กฎเป็นระยะของเมนเดเลเยฟ โครงสร้างทางประวัติศาสตร์และสมัยใหม่ ความหมายทางกายภาพของหมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบ ปรากฏการณ์ของคาบและโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม กฎเป็นระยะของ D. I. Mendeleev ความสัมพันธ์ของธาตุ ความหมายทางกายภาพคืออะไร

จากบทเรียนเคมีครั้งแรกของคุณ คุณใช้ตารางของ D.I. Mendeleev มันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่ประกอบเป็นสารของโลกรอบตัวเรานั้นเชื่อมโยงถึงกันและเป็นไปตามกฎทั่วไปนั่นคือพวกมันเป็นตัวแทนของระบบองค์ประกอบทางเคมีเพียงระบบเดียว ดังนั้นในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ตารางของ D.I. Mendeleev จึงเรียกว่าตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี

เหตุใด "คาบ" จึงชัดเจนสำหรับคุณเนื่องจากรูปแบบทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของอะตอมสารที่เรียบง่ายและซับซ้อนที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีจะถูกทำซ้ำในระบบนี้ในช่วงเวลาหนึ่ง - ช่วงเวลา รูปแบบเหล่านี้บางส่วนที่แสดงในตารางที่ 1 เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว

ดังนั้น องค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่มีอยู่ในโลกจึงอยู่ภายใต้กฎหมายธาตุที่ถูกต้องตามวัตถุประสงค์เพียงฉบับเดียว ซึ่งการแสดงภาพคือตารางธาตุ กฎหมายและระบบนี้ตั้งชื่อตาม D.I. Mendeleev นักเคมีผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย

D.I. Mendeleev ค้นพบกฎธาตุโดยการเปรียบเทียบคุณสมบัติและมวลอะตอมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบทางเคมี ในการทำเช่นนี้ D.I. Mendeleev เขียนลงบนการ์ดสำหรับองค์ประกอบทางเคมีแต่ละรายการ: สัญลักษณ์ขององค์ประกอบ, ค่าของมวลอะตอมสัมพัทธ์ (ณ เวลาของ D.I. Mendeleev ค่านี้เรียกว่าน้ำหนักอะตอม), สูตรและธรรมชาติของ ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ที่สูงขึ้น เขาจัดองค์ประกอบทางเคมี 63 องค์ประกอบที่รู้จักในเวลานั้นไว้ในสายโซ่เดียวโดยเพิ่มลำดับมวลอะตอมสัมพัทธ์ (รูปที่ 1) และวิเคราะห์องค์ประกอบชุดนี้โดยพยายามค้นหารูปแบบบางอย่างในนั้น จากผลงานสร้างสรรค์ที่เข้มข้น เขาค้นพบว่ามีช่วงเวลาในห่วงโซ่นี้ - ช่วงเวลาที่คุณสมบัติขององค์ประกอบและสสารที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในลักษณะเดียวกัน (รูปที่ 2)

ข้าว. 1.
การ์ดแสดงธาตุต่างๆ ที่จัดเรียงตามลำดับมวลอะตอมสัมพัทธ์ที่เพิ่มขึ้น

ข้าว. 2.
การ์ดองค์ประกอบที่จัดเรียงตามลำดับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารที่เกิดจากองค์ประกอบเหล่านั้นเป็นระยะ

การทดลองในห้องปฏิบัติการหมายเลข 2
การสร้างแบบจำลองการก่อสร้างตารางธาตุของ D. I. Mendeleev

ให้เราแสดงรายการอีกครั้งโดยใช้คำศัพท์สมัยใหม่ การเปลี่ยนแปลงปกติในคุณสมบัติที่ปรากฏภายในช่วงเวลา:

• คุณสมบัติของโลหะลดลง
• คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะได้รับการปรับปรุง
• ระดับการออกซิเดชันขององค์ประกอบในออกไซด์ที่สูงกว่าเพิ่มขึ้นจาก +1 เป็น +8
• ระดับออกซิเดชันขององค์ประกอบในสารประกอบไฮโดรเจนระเหยเพิ่มขึ้นจาก -4 เป็น -1;
• ออกไซด์จากเบสถึงแอมโฟเทอริกจะถูกแทนที่ด้วยออกไซด์ที่เป็นกรด
• ไฮดรอกไซด์จากอัลคาไลผ่านแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์จะถูกแทนที่ด้วยกรดที่ประกอบด้วยออกซิเจน

จากการสังเกตเหล่านี้ D.I. Mendeleev ได้ข้อสรุปในปี พ.ศ. 2412 - เขากำหนดกฎธาตุซึ่งเมื่อใช้คำศัพท์สมัยใหม่ฟังดูดังนี้:

การจัดระบบองค์ประกอบทางเคมีตามมวลอะตอมสัมพัทธ์ D. I. Mendeleev ยังให้ความสนใจอย่างมากกับคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารที่เกิดจากพวกมันโดยกระจายองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายกันออกเป็นคอลัมน์แนวตั้ง - กลุ่ม บางครั้ง เขาได้วางธาตุที่หนักกว่าไว้หน้าธาตุที่มีมวลอะตอมสัมพัทธ์ต่ำกว่า ซึ่งเป็นการละเมิดรูปแบบที่เขาระบุ ตัวอย่างเช่น เขาเขียนโคบอลต์บนโต๊ะของเขาก่อนนิกเกิล เทลลูเรียมก่อนไอโอดีน และเมื่อค้นพบก๊าซเฉื่อย (มีตระกูล) อาร์กอนก่อนโพแทสเซียม D.I. Mendeleev ถือว่าลำดับของการจัดเรียงนี้จำเป็นเพราะไม่เช่นนั้นองค์ประกอบเหล่านี้จะตกอยู่ในกลุ่มขององค์ประกอบที่แตกต่างกันในลักษณะคุณสมบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โพแทสเซียมของโลหะอัลคาไลจะตกอยู่ในกลุ่มของก๊าซเฉื่อย และอาร์กอนของก๊าซเฉื่อยจะตกอยู่ในกลุ่มของโลหะอัลคาไล

D.I. Mendeleev ไม่สามารถอธิบายข้อยกเว้นเหล่านี้ตามกฎทั่วไปได้รวมถึงสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารที่เกิดขึ้นจากสิ่งเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม เขามองเห็นล่วงหน้าว่าเหตุผลนี้อยู่ในโครงสร้างที่ซับซ้อนของอะตอม มันเป็นสัญชาตญาณทางวิทยาศาสตร์ของ D.I. Mendeleev ที่ทำให้เขาสามารถสร้างระบบองค์ประกอบทางเคมีไม่ใช่เพื่อเพิ่มมวลอะตอมสัมพัทธ์ แต่เพื่อเพิ่มประจุของนิวเคลียสของอะตอม ความจริงที่ว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยประจุของนิวเคลียสของอะตอมนั้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนจากการมีอยู่ของไอโซโทปที่คุณพบเมื่อปีที่แล้ว (จำไว้ว่าพวกมันคืออะไร ให้ยกตัวอย่างไอโซโทปที่คุณรู้จัก)

ตามแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม พื้นฐานสำหรับการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีคือ ประจุของนิวเคลียสของอะตอม และการกำหนดกฎธาตุสมัยใหม่มีดังนี้:

ช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารประกอบของพวกมันอธิบายได้โดยการทำซ้ำเป็นระยะในโครงสร้างของระดับพลังงานภายนอกของอะตอม เป็นจำนวนระดับพลังงาน จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่อยู่ในนั้น และจำนวนอิเล็กตรอนในระดับภายนอกที่สะท้อนถึงสัญลักษณ์ที่ใช้ในระบบธาตุ กล่าวคือ พวกมันเปิดเผยความหมายทางกายภาพของเลขลำดับของธาตุ คาบ หมายเลขและหมายเลขกลุ่ม (ประกอบด้วยอะไร?)

โครงสร้างของอะตอมทำให้สามารถอธิบายสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะและอโลหะของธาตุในช่วงเวลาและหมู่ได้

ดังนั้นกฎธาตุและระบบธาตุของ D.I. Mendeleev จึงสรุปข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีและสารที่เกิดขึ้นจากพวกมันและอธิบายช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติและเหตุผลของความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติขององค์ประกอบขององค์ประกอบของกลุ่มเดียวกัน

ความหมายที่สำคัญที่สุดทั้งสองนี้ของกฎธาตุและระบบธาตุของ D.I. Mendeleev ได้รับการเสริมด้วยอีกหนึ่งความหมายคือความสามารถในการทำนาย เช่น ทำนาย อธิบายคุณสมบัติ และระบุวิธีการค้นพบองค์ประกอบทางเคมีใหม่ อยู่ในขั้นตอนของการสร้างตารางธาตุ D.I. Mendeleev ได้ทำการทำนายหลายประการเกี่ยวกับคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ยังไม่ทราบในเวลานั้นและระบุวิธีการค้นพบของพวกเขา ในตารางที่เขาสร้างขึ้น D.I. Mendeleev ทิ้งเซลล์ว่างไว้สำหรับองค์ประกอบเหล่านี้ (รูปที่ 3)

ข้าว. 3.
ตารางธาตุที่เสนอโดย D. I. Mendeleev

ตัวอย่างที่ชัดเจนของพลังการทำนายของกฎธาตุคือการค้นพบองค์ประกอบในเวลาต่อมา: ในปี พ.ศ. 2418 ชาวฝรั่งเศส Lecoq de Boisbaudran ค้นพบแกลเลียมซึ่งทำนายโดย D. I. Mendeleev เมื่อห้าปีก่อนในฐานะองค์ประกอบที่เรียกว่า "ekaaluminum" (eka - ถัดไป); ในปี พ.ศ. 2422 ชาวสวีเดน L. Nilsson ค้นพบ "ekabor" ตาม D. I. Mendeleev; ในปี 1886 โดย K. Winkler ชาวเยอรมัน - "exasilicon" ตาม D. I. Mendeleev (กำหนดชื่อสมัยใหม่ขององค์ประกอบเหล่านี้จากตารางของ D. I. Mendeleev) ความแม่นยำของ D.I. Mendeleev ในการทำนายของเขาแสดงโดยข้อมูลในตารางที่ 2

ตารางที่ 2
คุณสมบัติของเจอร์เมเนียมที่คาดการณ์และค้นพบจากการทดลอง

นักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบองค์ประกอบใหม่ชื่นชมการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นอย่างมาก: “แทบจะไม่สามารถพิสูจน์ความถูกต้องของหลักคำสอนเรื่องความเป็นช่วงขององค์ประกอบได้ชัดเจนไปกว่าการค้นพบอีคาซิลิกอนที่ยังคงสมมุติฐานอยู่ แน่นอนว่ามันเป็นมากกว่าการยืนยันง่ายๆ ของทฤษฎีที่กล้าหาญ - นับเป็นการขยายสาขาการมองเห็นทางเคมีอย่างโดดเด่น ซึ่งเป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่ในสาขาความรู้” (K. Winkler)

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันผู้ค้นพบธาตุหมายเลข 101 ตั้งชื่อให้มันว่า "เมนเดเลเวียม" เพื่อยกย่องนักเคมีผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย ดมิตรี เมนเดเลเยฟ ซึ่งเป็นคนแรกที่ใช้ตารางธาตุเพื่อทำนายคุณสมบัติของธาตุที่ยังไม่มีใครค้นพบในขณะนั้น

คุณพบกันในชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 และจะใช้รูปแบบตารางธาตุในปีนี้ที่เรียกว่ารูปแบบคาบสั้น อย่างไรก็ตาม ในชั้นเรียนเฉพาะทางและการศึกษาระดับอุดมศึกษา ส่วนใหญ่จะมีการใช้รูปแบบที่แตกต่างออกไป - เวอร์ชันระยะยาว เปรียบเทียบพวกเขา ตารางธาตุทั้งสองรูปแบบนี้เหมือนกันและแตกต่างกันอย่างไร?

คำศัพท์และแนวคิดใหม่

1. กฎเป็นระยะของ D. I. Mendeleev
2. ตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีโดย D.I. Mendeleev เป็นตัวแทนกราฟิกของกฎธาตุ
3. ความหมายทางกายภาพของเลขธาตุ เลขงวด และเลขกลุ่ม
4. รูปแบบของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของธาตุในช่วงเวลาและกลุ่ม
5. ความหมายของกฎธาตุและตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี โดย D. I. Mendeleev

งานสำหรับงานอิสระ

1. พิสูจน์ว่ากฎธาตุของ D.I. Mendeleev เช่นเดียวกับกฎธรรมชาติอื่น ๆ ทำหน้าที่อธิบาย อธิบาย และทำนาย ยกตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงหน้าที่เหล่านี้ของกฎหมายอื่นๆ ที่คุณรู้จักจากหลักสูตรเคมี ฟิสิกส์ และชีววิทยา
2. ตั้งชื่อองค์ประกอบทางเคมีในอะตอมที่อิเล็กตรอนจัดเรียงเป็นระดับตามชุดตัวเลข: 2, 5 องค์ประกอบนี้ก่อตัวเป็นสารธรรมดาชนิดใด สารประกอบไฮโดรเจนมีสูตรอะไร และเรียกว่าอะไร? สูตรออกไซด์สูงสุดของธาตุนี้คืออะไร มีลักษณะอย่างไร? เขียนสมการปฏิกิริยาที่แสดงคุณสมบัติของออกไซด์นี้
3. ก่อนหน้านี้เบริลเลียมเคยจัดอยู่ในกลุ่มธาตุที่ 3 และมีมวลอะตอมสัมพัทธ์เท่ากับ 13.5 เหตุใด D.I. Mendeleev จึงย้ายไปที่กลุ่ม II และแก้ไขมวลอะตอมของเบริลเลียมจาก 13.5 เป็น 9
4. เขียนสมการปฏิกิริยาระหว่างสารอย่างง่ายที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมี ในอะตอมที่อิเล็กตรอนถูกกระจายไปตามระดับพลังงานตามชุดตัวเลข: 2, 8, 8, 2 และสารอย่างง่ายที่เกิดจากองค์ประกอบหมายเลข 7 และ ลำดับที่ 8 ในตารางธาตุ พันธะเคมีชนิดใดที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา? โครงสร้างผลึกแบบใดที่สารธรรมดาดั้งเดิมและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาของพวกมันมีโครงสร้างผลึกแบบใด
5. จัดเรียงองค์ประกอบต่อไปนี้ตามลำดับคุณสมบัติโลหะที่เพิ่มขึ้น: As, Sb, N, P, Bi จัดชิดขอบอนุกรมผลลัพธ์ตามโครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้
6. จัดเรียงองค์ประกอบต่อไปนี้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na จัดชิดขอบอนุกรมผลลัพธ์ตามโครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้
7. จัดเรียงตามลำดับคุณสมบัติที่เป็นกรดอ่อนตัวลงของออกไซด์ที่มีสูตรคือ: SiO 2, P 2 O 5, Al 2 O 3, Na 2 O, MgO, Cl 2 O 7 ปรับชุดผลลัพธ์ให้เหมาะสม เขียนสูตรของไฮดรอกไซด์ที่สอดคล้องกับออกไซด์เหล่านี้ ตัวละครที่เป็นกรดของพวกเขาเปลี่ยนไปอย่างไรในซีรีส์ที่คุณเสนอ?
8. เขียนสูตรของโบรอน เบริลเลียม และลิเธียมออกไซด์ และจัดเรียงคุณสมบัติหลักจากน้อยไปหามาก เขียนสูตรของไฮดรอกไซด์ที่สอดคล้องกับออกไซด์เหล่านี้ ลักษณะทางเคมีของพวกเขาคืออะไร?
9. ไอโซโทปคืออะไร? การค้นพบไอโซโทปมีส่วนช่วยในการพัฒนากฎธาตุอย่างไร
10. เหตุใดประจุของนิวเคลียสอะตอมขององค์ประกอบในตารางธาตุของ D.I. Mendeleev จึงเปลี่ยนแปลงอย่างซ้ำซากจำเจนั่นคือประจุของนิวเคลียสขององค์ประกอบที่ตามมาแต่ละองค์ประกอบเพิ่มขึ้นหนึ่งหน่วยเมื่อเทียบกับประจุของนิวเคลียสอะตอมขององค์ประกอบก่อนหน้าและ คุณสมบัติของธาตุและสารที่ก่อตัวจะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ หรือไม่?
11. ให้กฎธาตุสามสูตรซึ่งใช้มวลอะตอมสัมพัทธ์ ประจุของนิวเคลียสอะตอม และโครงสร้างของระดับพลังงานภายนอกในเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมเป็นพื้นฐานสำหรับการจัดระบบองค์ประกอบทางเคมี

1. ระบุชื่อขององค์ประกอบและการกำหนด กำหนดหมายเลขซีเรียล หมายเลขงวด กลุ่ม กลุ่มย่อยขององค์ประกอบ ระบุความหมายทางกายภาพของพารามิเตอร์ระบบ - หมายเลขซีเรียล หมายเลขงวด หมายเลขกลุ่ม ชี้แจงตำแหน่งในกลุ่มย่อย

2. ระบุจำนวนอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอนในอะตอมของธาตุ ประจุของนิวเคลียส และเลขมวล

3. เขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ของธาตุ กำหนดตระกูลอิเล็กทรอนิกส์ จำแนกสารเชิงเดี่ยวเป็นโลหะหรืออโลหะ

4. แสดงโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบเป็นกราฟิก (หรือสองระดับสุดท้าย)

5. แสดงสถานะเวเลนซ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดแบบกราฟิก

6. ระบุจำนวนและประเภทของเวเลนซ์อิเล็กตรอน

7. แสดงรายการความจุและสถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้ทั้งหมด

8. เขียนสูตรของออกไซด์และไฮดรอกไซด์สำหรับสถานะเวเลนซ์ทั้งหมด ระบุลักษณะทางเคมี (สนับสนุนคำตอบของคุณด้วยสมการของปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง)

9. ให้สูตรสารประกอบไฮโดรเจน

10. ตั้งชื่อขอบเขตการใช้งานองค์ประกอบนี้

สารละลาย.ใน PSE องค์ประกอบที่มีหมายเลขซีเรียล 21 ตรงกับสแกนเดียม

1. องค์ประกอบอยู่ในช่วง IV หมายเลขคาบหมายถึงจำนวนระดับพลังงานในอะตอมขององค์ประกอบนี้ มี 4 สแกนเดียมอยู่ในกลุ่มที่ 3 - ที่ระดับด้านนอกของอิเล็กตรอนตัวที่ 3 ในกลุ่มย่อยด้านข้าง ดังนั้นเวเลนซ์อิเล็กตรอนจึงอยู่ในระดับย่อย 4s และ 3d เลขอะตอมเกิดขึ้นพร้อมกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม

2. ประจุของนิวเคลียสอะตอมของสแกนเดียมคือ +21

จำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนอย่างละ 21 ตัว

จำนวนนิวตรอน A–Z = 45 – 21 = 24

องค์ประกอบทั่วไปของอะตอม: ( ).

3. สูตรอิเล็กทรอนิกส์เต็มรูปแบบของ scandium:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 .

ตระกูลอิเล็กทรอนิกส์: d-element เช่นเดียวกับในขั้นตอนการเติม
d-ออร์บิทัล โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมลงท้ายด้วยเอสอิเล็กตรอน ดังนั้น สแกนเดียมจึงแสดงคุณสมบัติของโลหะ สารธรรมดาคือโลหะ

4. การกำหนดค่ากราฟิกอิเล็กทรอนิกส์มีลักษณะดังนี้:

5. สถานะเวเลนซ์ที่เป็นไปได้ซึ่งกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่:

- ในสภาพพื้นฐาน:

– ในสแกนเดียมในสภาวะตื่นเต้น อิเล็กตรอนจากออร์บิทัล 4s จะเคลื่อนที่ไปยังออร์บิทัล 4p อิสระ โดยที่ d-อิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่หนึ่งตัวจะเพิ่มความสามารถเวเลนซ์ของสแกนเดียม

Sc มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 3 ตัวอยู่ในสถานะตื่นเต้น

6. ความจุที่เป็นไปได้ในกรณีนี้ถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่: 1, 2, 3 (หรือ I, II, III) สถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้ (สะท้อนถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกแทนที่) +1, +2, +3 (เนื่องจากสแกนเดียมเป็นโลหะ)

7. วาเลนซ์ที่มีลักษณะเฉพาะและเสถียรที่สุดคือ III สถานะออกซิเดชัน +3 การมีอยู่ของอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวใน d-state ทำให้การกำหนดค่า 3d 1 4s 2 มีความเสถียรต่ำ

สแกนเดียมและแอนะล็อกของมัน ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบ d อื่น ๆ มีสถานะออกซิเดชันคงที่ที่ +3 ซึ่งเป็นสถานะออกซิเดชันสูงสุดและสอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม

8. สูตรออกไซด์และลักษณะทางเคมี:

รูปแบบออกไซด์ที่สูงขึ้น – (amphoteric);

สูตรไฮดรอกไซด์: – แอมโฟเทอริก

สมการปฏิกิริยายืนยันธรรมชาติของแอมโฟเทอริกของออกไซด์และไฮดรอกไซด์:

(สแกนเดทลิเธียม)

(สแกนเดียมคลอไรด์)

(โพแทสเซียมเฮกซะไฮดรอกโซแคนดิเอต (III) ),

(แคนเดียมซัลเฟต)

9. ไม่ก่อให้เกิดสารประกอบที่มีไฮโดรเจน เนื่องจากอยู่ในกลุ่มย่อยด้านข้างและเป็นองค์ประกอบ d

10. สารประกอบสแกนเดียมใช้ในเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์

ตัวอย่างที่ 2ธาตุแมงกานีสหรือโบรมีนในธาตุใดมีคุณสมบัติเป็นโลหะมากกว่า?

สารละลาย.ธาตุเหล่านี้อยู่ในยุคที่สี่ มาเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์กัน:

แมงกานีสเป็นองค์ประกอบ d นั่นคือองค์ประกอบของกลุ่มย่อยด้านข้าง และโบรมีนก็คือ
p-element ของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มเดียวกัน ในระดับอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอก อะตอมแมงกานีสมีอิเล็กตรอนเพียงสองตัว ในขณะที่อะตอมโบรมีนมีเจ็ดตัว รัศมีของอะตอมแมงกานีสน้อยกว่ารัศมีของอะตอมโบรมีนที่มีจำนวนเปลือกอิเล็กตรอนเท่ากัน

รูปแบบทั่วไปสำหรับทุกกลุ่มที่มีองค์ประกอบ p และ d คือคุณสมบัติเด่นของโลหะในองค์ประกอบ d
ดังนั้นแมงกานีสจึงมีคุณสมบัติทางโลหะเด่นชัดมากกว่าโบรมีน

“คุณสมบัติของธาตุต่างๆ และวัตถุที่เรียบง่ายและซับซ้อน (สสาร) ที่พวกมันก่อตัวขึ้น จะขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอมของพวกมันเป็นระยะๆ”

ถ้อยคำที่ทันสมัย:

“คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมี (เช่น คุณสมบัติและรูปแบบของสารประกอบที่ก่อตัว) ขึ้นอยู่กับประจุของนิวเคลียสของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเป็นระยะ ๆ”

ความหมายทางกายภาพของคาบเคมี

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีเป็นระยะ ๆ เกิดจากการทำซ้ำที่ถูกต้องของการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของระดับพลังงานภายนอก (วาเลนซ์อิเล็กตรอน) ของอะตอมด้วยการเพิ่มขึ้นของประจุของนิวเคลียส

การแสดงกฎธาตุเป็นกราฟิกคือตารางธาตุ ประกอบด้วย 7 คาบ 8 กลุ่ม

ระยะเวลา - แถวแนวนอนขององค์ประกอบที่มีค่าสูงสุดเท่ากันของจำนวนควอนตัมหลักของเวเลนซ์อิเล็กตรอน

หมายเลขคาบระบุจำนวนระดับพลังงานในอะตอมของธาตุ

คาบสามารถประกอบด้วยองค์ประกอบ 2 (ตัวแรก), 8 (ที่สองและสาม), 18 (ที่สี่และห้า) หรือ 32 (ที่หก) ขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอก ช่วงที่เจ็ดสุดท้ายไม่สมบูรณ์

ทุกช่วงเวลา (ยกเว้นช่วงแรก) เริ่มต้นด้วยโลหะอัลคาไล (ส- ธาตุ) และปิดท้ายด้วยแก๊สมีตระกูล ( n2 np 6 )

คุณสมบัติของโลหะถือเป็นความสามารถของอะตอมของธาตุในการจ่ายอิเล็กตรอนได้ง่าย และคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะในการรับอิเล็กตรอนเนื่องจากความต้องการของอะตอมเพื่อให้ได้โครงสร้างที่เสถียรพร้อมกับระดับย่อยที่เต็มไป ต่อเติมด้านนอกส- ระดับย่อยบ่งบอกถึงคุณสมบัติโลหะของอะตอมและการก่อตัวของชั้นนอกพี- ระดับย่อย - คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ เพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนโดยพี- ระดับย่อย (ตั้งแต่ 1 ถึง 5) ช่วยเพิ่มคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะของอะตอม อะตอมที่มีโครงสร้างที่สมบูรณ์และเสถียรทางพลังงานของชั้นอิเล็กตรอนด้านนอก ( n2 np 6 ) เฉื่อยทางเคมี

ในช่วงเวลาขนาดใหญ่ การเปลี่ยนคุณสมบัติจากโลหะแอคทีฟไปเป็นก๊าซมีตระกูลจะเกิดขึ้นได้ราบรื่นกว่าในช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจาก การก่อตัวของภายใน ( n - 1) ง - ระดับย่อยในขณะที่ยังคงรักษาภายนอกไม่ 2 - ชั้น. คาบใหญ่ประกอบด้วยอนุกรมคู่และคี่

สำหรับองค์ประกอบของแถวคู่บนชั้นนอกไม่ 2 - อิเล็กตรอนดังนั้นคุณสมบัติของโลหะจึงมีอิทธิพลเหนือกว่าและการอ่อนตัวลงเมื่อประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้นจึงมีน้อย ในแถวคี่เกิดขึ้นเอ็นพี- ระดับย่อยซึ่งอธิบายคุณสมบัติโลหะที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

กลุ่ม - คอลัมน์แนวตั้งขององค์ประกอบที่มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากันเท่ากับหมายเลขกลุ่ม มีกลุ่มย่อยหลักและรอง

กลุ่มย่อยหลักประกอบด้วยองค์ประกอบของคาบเล็กและคาบใหญ่ โดยมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ด้านนอก ns - และ np - ระดับย่อย

กลุ่มย่อยด้านข้างประกอบด้วยองค์ประกอบของช่วงเวลาขนาดใหญ่เท่านั้น เวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมันอยู่ด้านนอก ns- ระดับย่อยและภายใน ( n - 1) d - ระดับย่อย (หรือ (n - 2) f - ระดับย่อย)

ขึ้นอยู่กับระดับย่อยใด ( s -, p -, d - หรือ f -) องค์ประกอบของตารางธาตุที่เต็มไปด้วยเวเลนซ์อิเล็กตรอน แบ่งออกเป็น:ส- องค์ประกอบ (องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักกลุ่ม I และ II) p - องค์ประกอบ (องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักกลุ่ม III - VII) d - องค์ประกอบ (องค์ประกอบของกลุ่มย่อยด้านข้าง)ฉ- องค์ประกอบ (แลนทาไนด์, แอกติไนด์)

ในกลุ่มย่อยหลักจากบนลงล่างคุณสมบัติของโลหะจะเพิ่มขึ้น และคุณสมบัติของอโลหะจะลดลง องค์ประกอบของกลุ่มหลักและกลุ่มรองมีคุณสมบัติแตกต่างกันอย่างมาก

หมายเลขกลุ่มบ่งบอกถึงความจุสูงสุดขององค์ประกอบ (ยกเว้นของ, องค์ประกอบของกลุ่มย่อยทองแดงและกลุ่มที่แปด)

สูตรของออกไซด์ที่สูงกว่า (และไฮเดรตของพวกมัน) นั้นเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักและรอง ในออกไซด์ที่สูงขึ้นและไฮเดรตของธาตุฉัน - III กลุ่ม (ยกเว้นโบรอน) มีคุณสมบัติพื้นฐานเหนือกว่าด้วย IV ถึง VIII - เป็นกรด

กฎหมายเป็นระยะของ D.I. Mendeleev

คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติของวัตถุที่เรียบง่ายและซับซ้อนที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของน้ำหนักอะตอมเป็นระยะ

ความหมายทางกายภาพของกฎหมายเป็นระยะ

ความหมายทางกายภาพของกฎเป็นระยะอยู่ที่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบเป็นระยะ ซึ่งเป็นผลมาจากการทำซ้ำเปลือกอะตอมที่ e-th เป็นระยะ โดยมีค่า n เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ

สูตรสมัยใหม่ของ PZ ของ D.I. Mendeleev

คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีตลอดจนคุณสมบัติของสารเชิงซ้อนหรือเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของประจุของนิวเคลียสของอะตอมเป็นระยะ

ตารางธาตุ

ระบบคาบคือระบบการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของกฎหมายคาบ ตารางธาตุสร้างความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทางเคมีที่สะท้อนถึงความเหมือนและความแตกต่าง

ตารางธาตุ (มีสองประเภท: สั้นและยาว) ขององค์ประกอบ

ตารางธาตุคือการแสดงระบบธาตุในรูปแบบกราฟิก ประกอบด้วย 7 คาบ และ 8 กลุ่ม

คำถามที่ 10

ระบบคาบและโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมของธาตุ

ต่อมาพบว่าไม่เพียงแต่หมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบเท่านั้นที่มีความหมายทางกายภาพที่ลึกซึ้ง แต่แนวคิดอื่นๆ ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ก็ค่อยๆ ได้รับความหมายทางกายภาพเช่นกัน ตัวอย่างเช่น หมายเลขกลุ่มซึ่งระบุความจุสูงสุดขององค์ประกอบ จึงเผยให้เห็นจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในอะตอมขององค์ประกอบเฉพาะที่สามารถมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี

ในทางกลับกัน จำนวนคาบกลับกลายเป็นว่าสัมพันธ์กับจำนวนระดับพลังงานที่มีอยู่ในเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมขององค์ประกอบของคาบที่กำหนด

ตัวอย่างเช่น "พิกัด" ของดีบุก Sn (หมายเลขซีเรียล 50, คาบ 5, กลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม IV) หมายความว่ามีอิเล็กตรอน 50 ตัวในอะตอมของดีบุก มีการกระจายมากกว่า 5 ระดับพลังงาน มีอิเล็กตรอนเพียง 4 ตัวเท่านั้นที่มีเวเลนซ์ .

ความหมายทางกายภาพของการค้นหาองค์ประกอบในกลุ่มย่อยประเภทต่างๆ มีความสำคัญอย่างยิ่ง ปรากฎว่าสำหรับองค์ประกอบที่อยู่ในกลุ่มย่อยหมวดหมู่ I นั้น อิเล็กตรอนตัวถัดไป (ตัวสุดท้าย) จะอยู่ที่ S-ระดับย่อยระดับภายนอก องค์ประกอบเหล่านี้เป็นของครอบครัวอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับอะตอมของธาตุที่อยู่ในกลุ่มย่อยประเภท II อิเล็กตรอนตัวถัดไปจะอยู่ที่ p-ระดับย่อยระดับภายนอก สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบของตระกูลอิเล็กทรอนิกส์ "p" ดังนั้นอิเล็กตรอนตัวที่ 50 ถัดไปในอะตอมดีบุกจึงอยู่ที่ระดับย่อย p ของภายนอก นั่นคือระดับพลังงานที่ 5

สำหรับอะตอมขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยประเภท III อิเล็กตรอนตัวถัดไปจะอยู่ที่ d-ระดับย่อยแต่ในระดับภายนอกแล้ว สิ่งเหล่านี้คือองค์ประกอบของตระกูลอิเล็กทรอนิกส์ "d" ในอะตอมของแลนทาไนด์และแอกติไนด์ อิเล็กตรอนตัวถัดไปจะอยู่ที่ระดับย่อย f ก่อนถึงระดับภายนอก นี่คือองค์ประกอบของตระกูลอิเล็กตรอน "ฉ"

ดังนั้น จึงไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่จำนวนกลุ่มย่อยของ 4 หมวดที่ระบุไว้ข้างต้น ซึ่งก็คือ 2-6-10-14 ตรงกับจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในระดับย่อย s-p-d-f

แต่ปรากฎว่ามันเป็นไปได้ที่จะแก้ปัญหาลำดับการเติมเปลือกอิเล็กตรอนและรับสูตรอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอะตอมขององค์ประกอบใด ๆ บนพื้นฐานของระบบคาบซึ่งมีความชัดเจนเพียงพอระบุระดับและระดับย่อยของแต่ละ อิเล็กตรอนต่อเนื่อง ระบบคาบยังระบุตำแหน่งขององค์ประกอบทีละรายการในช่วงเวลา กลุ่ม กลุ่มย่อย และการกระจายของอิเล็กตรอนตามระดับและระดับย่อย เนื่องจากแต่ละองค์ประกอบมีของตัวเอง ซึ่งแสดงลักษณะของอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย ตัวอย่างเช่น ลองดูการรวบรวมสูตรอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอะตอมของธาตุเซอร์โคเนียม (Zr) ระบบคาบให้ตัวบ่งชี้และ "พิกัด" ขององค์ประกอบนี้: หมายเลขซีเรียล 40, ช่วง 5, กลุ่ม IV, กลุ่มย่อยรอง ข้อสรุปแรก: ก) มีอิเล็กตรอนทั้งหมด 40 ตัว b) อิเล็กตรอน 40 ตัวเหล่านี้กระจายที่ระดับพลังงานห้าระดับ; c) จาก 40 อิเล็กตรอน มีเพียง 4 ตัวเท่านั้นที่เป็นเวเลนซ์ d) อิเล็กตรอนตัวที่ 40 ตัวถัดไปเข้าสู่ระดับย่อย d ก่อนด้านนอก กล่าวคือ ระดับพลังงานที่สี่ ข้อสรุปที่คล้ายกันสามารถสรุปได้เกี่ยวกับองค์ประกอบ 39 ตัวที่อยู่ข้างหน้าเซอร์โคเนียม มีเพียงตัวบ่งชี้และ พิกัดจะแตกต่างกันในแต่ละครั้ง