Заняття 1 хімія

Будова атома і періодичний закон

Розміри і маси атомів і молекул. Сучасні уявлення про будову атома. Субатомні частинки. Ізотопи. Характеристика стану електрона в атомі. Квантові числа. Атомні орбіталі. Принципи заповнення атомних орбіталей. Електронні конфігурації атомів і іонів. Основні властивості атомів (енергія іонізації, спорідненість до електрону, електронегативність).

Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Формулювання Періодичного закону, значення закону в розвитку природничих наук. Зв'язок періодично змінюються властивостей з електронною структурою атомів.

Структура періодичної системи. Характеристика елементів і їх з'єднань (прості речовини, оксиди, гідроксиди, водневі з'єднання) за матеріальним становищем елемента в періодичній системі.

Питання і вправи

Чим відрізняються орбіталі 2р-підрівні від орбіталей 3р-підрівні?

Чим відрізняються один від одного три орбіталі 4р-підрівня?

Який підрівень останнім заповнюється електронами в атомі елемента з порядковим номером 88?

Розрахуйте максимальну кількість електронів, які можуть перебувати в атомі в електронному шарі з головним квантовим числом 4.

Напишіть повні електронні конфігурації атомів елементів з порядковими номерами 6, 9, 18, 24; 31.

У яких з зазначених частинок однакове число електронів: Na +. Mg 2+. Р 3. F -?

Атом має 36 протонів в ядрі. Скільки заповнених орбіталей є в його електронній оболонці?

Атом якого елемента четвертого періоду містить максимальну кількість неспарених електронів?

Розмістіть наступні елементи в порядку збільшення їх атомних радіусів: кисень, кремній, магній, вуглець.

Наведіть приклади s-, p-, d-, f-елементів.

Який фізичний зміст порядкового номера, номера періоду і номера групи?

Чим пояснюється хімічна пасивність благородних газів?

Розмістіть наступні елементи в порядку збільшення їх металевою активності: алюміній, калій, кальцій, магній, цезій.

Складіть молекулярні формули вищих оксидів і гідроксидів елементів з порядковими номерами: 16, 17, 31, 37, 50. Вкажіть їх кислотно-основний характер.

Складіть формули водневих з'єднань елементів з порядковими номерами: 19, 20, 32-35.

Періодичний закон і періодична система

Сучасна формулювання закону: властивості хімічних елементів, а також форми і властивості з'єднань елементів знаходяться в періодичній залежності від заряду ядер їх атомів.

Періодичність - це повторюваність подібності хімічних і деяких фізичних властивостей у простих речовин та їхніх сполук при зміні порядкового номера елемента, а також поява у ряду властивостей, як функцій порядкового номера, максимумів і мінімумів. Причиною періодичної зміни властивостей елементів є періодичність (певна повторюваність) в заповненні електрон-них рівнів (оболонок).

Значення закону: один з фундаментальних законів природи; закон дозволив прогнозувати властивості елементів і їх з'єднань; закон довів пізнаваність світу.

На відміну від інших фундаментальних законів періодичний закон не може бути виражений у вигляді математичного рівняння. Найбільш зручний для зображення періодичного закону графічний спосіб, зокрема табличний.

Періодична система елементів - це строго впорядковану низку хімічних елементів, їх природна класифікація, що є графічним виразом періодичного закону хімічних елементів.

Фізичний сенс порядкового номера: поряд-ковий номер елемента дорівнює заряду ядер його атомів.

Період - горизонтальна послідовність елементів, починаючи-ющаяся з лужного елемента і закінчується благородним газом. В атомах елементів одного періоду йде заповнення однакового числа електронних рівнів. Номер періоду дорівнює числу енергетич-ких рівнів в атомі. Причина різної довжини періодів полягає у відмінності в послідовності заповнення енергетичних рівнів (зовнішніх і предвнешнего).

Група елементів - вертикальна сукупність елементів, обла-дають однотипної електронної конфігурацією і подібними хімічес-кими властивостями. Номер групи дорівнює числу валентних електронів і максимально можливій мірі окислення елементі в його з'єднань-пах.

Періодично змінюються не тільки властивості елементів, а й властивості утворених ними простих і складних речовин. Властивості оксидів в періодах зліва направо змінюються від основних до амфотерним і далі кислотним. Відповідно змінюються властивості гідроксидів елементів: від підстав до амфотерним гідроксиду і далі кислотам.

Варіанти періодичної системи

а) длінноперіодних (більш наочний, але менш компактний):

вся сукупність елементів розпадається на секції s-, p-, d- і f-елементів; s-елементи об'єднані в 2 групи, p-елементи - 6 груп, d-елементи - 10 груп, f-елементи - 14 груп. В межах груп дотримується подобу елементів;

б) короткопериодной. f-елементи виносяться в окрему підтаблицю; d-елементи поєднуються з s- і p-елементами внесенням в групи з тим же числом зовнішніх електронів; в кожному періоді, починаючи з четвертого, з'являються два ряди; групи елементів «роздвоюються», в результаті чого з'являється поняття підгрупа; подобу між елементами різних підгруп однієї групи дуже поверхнево.

БУДОВА АТОМА І ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА

Елементи одного періоду мають однаковий електронний остов, з такою ж конфігурацією як у благородного газу, завершального попередній період.

Елементи однієї і тієї ж групи мають однакову зовнішню електронну конфігурацію.

Все s-елементи (за винятком водню і гелію), а також d- і f-елементи належать до металів.

Водень і гелій відносяться до неметалів. Всі інші Немі-Таллі належать до р-елементів.

При переміщенні зліва направо вздовж періоду металеві властивості елементів послаблюються, а при переміщенні зверху вниз уздовж групи металеві властивості елементів посилюються.

7. Фізичні властивості елементів (Ткип .. Тплавл. Щільність) при переміщенні зліва направо вздовж періоду спочатку зростають, а потім, після досягнення максимуму в середній частині періоду, умень-шаются.

Атомні і іонні радіуси елементів при переміщенні зліва направо вздовж періоду зменшуються, а при переміщенні зверху вниз уздовж групи - зростають.

Перша енергія іонізації елементів при переміщень зліва направо вздовж періоду збільшується, а при переміщенні зверху вниз уздовж групи зменшується.

Електронегативність елементів в межах кожного періоду зростає, досягаючи максимуму у галогенів, а при переміщенні зверху вниз по групі зменшується Найбільш електропозитивні, а, отже, найбільш реакційноздатні (активні) метали розташовуються в лівому нижньому кутку періодичної таблиці Найбільш електронегативні елементи розташовуються в правому верхньому куті періодичної таблиці.

S-елементи, як правило, виявляють валентності, Совпа-дають з номером їх групи.

14. Р-елементи мають головні валентності, рівні номеру їх групи, а також рівні різниці між числом 8 і номером їх групи.

d-елементи виявляють багато різних валентностей і сте-пені окислення.

Відновні властивості елементів при переміщенні зверху вниз уздовж групи слабшають.

17. Іонний характер оксидів при переміщенні зліва направо вздовж періоду зменшується, а ковалентний характер збільшується.