Хімічні характеристики елементів основних і побічних підгруп істотно різняться.

Періодомназивають горизонтальний ряд елементів, розташованих у порядку зростання порядкових (атомних) номерів. У періодичній системі є сім періодів: перший, другий та третій періоди називають малими, у них міститься відповідно 2, 8 та 8 елементів; решта періодів називають великими: у четвертому і п'ятому періодах розташовані по 18 елементів, у шостому - 32, а в сьомому (поки незавершеному) - 31 елемент. Кожен період, крім першого, починається лужним металом, а закінчується благородним газом.

Фізичний змістпорядкового номера хімічного елемента: число протонів в атомному ядрі та число електронів, що обертаються навколо атомного ядра, що дорівнює порядковому номеру елемента.

Властивості таблиці Менделєєва

Нагадаємо, що групаминазивають вертикальні ряди в періодичній системі та Хімічні властивостіелементів основних та побічних підгруп значно різняться.

Властивості елементів у підгрупах закономірно змінюються зверху донизу:

• посилюються металеві властивостіта слабшають неметалеві;
• зростає атомний радіус;
• зростає сила утворених елементомоснов та безкисневих кислот;
• електронегативність падає.

Всі елементи, крім гелію, неону та аргону, утворюють кисневі сполуки, існує лише вісім форм кисневих сполук. У періодичній системі їх часто зображують загальними формулами, розташованими під кожною групою в порядку зростання ступеня окислення елементів: R 2 O, RO, R 2 O 3 , RO 2 , R 2 O 5 , RO 3 , R 2 O 7 , RO 4 де символом R позначають елемент даної групи. Формули вищих оксидів відносяться до всіх елементів групи, крім виняткових випадків, коли елементи не виявляють ступеня окислення, що дорівнює номеру групи (наприклад, фтор).

Оксиди складу R 2 O виявляють сильні основні властивості, причому їхня основність зростає зі збільшенням порядкового номера, оксиди складу RO (за винятком BeO) виявляють основні властивості. Оксиди складу RO 2 , R 2 O 5 , RO 3 , R 2 O 7 виявляють кислотні властивості, причому їхня кислотність зростає зі збільшенням порядкового номера.

Елементи головних підгруп, починаючи з IV групи, утворюють газоподібні водневі сполуки. Існують чотири форми таких сполук. Їх розташовують під елементами головних підгруп і зображують загальними формулами в послідовності RH 4 RH 3 RH 2 RH.

Сполуки RH 4 мають нейтральний характер; RH 3 - слабоосновний; RH 2 – слабокислий; RH – сильнокислий характер.

Нагадаємо, що періодомназивають горизонтальний ряд елементів, розташованих у порядку зростання порядкових (атомних) номерів.

У межах періоду із збільшенням порядкового номера елемента:

• електронегативність зростає;
• металеві властивості зменшуються, неметалеві зростають;
• атомний радіус падає.

Елементи таблиці Менделєєва

Лужні та лужноземельні елементи

До них відносяться елементи з першої та другої групи періодичної таблиці. Лужні метализ першої групи – м'які метали, сріблястого кольору, добре ріжуться ножем. Всі вони володіють одним-єдиним електроном на зовнішньої оболонкиі чудово вступають у реакцію. Лужноземельні метализ другої групи також мають сріблястий відтінок. На зовнішньому рівні вміщено по два електрони, і, відповідно, ці метали менш охоче взаємодіють з іншими елементами. Порівняно з лужними металами, лужноземельні метали плавляться і киплять за більш високих температур.

Показати / Приховати текст

Лантаніди (рідкоземельні елементи) та актиніди

Лантаніди- це група елементів, спочатку виявлених в мінералах, що рідко зустрічаються; звідси їх назва "рідкоземельні" елементи. Згодом з'ясувалося, що ці елементи не такі рідкісні, як думали спочатку, і тому рідкісноземельним елементам було присвоєно назву лантаніди. Лантаніди та актинідизаймають два блоки, які розташовані під основною таблицею елементів. Обидві групи включають метали; всі лантаніди (за винятком прометію) нерадіоактивні; актиніди, навпаки, радіоактивні.

Показати / Приховати текст

Галогени та благородні гази

Галогени та благородні гази об'єднані в групи 17 та 18 періодичної таблиці. Галогениє неметалічні елементи, всі вони мають сім електронів у зовнішній оболонці. У благородних газахвсі електрони знаходяться у зовнішній оболонці, таким чином важко беруть участь в утворенні сполук. Ці гази називають «шляхетними, тому що вони рідко вступають у реакцію з іншими елементами; тобто посилаються на представників благородної касти, які традиційно цуралися інших людей у ​​суспільстві.

Показати / Приховати текст

Перехідні метали

Перехідні метализаймають групи 3-12 у періодичній таблиці. Більшість із них щільні, тверді, з гарною електро- та теплопровідністю. Їхні валентні електрони (за допомогою яких вони з'єднуються з іншими елементами) знаходяться в декількох електронних оболонках.

Показати / Приховати текст

Металоїди

Металоїдизаймають групи 13-16 періодичної таблиці. Такі металоїди, як бір, германій та кремній, є напівпровідниками та використовуються для виготовлення комп'ютерних чіпів та плат.

Показати / Приховати текст

Постперехідними металами

Елементи, звані постперехідними металами, Належать до груп 13-15 періодичної таблиці. На відміну від металів, вони не мають блиску, а мають матове забарвлення. У порівнянні з перехідними металами пост перехідні металим'якіші, мають більше низьку температуруплавлення та кипіння, вищу електронегативність. Їхні валентні електрони, за допомогою яких вони приєднують інші елементи, розташовуються тільки на зовнішній електронній оболонці. Елементи групи постперехідних металів мають набагато більше високу температурукипіння, ніж металоїди.

А тепер закріпіть отримані знання, подивившись відео про таблицю Менделєєва і не лише.

Відмінно, перший крок на шляху до знань зроблено. Тепер ви більш-менш орієнтуєтесь в таблиці Менделєєва і це вам дуже знадобиться, адже Періодична система Менделєєва є фундаментом, на якому стоїть ця дивовижна наука.

Сторінка 2

Вказати, де у таблиці Менделєєва знаходиться: а) найбільш типовий метал; б) найбільш типовий неметал.

Всі інші місця у періодичній системі займають метали. Найбільш типові метализнаходяться на початку кожного періоду. У міру віддалення з його початку металеві властивості елементів стають менш вираженими.

ЧОРНІ МЕТАЛИ мають темно-сірий колір, велику щільність(крім лужноземельних), високу температуру плавлення, відносно високу твердість і в багатьох випадках мають поліморфізм (про останній див. гл. Найбільш типовим металом цієї групи є залізо.

Заряд ядра і число електронів, що нейтралізують його, відіграють основну роль організації структури кристалічної решітки і більшості властивостей металу. У таблиці Д. І. Менделєєва найбільш типові метали, що порівняно легко віддають електрон, - лужні-знаходяться зліва в I групі, а найбільш типові неметали, що енергійно приєднують електрон для добудови електронної оболонки, - галогени - знаходяться праворуч VII групі. Металевість елементів зростає при переміщенні вліво та вниз таблиці. Поблизу правого верхнього кута знаходяться напівметали: миш'як, селен, германій, сурма, вісмут.

Кожен великий період складається з двох рядів – парного та непарного. Великі періоди починаються з найбільш типових металів; металеві властивості слабшають у напрямі від початку періоду до його кінця. Тому елементи парних рядів мають більш сильно виражені металеві властивості, ніж елементи непарних рядів.

У періодичній системі хімічних елементів метали перебувають у всіх групах, крім нульової. Найбільш типові метали розташовані в головних підгрупах першої та другої груп.

КОЛІРНІ МЕТАЛИ найчастіше мають характерне забарвлення: червоне жовте, біле. Мають велику пластичність, малу твердість, відносно низьку температуру плавлення, для них характерна відсутність поліморфізму. Найбільш типовим металом цієї групи є мідь.

Серед відомих наразі елементів налічується понад 80 металів. У інших групах метали становлять побічні підгрупи. Але найбільш типові метали перебувають у головних підгрупах першої та другої груп, а самий активний метална Землі – францій.

Атоми лужних металівнадзвичайно легко віддають свій єдиний валентний електрон, перетворюючись при цьому на одновалентні. позитивні іони. Здатність приєднувати чужі електрони вони відсутні. Лужні метали є типовими металами. Відмінності властивостях окремих лужних металів залежить від різниці у величині зарядів їх ядер, у числі електронних верств їх атомів і відстані валентних електронів від ядра атома. Найбільш активними із лужних металів є цезій, найменш активним – літій.

У горизонтальному напрямку зі збільшенням порядкового номера елементів за періодом зліва направо відбувається наростання неметалічних властивостей. У вертикальному напрямку зверху вниз підгрупами у s - і - елементів зростають металеві властивості. Зіставляючи закономірності горизонтального та вертикальної змінивластивостей елементів, можна зробити висновок, що лівий нижній кут періодичної системи - область найбільш типових металів, правий верхній кут - область найбільш типових неметалів. Звідси діагональний напрямок – з лівого верхнього кута системи до правого нижнього – пов'язує елементи, що виявляють аналогію властивостей.

В основу поділу оксидів на кислотні та основні (див. гл. II, § 1) були покладені властивості утворених ними гідроксидів. Кислотним та основним оксидам відповідають гідроксиди, що відносяться до класу кислот або основ. Кислоти є гідроксидами неметалів, в той час як основи є гідроксидами металів. Слід зазначити, що розчинність у воді характерна лише оксидів найбільш типових металів і неметалів. Оксиди інших елементів у воді, як правило, нерозчинні. Однак будь-якого солеутворюючого оксиду відповідає гідроксид.

Що є періодичною системою хімічних елементів. Як змінюються властивості елементів у межах: а) періоду, б) ряду, в) групи та г) підгрупи. У чому відмінність великих періодів від малих. Які підгрупи називають головними та які побічними. Які елементи входять до нульової групи. Де розташовані в періодичній системі найбільш типові метали та найбільш типові неметали. Написати формули вищих оксидів елементів, відкриття яких було передбачено Менделєєвим і відкриті ще за його життя. Які елементи називають лантанідами.

Інструкція

Візьміть таблицю Менделєєва, і за допомогою лінійки проведіть лінію, яка починається у клітці з елементом Be (Берилій), а закінчується у клітці з елементом At (Астат).

Ті елементи, які будуть ліворуч від цієї лінії – метали. Причому чим «нижчий і лівіший» знаходиться елемент – тим більше яскраво виражені металеві властивості він має. Легко переконатися, що у таблиці Менделєєва таким металом є (Fr) – найактивніший лужний метал.

Відповідно, ті елементи, які праворуч від лінії, мають властивості . І тут теж діє аналогічне правило: чим «вище і правіше» від лінії знаходиться елемент, тим сильнішим неметалом він є. Таким елементом у таблиці Менделєєва є фтор (F), найсильніший окислювач. Він настільки активний, що хіміки раніше давали йому шанобливе, хоч і неофіційне: «Все розгризає».

Можуть виникнути запитання на кшталт «А як бути з тими елементами, які знаходяться на самій лінії або дуже близько до неї?». Або, наприклад, «Дело і зверху» від лінії знаходяться хром, . Невже це неметали? Адже їх використовують при виробництві сталі як легуючі добавки. Адже відомо, що навіть малі домішки неметалів роблять тендітними». Справа в тому, що елементи, розташовані на самій лінії (наприклад, алюміній, германій, ніобій, сурма), мають двоїстий характер.

А щодо, наприклад, ванадію, хрому, марганцю, то властивості їх сполук залежать від того, який ступінь окислення мають атоми цих елементів. Наприклад, такі їх вищі оксиди, як V2O5, CrO3, Mn2O7, мають яскраво виражені . Саме тому вони і розташовуються начебто «нелогічними» місцями в таблиці Менделєєва. У «чистому» вигляді ці елементи, безумовно, є металами і мають всі властивості металів.

Джерела:

• метали в таблиці Менделєєва

Для школярів вивчення таблиці Менделєєва- страшний сон. Навіть тридцять шість елементів, які зазвичай задають викладачі, обертаються годинами виснажливого зубріння та головним болем. Багато хто навіть не вірить, що вивчити таблицюМенделєєва реально. Але застосування мнемотехніки здатне значно полегшити життя школярам.

Інструкція

Розібратися в теорії та вибрати потрібну техніку Правила, що полегшують запам'ятовування матеріалу, мнемонічними. Головна їхня хитрість - створення асоціативних зв'язків, коли абстрактна інформація упаковується в яскраву картинку, звук або навіть запах. Існує кілька мнемонічних технік. Наприклад, можна написати розповідь з елементів інформації, що запам'ятовується, пошукати співзвучні слова (рубідій - рубильник, цезій - Юлій Цезар), включити просторову уяву або просто зарифмувати елементи періодичної таблиці Менделєєва.

Балада про азотРифмувати елементи періодичної таблиці Менделєєва краще зі змістом, за певними ознаками: за валентністю, наприклад. Так, лужні римуються дуже легко і звучать, як пісенька: "Літій, калій, натрій, рубідій, цезій францій". "Магній, кальцій, цинк та барій - їхня валентність дорівнює парі" - нев'януча класика шкільного фольклору. На ту ж тему: "Натрій, калій, срібло – одновалентне добро" та "Натрій, калій та аргентум – одновалентні". Творчість на відміну від зубріння, якої вистачає максимум на пару днів, стимулює довготривалу пам'ять. А значить, більше про алюміній, віршів про азот та пісень про валентність – і запам'ятовування піде як по маслу.

Кислотний триллерДля полегшення запам'ятовування вигадується, в якій елементи таблиці Менделєєва перетворюються на героїв, деталі пейзажу або сюжетні елементи. Ось, наприклад, усім відомий текст: «Азіат (Азот) став лити (Літій) воду (Водень)у сосновий Бор (Бор) Але Не він (Неон) нам був потрібен, а Магнолія (Магній)». Його можна доповнити історією про ферарі (залізо - ферум), в якій їхав секретний агент "Хлор нуль сімнадцять" (17 - порядковий номерхлору), щоб упіймати маніяка Арсенія (миш'як - арсенікум), у якого було 33 зуби (33 - порядковий номер миш'яку), але щось кисле потрапило йому в рот (кисень), це було вісім отруєних куль (8 - порядковий номер кисню). )... Продовжувати можна до нескінченності. До речі, роман, написаний за мотивами таблиці Менделєєва, можна влаштувати вчительці літератури як експериментальний текст. Їй, напевно, сподобається.

Побудувати палац пам'ятіЦе одна з назв досить ефективної технікизапам'ятовування, коли вмикається просторове мислення. Секрет її в тому, що всі ми можемо легко описати свою кімнату або шлях від будинку до магазину, школи, . Для того, послідовність елементів потрібно розмістити їх дорогою (або в кімнаті), причому уявити кожен елемент дуже ясно, зримо, відчутно. Ось - худорлявий блондин з витягнутим обличчям. Робітник, який кладе плитку - кремній. Група аристократів у дорогій машині – інертні гази. І, звісно, ​​повітряних кульок – гелій.

Зверніть увагу

Не потрібно примушувати себе запам'ятовувати інформацію на картках. Найкраще зв'язати кожен елемент з якимось яскравим чином. Кремній – з Кремнієвою долиною. Літій - з літієвими батарейками мобільному телефоні. Варіантів може бути безліч. Але комбінація візуального образу, механічного запам'ятовування, тактильного відчуттявід шорсткої або, навпаки, гладкої глянсової картки, допоможе легко підняти найдрібніші деталі з надр пам'яті.

Корисна порада

Можна намалювати такі ж картки з інформацією про елементи, як були свого часу Менделєєва, але тільки доповнити їх сучасною інформацією: кількістю електронів на зовнішньому рівні, наприклад. Все, що потрібно, це розкладати перед сном.

Джерела:

• Мнемонічні правилаз хімії
• Як запам'ятати таблицю Менделєєва

Проблема визначення далеко не пуста. Навряд чи буде приємно, якщо в ювелірному магазині замість дорогої золотої штучки вам захочуть підсунути відверту підробку. А хіба не становить інтересу, з якого металузроблено автомобільну деталь, що вийшла з ладу, або знайдений предмет старовини?

Інструкція

Ось, наприклад, як визначається наявність міді у металі. Нанесіть на очищену поверхню металукраплю (1:1) азотної кислоти. Внаслідок реакції почне виділятися газ. Через кілька секунд промокніть крапельку фільтрувальним папером, після чого потримайте її над де знаходиться концентрований розчин аміаку. Мідь прореагує, пофарбувавши пляму у темно-блакитний колір.

А ось як відрізнити бронзу від латуні. Шматок металевої стружки або тирси помістіть у мензурку з 10 мл розчину (1:1) азотної кислоти та накрийте її склом. Трохи зачекайте, щоб повністю розчинився і потім нагрівайте отриману рідину майже до кипіння протягом 10-12 хвилин. Про бронзу нагадає білий осад, а мензурка з латунню залишиться.

Нікель можна визначити майже таким же способом, як і мідь. Краплю розчину азотної кислоти (1:1) нанесіть на поверхню металута зачекайте 10-15 секунд. Промокніть краплю фільтрувальним папером і потримайте її над парами концентрованого аміаку. На утворене темно- плямакапніть 1% розчином диметилгліоксину на спирту.

Нікель "просигналізує" вам характерним червоним кольором. Свинець можна визначити за допомогою кристаликів хромової кислоти та нанесеної на нього крапельки охолодженої оцтової кислотиі за хвилину - краплі води. Якщо ви побачите жовтий осад, знайте, що це хромат свинцю.

Відлийте в окрему ємність трохи досліджуваної рідини і крапніть трохи розчину ляпісу. При цьому миттєво випаде «творожистий» білий осад нерозчинного хлориду срібла. Тобто хлорид-іон у складі молекули речовини точно є. Але, можливо, це все-таки не , а розчин якоїсь солі, що містить хлор? Наприклад, хлориду натрію?

Згадайте ще одну властивість кислот. Сильні кислоти(а до них, безумовно, відноситься і соляна) можуть витісняти слабкі кислотиз них. Помістіть в колбу або лабораторну склянку трохи порошку соди - Na2CO3 і потихеньку приливайте рідину, що досліджується. Якщо відразу ж пролунає шипіння і порошок буквально «закипить» – жодних сумнівів уже не залишиться – це соляна кислота.

Кожному елементу в таблиці надано певний порядковий номер (H - 1, Li - 2, Be - 3 і т.д.). Цей номер відповідає ядру (кількості протонів в ядрі) і електронам, що обертаються навколо ядра. Число протонів, таким чином, дорівнює числу електронів, і це говорить про те, що в звичайних умовахатом електрично.

Поділ на сім періодів відбувається за кількістю енергетичних рівніватома. Атоми першого періоду мають однорівневу електронну оболонку, другого – дворівневу, третього – трирівневу тощо. При заповненні нового енергетичного рівня починається новий період.

Перші елементи будь-якого періоду характеризуються атомами, що мають по одному електрону на зовнішньому рівні - це атоми лужних металів. Закінчуються періоди атомами благородних газів, що мають повністю заповнений електронами зовнішній енергетичний рівень: у першому періоді інертні гази мають 2 електрони, у наступних - 8. Саме через схожу будову електронних оболонокгрупи елементів мають подібні фізико-.

У таблиці Д.І. Менделєєва є 8 головних підгруп. Така їх кількість обумовлена ​​максимально можливим числомелектронів на енергетичному рівні

Внизу періодичної системи виділено лантаноїди та актиноїди як самостійні ряди.

З допомогою таблиці Д.І. Менделєєва можна поспостерігати за періодичністю наступних властивостей елементів: радіуса атома, об'єму атома; потенціалу іонізації; сили спорідненості з електроном; електронегативності атома; ; фізичних властивостей потенційних сполук.

p align="justify"> Чітко простежувана періодичність розташування елементів у таблиці Д.І. Менделєєва раціонально пояснюється послідовним характером заповнення електронами енергетичних рівнів.

Джерела:

• таблиця Менделєєва

Періодичний закон, що є основою сучасної хіміїі пояснював закономірності зміни властивостей хімічних елементів, було відкрито Д.І. Менделєєвим у 1869 році. Фізичний зміст цього закону розкривається щодо складної будовиатома.

У XIX столітті вважалося, що атомна маса є головною характеристикоюелемента, для класифікації речовин використовували саме її. Зараз атоми визначають та ідентифікують за величиною заряду їх ядра (числу та порядковому номеру в таблиці Менделєєва). Втім, атомна маса елементів за деякими винятками (наприклад, атомна маса менша атомної масиаргону) збільшується пропорційно їх заряду ядра.

У разі збільшення атомної маси спостерігається періодичне зміна властивостей елементів та його сполук. Це металевість і неметалічність атомів, атомний радіус, потенціал іонізації, спорідненість до електрона, електронегативність, ступеня окислення, сполук (температури кипіння, плавлення, щільність), їх основність, амфотерність або кислотність.

Скільки елементів у сучасній таблиці Менделєєва

Таблиця Менделєєва графічно висловлює відкритий їм закон. У сучасній періодичній системі міститься 112 хімічних елементів (останні – Мейтнерій, Дармштадтій, Рентген та Коперницький). За останніми даними, відкриті і наступні 8 елементів (до 120 включно), але не всі з них отримали свої назви, і ці елементи поки що мало в яких друкованих виданняхприсутні.

Кожен елемент займає певну клітину в періодичній системі та має свій порядковий номер, який відповідає заряду ядра його атома.

Як побудовано періодичну систему

Структура періодичної системи представлена ​​сімома періодами, десятьма рядами та вісьмома групами. Кожен період починається лужним металом та закінчується благородним газом. Винятки становлять перший період, що починається воднем, та сьомий незавершений період.

Періоди поділяються на малі та великі. Малі періоди (перший, другий, третій) складаються з одного горизонтального ряду, великі (четвертий, п'ятий, шостий) – із двох горизонтальних рядів. Верхні ряди великих періодах називаються парними, нижні – непарними.

У шостому періоді після таблиці (порядковий номер 57) знаходяться 14 елементів, схожих за властивостями на лантан, - лантаноїдів. Вони винесені до нижньої частини таблиці окремим рядком. Те ж саме відноситься і до актиноїдів, розташованих після актинія (з номером 89) і багато в чому повторює його властивості.

Парні ряди високих періодів (4, 6, 8, 10) заповнені лише металами.

Елементи у групах виявляють однакову вищу в оксидах та інших сполуках, і ця валентність відповідає номеру групи. Головні містять елементи малих і великих періодів, – лише великих. Зверху донизу посилюються, неметалеві – слабшають. Усі атоми побічних підгруп – метали.

Таблиця періодичних хімічних елементів стала одним із найважливіших подійв історії науки і принесла своєму творцю, російському вченому Дмитру Менделєєву, світову славу. Ця неординарна людина зуміла об'єднати в єдину концепцію всі хімічні елементи, але як йому вдалося відкрити свою знамениту таблицю?

У природі існує дуже багато послідовностей, що повторюються:

• пори року;
• час доби;
• дні тижня…

У середині 19 століття Д.І.Менделєєв зауважив, що хімічні властивості елементів також мають певну послідовність(Кажуть, що ця ідея прийшла йому уві сні). Підсумком чудових сновидінь вченого стала Періодична таблиця хімічних елементів, у якій Д.І. Менделєєв побудував хімічні елементи зростання атомної маси. У сучасної таблиціхімічні елементи побудовані за зростанням атомного номера елемента (кількість протонів в ядрі атома).

Атомний номер зображений над символом хімічного елемента, під символом – його атомна маса (сума протонів та нейтронів). Зверніть увагу, що атомна маса деяких елементів є нецілим числом! Пам'ятайте про ізотопи!Атомна маса - це середньозважене від усіх ізотопів елемента, що зустрічаються в природі у природних умовах.

Під таблицею розташовані лантаноїди та актиноїди.

Метали, неметали, металоїди

Розташовані в Періодичній таблиці ліворуч від ступінчастої діагональної лінії, яка починається з Бору (В) і закінчується полонієм (Po) (виняток становлять германій (Ge) та сурма (Sb). Неважко помітити, що метали займають велику частинуПеріодична таблиця. Основні властивостіметалів: тверді (крім ртуті); блищать; хороші електро- та теплопровідники; пластичні; кування; легко віддають електрони.

Елементи, розташовані праворуч від ступінчастої діагоналі B-Po, називаються неметалами. Властивості неметалів прямо протилежні властивостям металів: погані провідники тепла та електрики; крихкі; нековкі; непластичні; зазвичай приймають електрони.

Металоїди

Між металами та неметалами знаходяться напівметали(Металоїди). Їх характерні властивості як металів, і неметалів. Основне застосування в промисловості напівметали знайшли у виробництві напівпровідників, без яких немислима жодна сучасна мікросхема чи мікропроцесор.

Періоди та групи

Як уже говорилося вище, періодична таблиця складається із семи періодів. У кожному періоді атомні номериелементів збільшуються зліва направо.

Властивості елементів у періодах змінюються послідовно: так натрій (Na) і магній (Mg), що знаходяться на початку третього періоду, віддають електрони (Na віддає один електрон: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ; Mg віддає два електрони: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). А ось хлор (Cl), розташований в кінці періоду, приймає один елемент: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

У групах, навпаки, всі елементи мають однаковими властивостями. Наприклад, групи IA(1) всі елементи, починаючи з літію (Li) і до францієм (Fr), віддають один електрон. А всі елементи групи VIIA(17) приймають один елемент.

Деякі групи є настільки важливими, що отримали особливі назви. Ці групи розглянуті нижче.

Група IA(1). Атоми елементів цієї групи мають у зовнішньому електронному шарі лише по одному електрону, тому легко віддають один електрон.

Найбільш важливі лужні метали - натрій (Na) та калій (K), оскільки грають важливу рольу процесі життєдіяльності людини і входять до складу солей.

Електронні конфігурації:

• Li- 1s 2 2s 1;
• Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Група IIA(2). Атоми елементів цієї групи мають у зовнішньому електронному шарі по два електрони, які також віддають під час хімічних реакцій. Найбільш важливий елемент- Кальцій (Ca) - основа кісток і зубів.

Електронні конфігурації:

• Be- 1s 2 2s 2;
• Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Група VIIA(17). Атоми елементів цієї групи зазвичай одержують за одним електроном, т.к. на зовнішньому електронному шарі знаходиться по п'ять елементів і до "повного комплекту" не вистачає одного електрона.

Найбільш відомі елементицієї групи: хлор (Cl) - входить до складу солі та хлорного вапна; Йод (I) - елемент, що грає важливу роль у діяльності щитовидної залози людини.

Електронна конфігурація:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5;
• Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
• Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Група VIII (18).Атоми елементів цієї групи мають повністю укомплектований зовнішній електронний шар. Тому їм "не треба" приймати електрони. І віддавати їх вони "не хочуть". Звідси - елементи цієї групи дуже "неохоче" вступають у хімічні реакції. Довгий часвважалося, що вони взагалі не вступають у реакції (звідси і назва "інертний", тобто "бездіяльний"). Але хімік Нейл Барлетт відкрив, що деякі з цих газів при певних умоввсе ж таки можуть вступати в реакції з іншими елементами.

Електронні конфігурації:

• Ne- 1s 2 2s 2 2p 6;
• Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6;
• Kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Валентні елементи у групах

Неважко помітити, що всередині кожної групи елементи схожі один на одного своїми валентними електронами(Електрони s і p-орбіталей, розташованих на зовнішньому енергетичному рівні).

У лужних металів - по 1 валентному електрону:

• Li- 1s 2 2s 1;
• Na- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1;
• K- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

У лужноземельних металів- по 2 валентні електрони:

• Be- 1s 2 2s 2;
• Mg- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2;
• Ca- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

У галогенів - по 7 валентних електронів:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5;
• Cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
• Br- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

У інертних газів - по 8 валентних електронів:

• Ne- 1s 2 2s 2 2p 6;
• Ar- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6;
• Kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Додаткову інформацію див. у статті Валентність та Таблиці електронних конфігурацій атомів хімічних елементів за періодами.

Звернемо тепер свою увагу на елементи, розташовані в групах із символами У. Вони розташовані в центрі періодичної таблиці та називаються перехідними металами.

Відмінною особливістю цих елементів є присутність в атомах електронів, що заповнюють d-орбіталі:

1. Sc- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1;
2. Ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Окремо від основної таблиці розташовані лантаноїдиі актиноїди- це, так звані, внутрішні перехідні метали. В атомах цих елементів електрони заповнюють f-орбіталі:

1. Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
2. Th- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

Природа має якусь циклічність і повторюваність у проявах. На це звертали увагу і давньогрецькі вчені, коли намагалися розкласти природу речей на складові: геометричні фігуриі навіть атоми. На ознаки повторюваності звертають увагу й науковці сучасності. Наприклад, Карл Лінней на основі фенотипової подібності зміг побудувати систему живих істот.

Довгий час хімія як наука залишалася без системи, яка могла б упорядкувати безліч відкритих речовин. Знання давніх алхіміків дали найбагатший матеріал для побудови такої системи. Багато вчених робили спроби побудувати гармонійну схему, але всі спроби виявилися марними. Так було до 1869 року, коли великий російський хімік Дмитро Іванович Менделєєв представив світу своє дітище – періодичну таблицю хімічних елементів. Кажуть, що таблиця наснилася вченому. Уві сні він побачив, як таблиця вишикувалася у вигляді змії і обвилася навколо його ніг. Достовірність цього факту є сумнівною, але як би там не було, це був справжній прорив у науці.

Менделєєв розташував елементи у міру зростання їхньої атомної маси. Цей принцип актуальний і зараз, щоправда, нині в основі лежить кількість протонів та нейтронів у ядрі.

Метали та їх відмінні властивості

Усі хімічні елементи можна досить умовно поділити на метали та неметали. Що їх відрізняє друг від друга? Як відрізнити метал від неметалу?

Зі 118 відкритих речовин 94 відносять до групи металів. Група представлена ​​різноманітними підгрупами:

Які ознаки є спільними всім металів?

1. Усі метали при кімнатній температурівиявляють твердими речовинами. Це справедливо для всіх елементів, крім ртуті, яка тверда до мінус 39 градусів за Цельсієм. У кімнатних умовах ртуть – це рідина.
2. Більшість елементів цієї групи мають досить високу температуру плавлення. Наприклад, Вольфрам плавиться за температури 3410 градусів Цельсія. Тому його використовують для виготовлення нитки в лампах розжарювання.
3. Усі метали пластичні. Це виявляється в тому, що кристалічна решіткаметалу дозволяє атомам зміщуватися. В результаті метали можуть гнутися без фізичної деформації, що піддаються куванню. Особливу пластичність мають мідь, золото і срібло. Саме тому історично вони були першими металами, які обробляла людина. Далі він навчився обробляти залізо.
4. Всі метали дуже добре проводять електрику, що знову ж таки пов'язано з будовою металевої кристалічної решітки, що має рухливі електрони. До того ж, ці елементи дуже легко проводять тепло.
5. Ну і, нарешті, всі метали мають характерний, ні з чим не порівняти металевий блиск. Колір найчастіше сірий з блакитним відливом. Au, Cu або Cs мають жовтий та червоний відтінки.

Не пропустіть: механізм освіти, конкретні приклади.

Неметали

Усі неметали розташовані у правому верхньому куткуперіодичної таблиці по діагоналі, яку можна провести від водню до астату та радону. До речі, водень за певних умов також може виявляти металеві властивості.

Основна відмінність від металів полягає у будові кристалічних ґрат. Якщо у металів кристалічні грати металеві, то у неметалів вони можуть бути атомними або молекулярними. Молекулярними ґратами мають деякі гази - кисень, хлор, сірка, азот. Речовини з атомними гратамимають твердий агрегатний стан відносно високу температуру плавлення.

Фізичні властивостінеметалів досить різноманітні, неметали можуть бути твердими (йод, вуглець, сірка, фосфор), рідкими (тільки бром), газоподібними (фтор, хлор, азот, кисень, водень) речовинами з абсолютно різноманітним кольором. Агрегатний станможе змінюватись під дією температури.

З хімічної точки зору, неметали можуть виступати в ролі окислювачів та відновників. Неметали можуть взаємодіяти між собою та з металами. Кисень, наприклад, з усіма речовинами виступає у ролі окислювача, тоді як із фтором виступає у ролі відновника.

Алотропія

Ще одне дивовижна властивістьнеметалів полягає в явищі, яке назвали алотропією - видозміна речовин, що призводить до різних алотропним модифікаціямодного й того ж хімічного елемента. З грецької можна перекласти слово "аллотропія"як "інша властивість". Так воно і є.

Розглянемо докладніше з прикладу списку деяких простих речовин:

Модифікації мають інші речовини- Сірка, селен, бор, миш'як, бір, кремній, сурма. При різних температурахбагато металів також мають ці властивості.

Звичайно, розподіл усіх простих речовин на групи металів та неметалів досить умовний. Цей поділ полегшує розуміння властивостей хімічних речовинстворює ілюзію їх поділу на відокремлені речовини. Як і все у світі, цей поділ відносний і залежить від зовнішніх факторів довкілля- Тиску, температури, світла і т.д.