ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева на основе учения о строении атомов из "Химия" Свойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов этих элементов. [c.58] Так теория строения атомов позволила уточнить формулировку периодического закона и более глубоко раскрыть его сущность. [c.58] Определение закономерностей размещения электронов по энергетическим уровням дало возможность выяснить сущность явления периодичности с возрастанием заряда ядра атомов периодически повторяются сходные свойства элементов, атомы которых имеют одинаковое число валентных электронов. [c.58] До создания современной теории строения атомов нельзя было объяснить и другие закономерности, проявляющиеся в периодическом законе и периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Так, например, непонятно было, почему число элементов в периодах возрастает согласно ряду чисел 2—8—18—32, т. е. почему в 1-м периоде только два элемента, во 2-м и 3-м — по восьми, в 4-м и 5-м — по восемнадцати, а в 6-м — тридцать два. Нельзя было объяснить и сущность отличительных свойств элементов главных и побочных подгрупп. Ответ на эти вопросы был получен только после выяснения состояния электронов в атомах, которые с учетом характера их движения и энергии делятся на s-, p-, d- и /-электроны. [c.58] Основные сведения о s-, р- и -электронах и s-, р- и ii-элементах даны в курсе неорганической химии (I, с. 119). [c.58] На 5-орбитали может находиться не более двух электронов (если там находятся два элеетрона, то их спины противоположны), поэтому в 1-м перноде имеется всего два элемента — водород и гелий. [c.59] В соответствии с известной вам формулой УУ=2п всего на втором энергетическом уровне может поместиться восемь электронов, два из которых являются 5-электронами, а шесть —р-электронами. Этим и объясняется, почему во 2-м периоде может быть восемь элементов. [c.59] Элементом неоном Ые заканчивается 2-й период и заканчивается заполнение электронами второго энергетического уровня. [c.59] Заполнение третьего энергетического уровня, начиная с одиннадцатого элемента — натрия Ыа до восемнадцатого элемента — аргона Аг, протекает аналогично заполнению электронами второго энергетического уровня. Девятнадцатый же электрон у элемента калия К и двадцатый электрон у элемента кальция Са помещаются на четвертом энергетическом уровне, хотя третий энергетический уровень электронами еще не заполнен. Далее, у следующих по порядку десяти элементов, начиная от двадцать первого элемента — скандия 5с до тридцатого элемента — цинка 2п, следующие по порядку электроны помещаются на третьем энергетическом уровне. Этим завершается его заполнение до восемнадцати электронов. [c.60] Такое явление называют перескоком или провалом электрона. Оно наблюдается и у атомов некоторых других элементов. [c.62] Следовательно, на одном и том же энергетическом уровне могут находиться 5-, р- и -электроны. Но хотя они и находятся на одном уровне, их энергии связи с ядром несколько отличаются. Поэтому энергетические уровни подразделяются на подуровни. На первом энергетическом уровне имеется только один -подуровень. В этом случае понятия энергетический уровень и подуровень совпадают. [c.62] На втором энергетическом уровне имеются 5- и /9-подуровни, а на третьем — 5-, р- и -подуровни. Здесь наблюдается такая закономерность число энергетических подуровней соответствует номеру энергетического уровня. Действительно, на четвертом энергетическом уровне, кроме 5-, р- и -электронов, находятся также электроны, образующие в своем движении электронные облака еще более сложной формы, чем -электронные облака. Эти электроны названы [-электронами. Их электронные облака могут располагаться в пространстве по семи различным направлениям. А так как электроны отличаются спинами, то всего может быть четырнадцать /-электронов. С учетом этого на четвертом энергетическом уровне может разместиться два -электрона, шесть р-электронов, десять -электронов и четырнадцать /-электронов, т. е. всего тридцать два электрона. [c.63] Разумеется, пользуясь такими сокращенными записями, всегда необходимо четко представлять, что в этих схемах означает многоточие. [c.63] У атомов элементов 6-го периода цезия Сз и бария Ва пятьдесят пятый и пятьдесят щестой электроны помещаются на шестом энергетическом уровне по бя-орбиталям. [c.64] В атомах элемента лантана La (порядковый номер 57) пятьдесят седьмой электрон помещается на 5 -орбитали. [c.64] Начиная с элемента церия Се (порядковый номер 58) до элемента лютеция Ьи (порядковый номер 71) идущие по порядку электроны в атомах этих элементов размещаются на четвертом энергетическом уровне по /-подуровням. Так как у этих элементов происходит заполнение электронами глубинного 4/-подуровня (третьего снаружи), а строение наружного электронного уровня остается неизменным, то эти элементы, называемые лантаноидами, обладают близкими химическими свойствами. [c.64] В атомах элементов от гафния Н (порядковый номер 72) до ртути Нд (порядковый номер 80) продолжается заполнение пятого энергетического уровня (5 -подуровня), после чего у элементов от таллия Т1 (порядковый номер 81) до радона Кп (порядковый номер 86) электроны заполняют шестой р-подуровень. Элементом радоном Нп заканчивается 6-й период. В нем —тридцать два элемента. [c.64] Заполнение 7-го незавершенного периода аналогично 6-му. [c.64] Теперь, когда мы ознакомились с закономерностями расположения электронов по энергетическим уровням, полнее выявляется связь периодического закона и периодической системы химических элементов с теорией строения атомов. [c.64] Оказывается, число элементов в периодах (2—8—18—32) соответствует максимально возможному числу электронов на соответствующих энергетических уровнях на первом —два, на втором — восемь, на третьем — восемнадцать, а на четвертом — тридцать два электрона. [c.64] Вернуться к основной статье