Вопрос № 1

Периодический закон Д. И. Менделеева, его формулировки. Периодическая система Менделеева. Порядковый

номер элемента. Закон Мозли. Как изменяются химические свойства элементов по периоду и по группе? Что является мерой

металлических свойств?

Периодический закон Д. И. Менделеева, его формулировки

Днем открытия периодического закона считается 1 марта 1869г. Тогда было известно 63 элемента. В настоящее время синтезирован 114 элемент.

В основу классификации химических элементов Менделеев положил атомную массу элементов, а также их химические и физические  свойства.

Располагая  элементы по мере увеличения их атомной массы с учетом физических и химических свойств элементов Менделеев заметил, что свойства

элементов периодические повторяется.

Менделеевская формулировка.

 Свойства простых тел, а также формы и свойства из соединений находится в периодической зависимости от их атомарно весов (масс). 

Таким образом, изменение свойств химических элементов по мере возрастания их атомной массы не свершает непрерывно в одном

и том же направлении, а имеет периодический характер.

Через определенное число элементов происходит как бы возврат назад, к исходным свойствам, после чего в известной мере вновь

повторяются свойства предыдущих элементов в той же последовательности, но с некоторыми качественными и количественными различиями.

Периодическая система Менделеева.

Система  является графическим выражением периодическая закона состоит из 7 периодов и 8  подгрупп.

Период - горизонтальный ряд элементов, расположенных по мере увеличения атомной  массы. Номер

периода показывает число энергетических уровней.

  Слева направо по периоду свойства элементов изменяются от металлических через амфотерные к

неметаллическим.

№1/

₁₁Na,  Mg,       Al ,         Si, P, S , ₁₇Cl, ₁₈Ar

Группа – вертикальный ряд элементов, расположенный по мере увеличения их атомной массы.

Номер группы называется на число электронов на наружном уровне, поэтому номер группы

обозначает высшую положительную степень окисления (валентность). 

По химическим свойствам группы делаются на подгруппы: главную (А) и побочную (В)

Главные  подгруппы начинаются во втором периоде, а побочные в четвертом

Главных (А) – 8

I-е  побочные (В) - 10

II-е побочные – 2

  лантаноиды и актиноиды

Период начинается со щелочного металла и заканчивается благородным газом.

В побочных подгруппах находятся металлы.

В главной подгруппе сверху вниз свойства элементов изменяются от неметаллических через

амфотерные  к металлическим.

Порядковый номер элемента.

Уже из опытов Резерфорда следовало, что заряд ядра численно равен порядковом номеру элемента в периодической системе.

Это было подтверждено Г. Мозли, установившем в 1913 г. простую связь между длинами волн определённых линий

рентгеновского спектра и его порядковым номером, и Д. Чедвиком, с большой точнотью определившим в 1920 г. заряды

атомных ядер ряда элементов по рассеиванию - частиц.

Был установлен физический смысл порядкового номера элемента в периодической системе: порядковый номер оказался

важнейшей константой элемента, выражающей положительный заряд ядра его атома. Из электро-нейтральности атома

следует, что и число вращающихся вокруг ядра электронов равно порядковому номеру элемента.

Это открытие дало новое обоснование расположению элементов в периодической системе. Вместе с тем оно устраняло и

кажущиеся противоречия в системе Менделеева – положение некоторых элементов с большей атомной массой впереди

элементов с меньшей атомной массой (теллур и иод, аргон и калий, кобальт и никель). Оказалось, что противоречия здесь

нет, так как место элемента в системе определяется зарядом атомного ядра. Было экспериментально установлено, что заряд

атома теллура равен 52, а атома иода – 53, поэтому теллур, несмотря на большую атомную массу, должен стоять до иода.

 Итак, заряд атомного ядра является той основной величиной, от которой зависят свойства элемента и его положение в

периодической системе. Поэтому периодический закон Менделеева в настоящее время можно сформулировать следующим образам:

Современная формулировка:

   Свойства элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости

от заряда ядра атомов элементов.

Закон Мозли.

В 1913 Мозли работая в лаборатории Резерфорда, изучал рентгеновские спектры некоторых элементов(37 элементов). Он

установил, простую связь между длиной волны рентгеновского спектра  и порядковым номером элемента, оказалось,  что

длина волны  равномерно уменьшается с увеличением   порядковый номера  элемента и сформулировал закон Мозгли.

a, b-const. ; z-порядковый номер.

Корень квадратный из величины обратной величине длины волны или из частоты колебаний определенных  линией рентгеновског

о спектра  есть линейная функция порядкового номера элемента.

Физический смысл порядкового номера элемента: После открытия Мозли стало ясно, что порядковый номер (z) указывает

на положительный заряд ядра, а поскольку атом нейтральный, то и на число электронов.   He:  z=2

 Открытие Мозли дало возможность определить место элемента, относительно значения заряда ядра и дать новую формулировку

периодическому закону.

Современная формулировка  периодического закона:

свойства элементов, а также свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома,

который совпадает с порядковым номером элемента.

Как изменяются химические свойства элементов по периоду

и по группе?

Как известно элементы имеют свойства металлов, неметаллов или амфотерные.

У металлов на наружном энергетическом уровне имеется от 1 до 3 электронов.

Атомы металлов легко отдают электроны и являются хорошими восстановителями, с количественной стороны способность к отдаче

электрона характеризуется энергией ионизации. Измеряется в кДж/моль или эВ/моль, то напряжение электрического поля, которое

расположено для отрыва электрона от атома называется потенциальном ионизации.

Энергия ионизации выраженная в электрон-вольтах равна потенциалу ионизации, выраженных в вольтах. 

                                                                                           №1/3

Что является мерой металлических свойств?

Энергия ионизации – это мера металичности. Чем меньше энергия ионизации тем больше металличность.

Энергия ионизации зависит от заряда ядра атома и радиуса атома.

Чем больше заряд ядра и меньше радиус, тем больше и энергия ионизации.

По периоду слева направо заряд ядра растет, радиус уменьшается, значит увеличивается энергия ионизации.

 Сверху вниз по группе радиус увеличивается, поэтому энергия ионизации уменьшается.