การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีในกลุ่มและช่วงเวลา ความสม่ำเสมอของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีของธาตุและสารประกอบตามคาบและกลุ่ม องค์ประกอบทางเคมี - โลหะ

ความสม่ำเสมอหลักของการเปลี่ยนแปลงนี้อยู่ที่การเสริมสร้างลักษณะโลหะขององค์ประกอบด้วยการเติบโตของ Z ความสม่ำเสมอนี้ปรากฏอย่างชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มย่อย IIIa-VIIa สำหรับโลหะ I A-III A-group จะสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมทางเคมี ในองค์ประกอบIVА - กลุ่มย่อยVIIАเมื่อ Z เพิ่มขึ้นจะสังเกตเห็นการลดลงของกิจกรรมทางเคมีขององค์ประกอบ สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อย b การเปลี่ยนแปลงกิจกรรมทางเคมีทำได้ยากกว่า

ทฤษฎีระบบธาตุ ได้รับการพัฒนาโดย N. Bohr และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในยุค 20 ศตวรรษที่ XX และตั้งอยู่บนโครงร่างจริงสำหรับการก่อตัวของการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม ตามทฤษฎีนี้เมื่อ Z เพิ่มขึ้นการเติมเปลือกอิเล็กตรอนและเปลือกย่อยในอะตอมขององค์ประกอบที่รวมอยู่ในช่วงเวลาของตารางธาตุจะเกิดขึ้นตามลำดับต่อไปนี้:

เลขงวด
1 2 3 4 5 6 7
1s 2s2p 3s3p 4s3d4p 5s4d5p 6s4f5d6p 7s5f6d7p

บนพื้นฐานของทฤษฎีของระบบธาตุสามารถกำหนดคำจำกัดความต่อไปนี้ของช่วงเวลาได้: ช่วงเวลาคือชุดขององค์ประกอบเริ่มต้นด้วยองค์ประกอบที่มีค่า n เท่ากับจำนวนคาบและ l \u003d 0 (s-elements) และลงท้ายด้วยองค์ประกอบที่มีค่า n และ l \u003d 1 เท่ากัน (p-elements) (ดู Atom) ข้อยกเว้นเดียวคือช่วงแรกที่มีองค์ประกอบ 1s เท่านั้น จำนวนองค์ประกอบในช่วงเวลาดังต่อไปนี้จากทฤษฎีของระบบธาตุ: 2, 8, 8.18, 18, 32 ...

ในรูปสัญลักษณ์ขององค์ประกอบแต่ละประเภท (องค์ประกอบ s-, p-, d- และ f) แสดงอยู่บนพื้นหลังสีเฉพาะ: องค์ประกอบ s - บนสีแดง, องค์ประกอบ p - บนสีส้ม, องค์ประกอบ d - สีฟ้าองค์ประกอบ f - สีเขียว แต่ละเซลล์มีหมายเลขประจำเครื่องและมวลอะตอมขององค์ประกอบตลอดจนการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกซึ่งส่วนใหญ่กำหนดคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบ

จากทฤษฎีของระบบธาตุเป็นไปตามที่กลุ่มย่อยประกอบด้วยองค์ประกอบที่มีและเท่ากับจำนวนคาบและ l \u003d 0 และ 1 กลุ่มย่อย b ประกอบด้วยองค์ประกอบที่อะตอมของเปลือกหอยเสร็จสมบูรณ์ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สมบูรณ์ . นั่นคือเหตุผลที่ช่วงที่หนึ่งสองและสามไม่มีองค์ประกอบของกลุ่มย่อย b

โครงสร้างของตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี เมื่อ Z เติบโตขึ้นการกำหนดค่าประเภทเดียวกันของเปลือกอิเล็กตรอนภายนอกจะถูกทำซ้ำเป็นระยะ กล่าวคือกำหนดคุณสมบัติหลักของพฤติกรรมทางเคมีขององค์ประกอบ คุณลักษณะเหล่านี้แสดงออกมาในรูปแบบต่างๆสำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อย A (องค์ประกอบ s- และ p) สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อย b (องค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง d) และองค์ประกอบของตระกูล f - แลนทาไนด์และแอคติไนด์ องค์ประกอบของช่วงเวลาแรก - ไฮโดรเจนและฮีเลียม - เป็นตัวแทนของกรณีพิเศษ ไฮโดรเจนมีปฏิกิริยาสูงเนื่องจากบี - อิเล็กตรอนตัวเดียวแยกออกได้ง่าย ในเวลาเดียวกันการกำหนดค่าของฮีเลียม (ที่ 1) มีความเสถียรมากซึ่งเป็นตัวกำหนดการใช้งานทางเคมีที่สมบูรณ์

สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อย A การเติมเชลล์อิเล็กทรอนิกส์ภายนอกจะเกิดขึ้น (โดย n เท่ากับจำนวนคาบ) ดังนั้นคุณสมบัติขององค์ประกอบเหล่านี้จึงเปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัดเมื่อ Z เพิ่มขึ้นดังนั้นในช่วงที่สองลิเธียม (คอนฟิกูเรชัน 2 วินาที) เป็นโลหะแอคทีฟที่สูญเสียเวเลนซ์อิเล็กตรอนเดี่ยวได้อย่างง่ายดาย เบริลเลียม (2s ~) เป็นโลหะเช่นกัน แต่มีการใช้งานน้อยกว่าเนื่องจากอิเล็กตรอนวงนอกจับกับนิวเคลียสแน่นกว่า ยิ่งไปกว่านั้นโบรอน (2s "p) มีลักษณะโลหะที่แสดงออกอย่างอ่อนและองค์ประกอบที่ตามมาทั้งหมดของคาบที่สองซึ่งเกิดขึ้นใน 2p-subshell นั้นเป็นอโลหะอยู่แล้วโครงร่างอิเล็กตรอนแปดตัวของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอก นีออน (2s ~ p ~) ซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อยมีความทนทานมาก

คุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบของช่วงเวลาที่สอง อธิบายได้จากความต้องการของอะตอมที่จะได้รับการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของก๊าซเฉื่อยที่ใกล้ที่สุด (การกำหนดค่าของฮีเลียม - สำหรับองค์ประกอบจากลิเธียมเป็นคาร์บอนหรือการกำหนดค่าของนีออน - สำหรับธาตุจากคาร์บอนเป็นฟลูออรีน) นั่นคือเหตุผลที่ตัวอย่างเช่นออกซิเจนไม่สามารถแสดงสถานะออกซิเดชั่นสูงสุดเท่ากับหมายเลขกลุ่มได้ท้ายที่สุดมันง่ายกว่าที่จะบรรลุการกำหนดค่าของนีออนโดยการรับอิเล็กตรอนเพิ่มเติม ลักษณะเดียวกันของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติปรากฏในองค์ประกอบของช่วงเวลาที่สามและในองค์ประกอบ s- และ p ของช่วงเวลาต่อมาทั้งหมด ในขณะเดียวกันการลดลงของความแข็งแรงพันธะของอิเล็กตรอนวงนอกกับนิวเคลียสในกลุ่มย่อย A ที่มี Z เพิ่มขึ้นนั้นแสดงให้เห็นในคุณสมบัติขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นสำหรับองค์ประกอบ s จึงมีกิจกรรมทางเคมีเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดโดยมี Z เพิ่มขึ้นและสำหรับองค์ประกอบ p การเพิ่มขึ้นของคุณสมบัติของโลหะ

ในอะตอมขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง d เปลือกที่ไม่เสร็จสมบูรณ์ก่อนหน้านี้จะเสร็จสมบูรณ์ด้วยค่าของเลขควอนตัมหลักและโดยน้อยกว่าเลขคาบหนึ่ง ด้วยข้อยกเว้นบางประการโครงร่างของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอมขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงคือ ns ดังนั้นองค์ประกอบ d ทั้งหมดจึงเป็นโลหะและนั่นคือสาเหตุที่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของ 1 องค์ประกอบที่มี Z เพิ่มขึ้นจึงไม่คมชัดอย่างที่เราเห็นด้วยองค์ประกอบ s และ p ในสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้นองค์ประกอบ d แสดงความคล้ายคลึงกันบางอย่างกับองค์ประกอบ p ของกลุ่มที่เกี่ยวข้องของระบบคาบ

ลักษณะเฉพาะของคุณสมบัติขององค์ประกอบของ triads (VIII b- กลุ่มย่อย) อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่า d-subshells ใกล้จะเสร็จสมบูรณ์ นี่คือเหตุผลที่โลหะเหล็กโคบอลต์นิกเกิลและทองคำขาวมักไม่เต็มใจที่จะให้สารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันสูงขึ้น ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือรูทีเนียมและออสเมียมซึ่งให้ออกไซด์ RuO4 และ OsO4 สำหรับองค์ประกอบ I- และ II ของกลุ่มย่อย B d-subshell เสร็จสมบูรณ์แล้ว ดังนั้นจึงแสดงสถานะออกซิเดชั่นเท่ากับหมายเลขกลุ่ม

ในอะตอมของแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ (ทั้งหมดเป็นโลหะ) ความสมบูรณ์ของเปลือกอิเล็กตรอนที่ไม่สมบูรณ์ก่อนหน้านี้ด้วยค่าของเลขควอนตัมหลักและสองหน่วยน้อยกว่าเลขคาบ ในอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้โครงร่างของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก (ns2) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในขณะเดียวกัน f อิเล็กตรอนแทบไม่มีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางเคมี นี่คือสาเหตุที่แลนทาไนด์มีความคล้ายคลึงกันมาก

สำหรับแอคติไนด์สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้น ในช่วงของประจุนิวเคลียร์ Z \u003d 90 - 95 อิเล็กตรอน bd และ 5 / สามารถมีส่วนร่วมได้ ปฏิกิริยาทางเคมี... ดังนั้นจึงเป็นไปตามที่แอกติไนด์แสดงสถานะออกซิเดชั่นที่กว้างขึ้นมาก ตัวอย่างเช่นสำหรับ Neptunium พลูโตเนียมและอะมิเนียมเป็นที่ทราบกันดีว่าองค์ประกอบเหล่านี้ทำหน้าที่ในสถานะเจ็ดวาเลนซ์ เฉพาะในองค์ประกอบที่เริ่มต้นด้วยคูเรียม (Z \u003d 96) สถานะ trivalent จะคงที่ ดังนั้นคุณสมบัติของแอกติไนด์จึงแตกต่างจากแลนทาไนด์อย่างมีนัยสำคัญดังนั้นทั้งสองตระกูลจึงไม่สามารถพิจารณาได้ว่าคล้ายกัน

ตระกูลแอกติไนด์ลงท้ายด้วยองค์ประกอบที่มี Z \u003d 103 (ลอว์เรเนียม) การประเมิน คุณสมบัติทางเคมี curchatovium (Z \u003d 104) และ nielsborium (Z \u003d 105) แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบเหล่านี้น่าจะคล้ายคลึงกับแฮฟเนียมและแทนทาลัมตามลำดับ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหลังจากตระกูลแอกติไนด์ในอะตอมแล้วการเติมเปลือกย่อย 6d จะเริ่มขึ้นอย่างเป็นระบบ

ไม่ทราบจำนวนองค์ประกอบ จำกัด ที่ระบบคาบครอบคลุม ปัญหาของขีด จำกัด บนอาจเป็นความลึกลับหลักของตารางธาตุ องค์ประกอบที่หนักที่สุดที่พบในธรรมชาติคือพลูโตเนียม (Z \u003d 94) ข้อ จำกัด ที่ถึงขีด จำกัด ของฟิวชันนิวเคลียร์เทียมคือองค์ประกอบที่มีหมายเลขลำดับ 107 คำถามยังคงอยู่: จะเป็นไปได้หรือไม่ที่จะได้ธาตุที่มีเลขลำดับมากซึ่งมีจำนวนเท่าใด ยังไม่สามารถตอบได้แน่ชัด

กฎการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีถูกค้นพบในปี 1869 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ D.I. Mendeleev และในถ้อยคำดั้งเดิมฟังดังนี้:

"... คุณสมบัติของธาตุและคุณสมบัติของร่างกายที่เรียบง่ายและซับซ้อนที่เกิดจากพวกมันขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอมของพวกมันเป็นระยะ ๆ "

น้ำหนักอะตอมในสมัยนั้นเรียกว่ามวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี ควรสังเกตว่าในเวลานั้นไม่มีใครรู้เกี่ยวกับโครงสร้างที่แท้จริงของอะตอมและความคิดเกี่ยวกับความไม่สามารถแบ่งแยกได้ซึ่งเกี่ยวข้องกับ D.I. เมนเดเลเยฟกำหนดกฎของเขาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบที่เกิดขึ้นตามมวลของอะตอมเป็นระยะ ต่อมาหลังจากสร้างโครงสร้างของอะตอมแล้วกฎหมายได้กำหนดไว้ในสูตรต่อไปนี้ซึ่งยังคงมีความเกี่ยวข้องอยู่ในขณะนี้

คุณสมบัติของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีและสารง่าย ๆ ที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับประจุของนิวเคลียสของอะตอมเป็นระยะ ๆ

การแสดงกราฟิกของกฎประจำงวดของ D.I. Mendeleev ถือได้ว่าเป็นตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกโดยนักเคมีผู้ยิ่งใหญ่เอง แต่ได้รับการปรับปรุงและแก้ไขโดยนักวิจัยในภายหลัง รุ่นที่ใช้ในปัจจุบันของ D.I. เมนเดเลเยฟสะท้อนแนวคิดสมัยใหม่และความรู้เฉพาะเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ

ลองพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบธาตุทางเคมีรุ่นใหม่:

ดี. Mendeleev คุณสามารถดูเส้นที่เรียกว่าช่วงเวลา มีเจ็ดคน ในความเป็นจริงเลขคาบแสดงถึงจำนวนระดับพลังงานที่อิเล็กตรอนอยู่ในอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี ตัวอย่างเช่นธาตุต่างๆเช่นฟอสฟอรัสกำมะถันและคลอรีนซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ P, S และ Cl อยู่ในช่วงที่สาม สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าอิเล็กตรอนในอะตอมเหล่านี้ตั้งอยู่ที่ระดับพลังงานสามระดับหรือพูดง่ายๆก็คือพวกมันก่อตัวเป็นเปลือกอิเล็กตรอนสามชั้นรอบ ๆ นิวเคลียส

แต่ละช่วงเวลาของตารางยกเว้นช่วงแรกเริ่มต้นด้วยโลหะอัลคาไลและลงท้ายด้วยก๊าซมีตระกูล (เฉื่อย)

โลหะอัลคาไลทั้งหมดมีโครงร่างอิเล็กทรอนิกส์ของชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอก ns1 และก๊าซมีตระกูลมี ns 2 np 6 โดยที่ n คือจำนวนคาบที่มีองค์ประกอบเฉพาะ ข้อยกเว้นสำหรับก๊าซมีตระกูลคือฮีเลียม (He) ที่มีการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ 1s 2

นอกจากนี้คุณยังสามารถสังเกตได้ว่านอกจากจุดแล้วตารางยังแบ่งออกเป็นคอลัมน์แนวตั้งซึ่งมีแปดกลุ่ม องค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับเลขหมู่ จำไว้ว่าเวเลนซ์อิเล็กตรอนในอะตอมคืออิเล็กตรอนที่มีส่วนในการสร้างพันธะเคมี

ในทางกลับกันแต่ละกลุ่มในตารางจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มย่อย - หลักและรอง

สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มหลักจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนจะเท่ากับหมายเลขกลุ่มเสมอ ตัวอย่างเช่นอะตอมของคลอรีนที่อยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VII ในช่วงที่สามมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเจ็ดตัว:

องค์ประกอบของกลุ่มด้านข้างมีอิเล็กตรอนในระดับนอกเป็นเวเลนซ์อิเล็กตรอนหรือบ่อยครั้งคืออิเล็กตรอนของระดับ d-sublevel ของระดับก่อนหน้า ตัวอย่างเช่นโครเมียมซึ่งอยู่ในกลุ่มย่อยด้านข้างของกลุ่ม VI มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 6 ตัว - อิเล็กตรอน 1 ตัวบนระดับย่อย 4 วินาทีและอิเล็กตรอน 5 ตัวบนระดับน้ำย่อย 3 มิติ:

จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเท่ากับจำนวนลำดับ กล่าวอีกนัยหนึ่งจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมที่มีจำนวนองค์ประกอบจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนในอะตอมไม่ได้เปลี่ยนไปอย่างซ้ำซากจำเจ แต่เป็นระยะ - จาก 1 สำหรับอะตอมของโลหะอัลคาไลเป็น 8 สำหรับก๊าซมีตระกูล

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีเป็นระยะ ๆ เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนเป็นระยะ

เมื่อย้ายไปตามกลุ่มย่อยรัศมีอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากจำนวนชั้นอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามเมื่อเคลื่อนที่ไปตามหนึ่งแถวจากซ้ายไปขวานั่นคือการเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนสำหรับองค์ประกอบที่อยู่ในแถวเดียวกันรัศมีของอะตอมจะลดลง ผลกระทบนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าด้วยการเติมเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมอย่างต่อเนื่องประจุของมันเช่นประจุของนิวเคลียสจะเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของแรงดึงดูดร่วมกันของอิเล็กตรอนอันเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอน เปลือก "กด" เข้าหานิวเคลียส:

ในเวลาเดียวกันภายในช่วงเวลาหนึ่งเมื่อมีจำนวนอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นรัศมีของอะตอมจะลดลงและพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอนในระดับนอกกับนิวเคลียสก็เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งหมายความว่าตัวอย่างเช่นนิวเคลียสของอะตอมคลอรีนจะกักเก็บอิเล็กตรอนในระดับนอกของมันไว้ได้มากยิ่งกว่านิวเคลียสของอะตอมโซเดียมซึ่งเป็นอิเล็กตรอนเดี่ยวของระดับอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอก ยิ่งไปกว่านั้นในการชนกันของอะตอมของโซเดียมและคลอรีนคลอรีนจะ "ดึง" อิเล็กตรอนตัวเดียวออกจากอะตอมของโซเดียมนั่นคือเปลือกอิเล็กตรอนของคลอรีนจะกลายเป็นเหมือนกับอาร์กอนของก๊าซมีตระกูล จะเหมือนกับนีออนของก๊าซมีตระกูล ความสามารถของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีใด ๆ ในการดึงอิเล็กตรอน "แปลกปลอม" ออกมาเมื่อชนกับอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีอื่นเรียกว่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะกล่าวถึงในบทที่เกี่ยวกับพันธะเคมี แต่ควรสังเกตว่าค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีเช่นเดียวกับพารามิเตอร์อื่น ๆ ขององค์ประกอบทางเคมีก็เป็นไปตามกฎของ D.I. เมนเดเลเยฟ. ภายในกลุ่มย่อยขององค์ประกอบทางเคมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะลดลงและเมื่อเคลื่อนที่ไปตามแถวของช่วงเวลาหนึ่งไปทางขวาค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะเพิ่มขึ้น

ควรเรียนรู้เทคนิคช่วยในการจำที่มีประโยชน์อย่างหนึ่งที่ช่วยให้คุณสามารถฟื้นฟูคุณสมบัติบางอย่างขององค์ประกอบทางเคมีได้ในความทรงจำ ประกอบด้วยดังต่อไปนี้ ลองนึกภาพหน้าปัดของนาฬิกากลมธรรมดา หากวางตรงกลางไว้ที่มุมขวาล่างของ D.I. Mendeleev คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีจะเปลี่ยนไปอย่างสม่ำเสมอเมื่อเลื่อนขึ้นไปทางขวา (ตามเข็มนาฬิกา) และตรงข้ามกันและไปทางซ้าย (ทวนเข็มนาฬิกา):

ลองนำเทคนิคนี้ไปใช้กับขนาดของอะตอม สมมติว่าคุณจำได้ว่าเมื่อคุณย้ายกลุ่มย่อยใน D.I. รัศมีของอะตอมของเมนเดเลเยฟเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนเปลือกอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น แต่พวกเขาลืมไปแล้วว่ารัศมีเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเคลื่อนที่ไปทางซ้ายและขวา

จากนั้นคุณต้องดำเนินการดังนี้ วางนิ้วหัวแม่มือขวาไว้ที่มุมล่างขวาของโต๊ะ การเคลื่อนที่ลงกลุ่มย่อยจะเกิดขึ้นพร้อมกับการเคลื่อนที่ของนิ้วชี้ทวนเข็มนาฬิกาเช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ไปทางซ้ายตามคาบนั่นคือรัศมีของอะตอมเมื่อเคลื่อนที่ไปทางซ้ายตามคาบเช่นเดียวกับเมื่อเคลื่อนที่ ลงกลุ่มย่อยเพิ่มขึ้น

ในทำนองเดียวกันสำหรับคุณสมบัติอื่น ๆ ขององค์ประกอบทางเคมี การรู้ว่าคุณสมบัตินี้หรือคุณสมบัตินั้นเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเลื่อนขึ้นและลงด้วยวิธีนี้คุณสามารถเรียกคืนในหน่วยความจำว่าคุณสมบัติเดียวกันเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเลื่อนไปทางซ้ายหรือขวาในตาราง

ใน วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ตารางของ DI Mendeleev เรียกว่าระบบธาตุทางเคมีเนื่องจากรูปแบบทั่วไปในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของอะตอมสารที่เรียบง่ายและซับซ้อนที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีจะถูกทำซ้ำในระบบนี้ในบางช่วง - ช่วงเวลา ด้วยเหตุนี้องค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่มีอยู่ในโลกจึงเป็นไปตามกฎธาตุเดียวที่ทำงานอย่างเป็นกลางในธรรมชาติซึ่งเป็นภาพกราฟิกซึ่งเป็นตารางธาตุ กฎหมายและระบบนี้ตั้งชื่อตามนักเคมีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ DI Mendeleev

ช่วงเวลา - นี่คือแถวขององค์ประกอบที่จัดเรียงในแนวนอนโดยมีค่าสูงสุดเท่ากันของจำนวนควอนตัมหลักของเวเลนซ์อิเล็กตรอน เลขคาบตรงกับจำนวนระดับพลังงานในอะตอมของธาตุ ช่วงเวลาประกอบด้วยองค์ประกอบจำนวนหนึ่ง: แรก - จาก 2, ที่สองและสาม - จาก 8, ที่สี่และที่ห้า - จาก 18, ช่วงที่หกประกอบด้วย 32 องค์ประกอบ มันขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอก ช่วงที่เจ็ดไม่สมบูรณ์ ช่วงเวลาทั้งหมด (ยกเว้นช่วงแรก) เริ่มต้นด้วยโลหะอัลคาไล (องค์ประกอบ s) และลงท้ายด้วยก๊าซมีตระกูล เมื่อระดับพลังงานใหม่เริ่มเติมเต็มช่วงเวลาใหม่จะเริ่มขึ้น ในช่วงที่มีการเพิ่มขึ้นของหมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบทางเคมีจากซ้ายไปขวาคุณสมบัติทางโลหะของสารง่าย ๆ จะลดลงและคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะจะเพิ่มขึ้น

คุณสมบัติของโลหะคือความสามารถของอะตอมของธาตุในการละทิ้งอิเล็กตรอนในระหว่างการสร้างพันธะเคมีและคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะคือความสามารถของอะตอมของธาตุในการจับอิเล็กตรอนของอะตอมอื่นในระหว่างการสร้างพันธะเคมี ในโลหะ s-sublevel ชั้นนอกเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนซึ่งยืนยันคุณสมบัติทางโลหะของอะตอม คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะของสารอย่างง่ายจะปรากฏขึ้นเมื่อมีการสร้างระดับย่อยด้านนอกและเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะของอะตอมได้รับการปรับปรุงในกระบวนการเติม p-sublevel ด้วยอิเล็กตรอน (จาก 1 ถึง 5) อะตอมที่มีชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกที่เติมเต็มอย่างสมบูรณ์ (ns 2 np 6) รวมตัวกันเป็นกลุ่ม ก๊าซมีตระกูลซึ่งเป็นสารเฉื่อยทางเคมี

ในช่วงเล็ก ๆ ที่มีการเติบโต ประจุบวก นิวเคลียสของอะตอมจำนวนอิเล็กตรอนในระดับภายนอกเพิ่มขึ้น(ตั้งแต่ 1 ถึง 2 - ในช่วงแรกและ 1 ถึง 8 - ในช่วงที่สองและสาม) ซึ่งอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบ: ในช่วงเริ่มต้นของช่วงเวลา (ยกเว้นช่วงแรก) มี โลหะอัลคาไลจากนั้นคุณสมบัติของโลหะจะค่อยๆอ่อนลงและคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะจะเพิ่มขึ้น ในช่วงเวลาใหญ่ ด้วยประจุนิวเคลียร์ที่เพิ่มขึ้นการเติมระดับด้วยอิเล็กตรอนมีความซับซ้อนมากขึ้นซึ่งยังอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้นเมื่อเทียบกับองค์ประกอบของช่วงเวลาเล็ก ๆ ดังนั้นในแถวของช่วงเวลาขนาดใหญ่ที่มีประจุเพิ่มขึ้นจำนวนอิเล็กตรอนที่ระดับภายนอกจะคงที่และเท่ากับ 2 หรือ 1 ดังนั้นในขณะที่การเติมระดับถัดไปหลังจากระดับชั้นนอก (ภายนอกที่สอง) ที่มีอิเล็กตรอนเกิดขึ้น คุณสมบัติขององค์ประกอบในแถวคู่จะเปลี่ยนแปลงช้ามาก เฉพาะในแถวคี่เมื่อจำนวนอิเล็กตรอนที่ระดับชั้นนอกเพิ่มขึ้นพร้อมกับประจุนิวเคลียร์ที่เพิ่มขึ้น (จาก 1 ถึง 8) คุณสมบัติของธาตุจะเริ่มเปลี่ยนไปในลักษณะเดียวกับในองค์ประกอบทั่วไป

กลุ่ม - เหล่านี้คือคอลัมน์แนวตั้งขององค์ประกอบที่มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากันกับหมายเลขกลุ่ม มีการแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยหลักและรอง กลุ่มย่อยที่สำคัญประกอบด้วยองค์ประกอบย่อยและช่วงเวลาที่สำคัญ เวเลนซ์อิเล็กตรอนขององค์ประกอบเหล่านี้ตั้งอยู่ที่ ns ด้านนอกและระดับย่อย np กลุ่มย่อยด้านข้างประกอบด้วยองค์ประกอบของช่วงเวลาขนาดใหญ่ เวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมันตั้งอยู่ที่ระดับ ns-sublevel ชั้นนอกและชั้นใน (n - 1) d-sublevel (หรือ (n - 2) f-sublevel) ขึ้นอยู่กับระดับย่อย (s-, p-, d- หรือ f-) ที่เต็มไปด้วยเวเลนซ์อิเล็กตรอนองค์ประกอบจะแบ่งออกเป็น:

1) องค์ประกอบ s - องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I และ II;

2) องค์ประกอบ p - องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม III-VII;

3) d -elements - องค์ประกอบของกลุ่มย่อยด้านข้าง;

4) องค์ประกอบ f - แลนทาไนด์แอกติไนด์

จากบนลงล่างในกลุ่มย่อยหลักคุณสมบัติของโลหะจะเพิ่มขึ้นและคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะจะอ่อนแอลง องค์ประกอบของกลุ่มหลักและกลุ่มรองมีคุณสมบัติแตกต่างกัน หมายเลขกลุ่มบ่งชี้ความจุสูงสุดขององค์ประกอบ ข้อยกเว้นคือออกซิเจนฟลูออรีนองค์ประกอบของกลุ่มย่อยทองแดงและกลุ่มที่แปด... โดยทั่วไปขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักและรองคือสูตรของออกไซด์ที่สูงขึ้น (และไฮเดรต) ออกไซด์ที่สูงขึ้นและไฮเดรตขององค์ประกอบของหมู่ I-III (ยกเว้นโบรอน) ถูกครอบงำโดยคุณสมบัติพื้นฐานตั้งแต่ IV ถึง VIII - เป็นกรด สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักสูตรของสารประกอบไฮโดรเจนเป็นเรื่องธรรมดา องค์ประกอบของกลุ่ม I-III เป็นของแข็ง - ไฮไดรด์เนื่องจากสถานะออกซิเดชั่นของไฮโดรเจนคือ -1 องค์ประกอบของกลุ่ม IV-VII เป็นก๊าซ สารประกอบไฮโดรเจนขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม IV (EN 4) เป็นกลางกลุ่ม V (EN3) เป็นเบสกลุ่ม VI และ VII (H 2 E และ NE) เป็นกรด

รัศมีของอะตอมการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในระบบองค์ประกอบทางเคมี

รัศมีของอะตอมจะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสในคาบเนื่องจากแรงดึงดูดของเปลือกอิเล็กตรอนโดยนิวเคลียสเพิ่มขึ้น "การบีบอัด" ชนิดหนึ่งเกิดขึ้น จากลิเธียมถึงนีออนประจุของนิวเคลียสจะค่อยๆเพิ่มขึ้น (จาก 3 เป็น 10) ซึ่งทำให้เกิดแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนต่อนิวเคลียสเพิ่มขึ้นขนาดของอะตอมลดลง ดังนั้นในช่วงเริ่มต้นของคาบจึงมีองค์ประกอบที่มีอิเล็กตรอนจำนวนน้อยอยู่บนชั้นอิเล็กตรอนด้านนอกและมีรัศมีขนาดใหญ่ของอะตอม อิเล็กตรอนที่อยู่ไกลออกไปจากนิวเคลียสจะถูกฉีกออกจากมันได้ง่ายซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับธาตุโลหะ

ในกลุ่มเดียวกันเมื่อมีการเพิ่มขึ้นของระยะเวลารัศมีอะตอมจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของประจุของอะตอมมีผลตรงกันข้าม จากมุมมองของทฤษฎีโครงสร้างอะตอมการเป็นของธาตุกับโลหะหรืออโลหะถูกกำหนดโดยความสามารถของอะตอมในการบริจาคหรือแนบอิเล็กตรอน อะตอมของโลหะบริจาคอิเล็กตรอนได้ค่อนข้างง่ายและไม่สามารถยึดติดกับชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกได้

DI Mendeleev ในปีพ. ศ. 2412 ได้กำหนดกฎเป็นระยะซึ่งดูเหมือนว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและสารที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุเป็นระยะ ๆ การจัดระบบองค์ประกอบทางเคมีบนพื้นฐานของมวลอะตอมสัมพัทธ์ Mendeleev ยังให้ความสนใจอย่างมากกับคุณสมบัติของธาตุและสารที่เกิดขึ้นโดยการกระจายองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันไปยังคอลัมน์แนวตั้ง - กลุ่ม ตามแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมพื้นฐานสำหรับการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีคือประจุของนิวเคลียสของอะตอมและการกำหนดกฎคาบเวลาที่ทันสมัยมีดังนี้คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและสารที่เกิดจาก พวกมันขึ้นอยู่กับประจุของนิวเคลียสของอะตอมเป็นระยะ ๆ ระยะเวลาในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของธาตุอธิบายได้จากการเกิดซ้ำเป็นระยะในโครงสร้างของระดับพลังงานภายนอกของอะตอม มันคือจำนวนระดับพลังงานจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่อยู่บนพวกมันและจำนวนอิเล็กตรอนในระดับภายนอกที่สะท้อนถึงสัญลักษณ์ที่นำมาใช้ในระบบธาตุ

ก) ความสม่ำเสมอที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของโลหะและอโลหะขององค์ประกอบ

• เมื่อมีการเคลื่อนไหว จากขวาไปซ้าย พร้อม โลหะระยะเวลา คุณสมบัติขององค์ประกอบ p เพิ่มขึ้น... ในทางตรงกันข้ามอโลหะเพิ่มขึ้น นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าทางด้านขวาเป็นองค์ประกอบที่เชลล์อิเล็กทรอนิกส์อยู่ใกล้กับออคเต็ตมากขึ้น องค์ประกอบทางด้านขวาของคาบมีแนวโน้มน้อยกว่าที่จะบริจาคอิเล็กตรอนเพื่อสร้างพันธะโลหะและโดยทั่วไปใน ปฏิกริยาเคมี.
• ตัวอย่างเช่นคาร์บอนเป็นอโลหะที่เด่นชัดกว่าโบรอนเพื่อนบ้านในยุคนั้นและไนโตรเจนมีคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะที่โดดเด่นกว่าคาร์บอน จากซ้ายไปขวาในคาบนั้นประจุของนิวเคลียสจะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นแรงดึงดูดต่อนิวเคลียสของเวเลนซ์อิเล็กตรอนจึงเพิ่มขึ้นและการกลับมาของพวกมันยากขึ้น ในทางตรงกันข้ามองค์ประกอบ s ทางด้านซ้ายของโต๊ะมีอิเล็กตรอนเพียงไม่กี่ตัวที่เปลือกนอกและมีประจุนิวเคลียร์ที่ต่ำกว่าซึ่งก่อให้เกิดพันธะโลหะ ด้วยข้อยกเว้นของไฮโดรเจนและฮีเลียมที่เข้าใจได้ (เปลือกของพวกมันใกล้จะเสร็จสมบูรณ์หรือเสร็จสมบูรณ์!) องค์ประกอบ s ทั้งหมดเป็นโลหะ องค์ประกอบ p สามารถเป็นได้ทั้งโลหะและอโลหะขึ้นอยู่กับว่าพวกมันอยู่ทางด้านซ้ายหรือด้านขวาของโต๊ะ
• อย่างที่เราทราบกันดีว่าองค์ประกอบ d- และ f มีอิเล็กตรอน "สำรอง" จากเปลือก "สุดท้าย" ซึ่งทำให้ลักษณะภาพที่เรียบง่ายขององค์ประกอบ s- และ p ซับซ้อน โดยทั่วไปองค์ประกอบ d และ f มีแนวโน้มที่จะแสดงคุณสมบัติของโลหะได้มากกว่า
• จำนวนองค์ประกอบที่ท่วมท้นคือ โลหะและมีเพียง 22 องค์ประกอบเท่านั้น อโลหะ: H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te ตลอดจนฮาโลเจนและก๊าซเฉื่อยทั้งหมด องค์ประกอบบางอย่างเนื่องจากสามารถแสดงคุณสมบัติของโลหะที่อ่อนแอได้เท่านั้นจึงเรียกว่า semimetals semimetals คืออะไร? หากคุณเลือกองค์ประกอบ p จากตารางธาตุและเขียนลงใน "บล็อก" ที่แยกจากกัน (ทำในรูปแบบ "ยาว" ของตาราง) รูปแบบที่แสดงในส่วนล่างซ้ายของบล็อกจะมี โลหะทั่วไป, บนขวา - ที่ไม่ใช่โลหะทั่วไป... เรียกว่าองค์ประกอบที่อยู่บริเวณพรมแดนระหว่างโลหะและอโลหะ เซมิเมททัล.
• โลหะกึ่งจะอยู่ประมาณตามแนวทแยงผ่านไปตามองค์ประกอบ p จากมุมบนซ้ายไปมุมขวาล่างของตารางธาตุ
• โลหะกึ่งมีตาข่ายคริสตัลโควาเลนต์ต่อหน้าการนำโลหะ (การนำไฟฟ้า) พวกมันมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนไม่เพียงพอที่จะสร้าง "อ็อกเต็ต" ที่เต็มเปี่ยม พันธะโควาเลนต์ (เช่นเดียวกับโบรอน) หรือไม่ยึดแน่นพอ (เช่นเทลลูเรียมหรือโพโลเนียม) เนื่องจากอะตอมมีขนาดใหญ่ ดังนั้นพันธะในผลึกโควาเลนต์ของธาตุเหล่านี้จึงเป็นโลหะบางส่วนในธรรมชาติ semimetals (ซิลิกอนเจอร์เมเนียม) บางชนิดเป็นสารกึ่งตัวนำ คุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ขององค์ประกอบเหล่านี้อธิบายได้จากสาเหตุที่ซับซ้อนหลายประการ แต่หนึ่งในนั้นคือการนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (แม้ว่าจะไม่ใช่ศูนย์) ซึ่งอธิบายได้จากพันธะโลหะที่อ่อนแอ บทบาทของเซมิคอนดักเตอร์ในวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์มีความสำคัญอย่างยิ่ง
• เมื่อมีการเคลื่อนไหว ลงสูงสุด ตามกลุ่ม โลหะเสริมความแข็งแรงคุณสมบัติขององค์ประกอบ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ากลุ่มที่ต่ำกว่านั้นมีองค์ประกอบที่มีกระสุนอิเล็กทรอนิกส์อยู่แล้วค่อนข้างมาก เปลือกนอกของมันอยู่ห่างจากแกนกลางมากขึ้น พวกมันถูกแยกออกจากนิวเคลียสโดย "เสื้อคลุม" ที่หนากว่าของเปลือกอิเล็กตรอนที่อยู่ต่ำกว่าและอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับชั้นนอกจะอ่อนแอกว่า

ข) ความสม่ำเสมอที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติรีดอกซ์ การเปลี่ยนแปลงอิเล็กโทรเนกาติวิตีขององค์ประกอบ

• เหตุผลข้างต้นอธิบายว่าทำไม จากซ้ายไปทางขวาเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของออกซิเจน คุณสมบัติและเมื่อเคลื่อนที่ ลงสูงสุด - การกู้คืน คุณสมบัติขององค์ประกอบ
• กฎข้อหลังใช้กับองค์ประกอบที่ผิดปกติเช่นก๊าซเฉื่อย จากคริปทอนและซีนอนของก๊าซมีตระกูล "หนัก" ซึ่งอยู่ส่วนล่างของกลุ่มทำให้สามารถ "เลือก" อิเล็กตรอนและได้สารประกอบที่มีสารออกซิแดนท์อย่างแรง (ฟลูออรีนและออกซิเจน) ในขณะที่ฮีเลียม "เบา" นีออนและอาร์กอนเป็นไปไม่ได้
• ที่มุมขวาบนของตารางคือฟลูออรีนที่ไม่ใช่โลหะออกซิไดเซอร์ (F) ที่มีการใช้งานมากที่สุดและที่มุมล่างซ้ายจะเป็นสารรีดิวซ์โลหะซีเซียม (Cs) ที่ออกฤทธิ์มากที่สุด ธาตุแฟรนเซียม (Fr) ควรเป็นตัวรีดิวซ์ที่มีฤทธิ์มากกว่า แต่คุณสมบัติทางเคมีของมันยากที่จะศึกษาเนื่องจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีอย่างรวดเร็ว
• ด้วยเหตุผลเดียวกับคุณสมบัติการออกซิไดซ์ของธาตุพวกมัน ความเสื่อมทางไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ด้วย จากซ้ายไปขวาถึงค่าสูงสุดสำหรับฮาโลเจน บทบาทที่สำคัญในเรื่องนี้คือระดับความสมบูรณ์ของวาเลนซ์เชลล์ความใกล้เคียงกับออคเต็ต
• เมื่อมีการเคลื่อนไหว ลงสูงสุด ตามกลุ่ม ไฟฟ้าลดลง... นี่เป็นเพราะการเพิ่มจำนวนของเปลือกอิเล็กตรอนซึ่งสุดท้ายอิเล็กตรอนจะถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียสที่อ่อนกว่าและอ่อนแอกว่า
• c) ความสม่ำเสมอที่เกี่ยวข้องกับขนาดของอะตอม
• ขนาดอะตอม (อะตอมมิครัศมี) เมื่อย้าย จากซ้ายไปขวา ตลอดระยะเวลา ลดลง... อิเล็กตรอนจะดึงดูดนิวเคลียสมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้น แม้แต่การเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนบนเปลือกนอก (ตัวอย่างเช่นในฟลูออรีนเมื่อเทียบกับออกซิเจน) ก็ไม่ได้นำไปสู่การเพิ่มขนาดของอะตอม ในทางตรงกันข้ามขนาดของอะตอมฟลูออรีนมีขนาดเล็กกว่าอะตอมของออกซิเจน
• เมื่อมีการเคลื่อนไหว รัศมีอะตอมจากด้านบน องค์ประกอบ เติบโตเนื่องจากมีปลอกอิเล็กทรอนิกส์มากขึ้น

d) ความสม่ำเสมอที่เกี่ยวข้องกับความจุขององค์ประกอบ

• องค์ประกอบที่เหมือนกัน กลุ่มย่อยมีโครงร่างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกที่คล้ายกันดังนั้นความจุเดียวกันในสารประกอบที่มีองค์ประกอบอื่น ๆ
• s-elements มีวาเลนซีที่ตรงกับหมายเลขกลุ่ม
• p-Elements มีความจุสูงสุดสำหรับพวกเขาเท่ากับหมายเลขกลุ่ม นอกจากนี้ยังสามารถมีวาเลนซ์เท่ากับผลต่างระหว่างเลข 8 (ออกเตต) และเลขหมู่ (จำนวนอิเล็กตรอนที่เปลือกนอก)
• d-Elements จัดแสดงวาเลนซ์ต่างๆมากมายที่ไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแม่นยำจากหมายเลขกลุ่ม
• ไม่เพียง แต่องค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารประกอบหลายชนิดเช่นออกไซด์ไฮไดรด์สารประกอบที่มีฮาโลเจน แต่ละ กลุ่มองค์ประกอบคุณสามารถเขียนสูตรของสารประกอบซึ่ง "ทำซ้ำ" เป็นระยะ ๆ (นั่นคือสามารถเขียนในรูปแบบของสูตรทั่วไป)

ดังนั้นเรามาสรุปความสม่ำเสมอของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่แสดงออกภายในช่วงเวลา:

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติบางอย่างขององค์ประกอบในช่วงเวลาจากซ้ายไปขวา:

• รัศมีของอะตอมลดลง
• อิเล็กโทรเนกาติวิตีขององค์ประกอบเพิ่มขึ้น
• จำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นจาก 1 เป็น 8 (เท่ากับหมายเลขกลุ่ม)
• สถานะออกซิเดชันสูงสุดเพิ่มขึ้น (เท่ากับหมายเลขกลุ่ม);
• จำนวนชั้นอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมไม่เปลี่ยนแปลง
• คุณสมบัติของโลหะลดลง
• คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะขององค์ประกอบจะเพิ่มขึ้น

การเปลี่ยนคุณสมบัติบางอย่างขององค์ประกอบในกลุ่มจากบนลงล่าง:

• ประจุของนิวเคลียสของอะตอมเพิ่มขึ้น
• รัศมีของอะตอมเพิ่มขึ้น
• จำนวนระดับพลังงาน (ชั้นอิเล็กทรอนิกส์) ของอะตอมเพิ่มขึ้น (เท่ากับจำนวนคาบ)
• จำนวนอิเล็กตรอนบนชั้นนอกของอะตอมเท่ากัน (เท่ากับหมายเลขกลุ่ม)
• ความแข็งแรงพันธะของอิเล็กตรอนของชั้นนอกกับนิวเคลียสลดลง
• อิเล็กโทรเนกาติวิตีลดลง
• ความเป็นโลหะขององค์ประกอบเพิ่มขึ้น
• ความเป็นอโลหะขององค์ประกอบจะลดลง

เอกสารอ้างอิงสำหรับการผ่านการทดสอบ:

ตารางธาตุ

ตารางการละลาย

ความสม่ำเสมอของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีของธาตุและสารประกอบตามคาบและกลุ่ม

มาแสดงรายการความสม่ำเสมอของการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติซึ่งแสดงออกภายในช่วงเวลา:

- คุณสมบัติของโลหะลดลง

- คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะได้รับการปรับปรุง

- สถานะออกซิเดชั่นของธาตุในออกไซด์ที่สูงขึ้นเพิ่มขึ้นจาก $ + 1 $ เป็น $ + 7 $ ($ + 8 $ สำหรับ $ Os $ และ $ Ru $);

- สถานะออกซิเดชั่นขององค์ประกอบในสารประกอบไฮโดรเจนระเหยเพิ่มขึ้นจาก $ -4 $ เป็น $ -1 $;

- ออกไซด์จากพื้นฐานถึงแอมโฟเทอริกจะถูกแทนที่ด้วยออกไซด์ที่เป็นกรด

- ไฮดรอกไซด์จากด่างผ่านแอมโฟเทอริกจะถูกแทนที่ด้วยกรด

D.I. Mendeleev ในราคา 1869 เหรียญได้ข้อสรุป - กำหนดกฎหมาย Periodic ซึ่งมีลักษณะดังนี้:

คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและสารที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุเป็นระยะ ๆ

การจัดระบบองค์ประกอบทางเคมีบนพื้นฐานของมวลอะตอมสัมพัทธ์ Mendeleev ยังให้ความสนใจอย่างมากกับคุณสมบัติของธาตุและสารที่เกิดขึ้นโดยการกระจายองค์ประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันไปยังคอลัมน์แนวตั้ง

บางครั้งในการละเมิดรูปแบบที่เปิดเผยโดยเขา Mendeleev ใส่องค์ประกอบที่หนักกว่าโดยมีค่ามวลอะตอมสัมพัทธ์ต่ำกว่า ตัวอย่างเช่นเขาเขียนโคบอลต์ลงในตารางก่อนนิกเกิลเทลลูเรียมก่อนไอโอดีนและเมื่อพบก๊าซเฉื่อย (มีตระกูล) อาร์กอนก่อนโพแทสเซียม Mendeleev ถือว่าการจัดเรียงนี้จำเป็นเพราะไม่เช่นนั้นองค์ประกอบเหล่านี้จะตกอยู่ในกลุ่มขององค์ประกอบที่แตกต่างกันในคุณสมบัติโดยเฉพาะอย่างยิ่งโพแทสเซียมโลหะอัลคาไลจะตกอยู่ในกลุ่มของก๊าซเฉื่อยและอาร์กอนก๊าซเฉื่อย - ในกลุ่มของโลหะอัลคาไล

DI Mendeleev ไม่สามารถอธิบายข้อยกเว้นเหล่านี้กับกฎทั่วไปไม่สามารถอธิบายเหตุผลของช่วงเวลาของคุณสมบัติของธาตุและสารที่เกิดขึ้นได้ อย่างไรก็ตามเขาเล็งเห็นว่าเหตุผลนี้อยู่ในโครงสร้างที่ซับซ้อนของอะตอมซึ่งโครงสร้างภายในยังไม่มีการศึกษาในเวลานั้น

ตามแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมพื้นฐานสำหรับการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีคือประจุของนิวเคลียสของอะตอมและสูตรที่ทันสมัยของกฎคาบมีดังนี้:

คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีและสารที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับประจุของนิวเคลียสของอะตอมเป็นระยะ ๆ

ระยะเวลาในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของธาตุอธิบายได้จากการเกิดซ้ำเป็นระยะในโครงสร้างของระดับพลังงานภายนอกของอะตอม มันคือจำนวนระดับพลังงานจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่อยู่บนพวกมันและจำนวนอิเล็กตรอนในระดับภายนอกที่สะท้อนถึงสัญลักษณ์ที่นำมาใช้ในตารางธาตุนั่นคือ เปิดเผยความหมายทางกายภาพของหมายเลขช่วงเวลาหมายเลขกลุ่มและหมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบ

โครงสร้างของอะตอมยังอธิบายถึงสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะและอโลหะของธาตุในช่วงเวลาและกลุ่มต่างๆ

กฎธาตุและตารางธาตุของ DI Mendeleev สรุปข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีและสารที่เกิดจากสารเหล่านี้และอธิบายระยะเวลาในการเปลี่ยนคุณสมบัติและเหตุผลของความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติของธาตุในกลุ่มเดียวกัน คุณค่าที่สำคัญสองประการนี้ของกฎธาตุและระบบธาตุเสริมด้วยอีกหนึ่งค่าซึ่งก็คือความสามารถในการทำนายนั่นคือ ทำนายอธิบายคุณสมบัติและระบุวิธีการค้นพบองค์ประกอบทางเคมีใหม่ ๆ

ลักษณะทั่วไปของโลหะในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I ± III ที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D.I Mendeleev และคุณสมบัติโครงสร้างของอะตอม

องค์ประกอบทางเคมี - โลหะ

องค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่จัดอยู่ในประเภทโลหะ - $ 92 ขององค์ประกอบที่เป็นที่รู้จัก $ 114

โลหะทั้งหมดยกเว้นปรอทโดยปกติจะเป็นของแข็งและมีคุณสมบัติทั่วไปหลายประการ

โลหะ เป็นสารที่มีความหนืดเหนียวและยืดหยุ่นได้ซึ่งมีความมันวาวของโลหะและสามารถนำความร้อนและกระแสไฟฟ้าได้

อะตอมของธาตุโลหะบริจาคอิเล็กตรอนให้กับชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอก (และชั้นนอกก่อนชั้นนอก) บางส่วนเปลี่ยนเป็นไอออนบวก

อย่างที่คุณทราบคุณสมบัติของอะตอมโลหะนี้พิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันมีรัศมีค่อนข้างใหญ่และมีอิเล็กตรอนจำนวนน้อย (ส่วนใหญ่ตั้งแต่ $ 1 $ ถึง $ 3 $ ที่ชั้นนอก)

ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือโลหะ $ 6 $: เจอร์เมเนียมดีบุกอะตอมของตะกั่วที่ชั้นนอกมีอิเล็กตรอน $ 4 $ พลวงและอะตอมบิสมัทมี $ 5 $ อะตอมโพโลเนียมมี $ 6 $

อะตอมของโลหะมีลักษณะเป็นค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีเล็กน้อย (จาก 0.7 $ ถึง 1.9 $) และคุณสมบัติที่ลดลงอย่างมากเช่น ความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอน

คุณรู้อยู่แล้วว่าในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I. Mendeleev โลหะจะอยู่ต่ำกว่าโบรอน - แอสทาทีนในแนวทแยงและด้านบนในกลุ่มย่อยด้านข้าง ในช่วงเวลาและกลุ่มย่อยหลักความสม่ำเสมอที่คุณรู้จักดำเนินการในการเปลี่ยนแปลงของโลหะดังนั้นคุณสมบัติการลดลงของอะตอมของธาตุ

องค์ประกอบทางเคมีตั้งอยู่ใกล้กับโบรอน - แอสทาทีนในแนวทแยง ($ Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb $) มีคุณสมบัติคู่: ในสารประกอบบางชนิดมีลักษณะเหมือนโลหะในขณะที่สารอื่น ๆ แสดงคุณสมบัติของอโลหะ

ในกลุ่มย่อยด้านข้างคุณสมบัติการรีดิวซ์ของโลหะส่วนใหญ่มักจะลดลงตามหมายเลขซีเรียลที่เพิ่มขึ้น

สิ่งนี้สามารถอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าความแข็งแรงของพันธะของเวเลนซ์อิเล็กตรอนกับนิวเคลียสของอะตอมของโลหะเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากค่าของประจุนิวเคลียร์มากกว่าไม่ใช่รัศมีของอะตอม ขนาดของประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนต่อนิวเคลียสเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกันรัศมีของอะตอมจะเพิ่มขึ้น แต่ไม่มากเท่ากับโลหะของกลุ่มย่อยหลัก

สารที่เรียบง่ายที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมี - โลหะและสารที่มีโลหะซับซ้อนมีบทบาทสำคัญต่อ "ชีวิต" ของแร่และอินทรีย์ของโลก พอจะนึกออกว่าอะตอม (ไอออน) ของธาตุโลหะเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบที่กำหนดการเผาผลาญในร่างกายมนุษย์และสัตว์ ตัวอย่างเช่นธาตุ 76 ดอลลาร์พบในเลือดของมนุษย์ซึ่งมีเพียง 14 ดอลลาร์เท่านั้นที่ไม่ใช่โลหะ ในร่างกายมนุษย์มีองค์ประกอบบางอย่าง - โลหะ (แคลเซียมโพแทสเซียมโซเดียมแมกนีเซียม) อยู่ในปริมาณมากเช่น คือ ธาตุอาหารหลัก และโลหะเช่นโครเมียมแมงกานีสเหล็กโคบอลต์ทองแดงสังกะสีโมลิบดีนัมมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยเช่น นี่คือ องค์ประกอบการติดตาม

คุณสมบัติของโครงสร้างโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I-III

โลหะอัลคาไล - เป็นโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I อะตอมของพวกเขาในระดับพลังงานภายนอกมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัว โลหะอัลคาไลเป็นสารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่ง ความสามารถในการลดทอนและการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของจำนวนลำดับขององค์ประกอบ (เช่นจากบนลงล่างในตารางธาตุ) พวกเขาทั้งหมดมีการนำไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของโลหะอัลคาไลจะลดลงเมื่อจำนวนลำดับของธาตุเพิ่มขึ้น จุดหลอมเหลวและจุดเดือดลดลงด้วย โลหะอัลคาไลทำปฏิกิริยากับสารง่าย ๆ หลายชนิด - ตัวออกซิไดซ์ ในการทำปฏิกิริยากับน้ำพวกมันจะสร้างฐานที่ละลายน้ำได้ (ด่าง)

ธาตุดินอัลคาไลน์เป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II อะตอมของธาตุเหล่านี้ประกอบด้วยอิเล็กตรอนสองตัวในระดับพลังงานภายนอก เป็นตัวรีดิวซ์และมีสถานะออกซิเดชัน $ + 2 $ ในกลุ่มย่อยหลักนี้จะสังเกตเห็นรูปแบบทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขนาดของอะตอมในกลุ่มจากบนลงล่างและพันธะเคมีระหว่างอะตอมก็อ่อนตัวลงเช่นกัน ด้วยการเพิ่มขนาดของไอออนคุณสมบัติที่เป็นกรดจะอ่อนลงและคุณสมบัติพื้นฐานของออกไซด์และไฮดรอกไซด์จะเพิ่มขึ้น

กลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม III ประกอบด้วยธาตุโบรอนอลูมิเนียมแกลเลียมอินเดียมและแทลเลียม องค์ประกอบทั้งหมดอ้างถึง $ p $ -elements ที่ระดับพลังงานภายนอกแต่ละตัวมี $ (s ^ 2p ^ 1) $ อิเล็กตรอนสามตัวซึ่งอธิบายถึงความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติ สถานะออกซิเดชัน $ + 3 $ ภายในกลุ่มเมื่อประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้นคุณสมบัติของโลหะจะเพิ่มขึ้น โบรอนเป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะในขณะที่อลูมิเนียมมีคุณสมบัติเป็นโลหะอยู่แล้ว องค์ประกอบทั้งหมดก่อตัวเป็นออกไซด์และไฮดรอกไซด์

ลักษณะของธาตุทรานซิชัน±ทองแดงสังกะสีโครเมียมเหล็กตามตำแหน่งในตารางธาตุของธาตุเคมี D.I.Mendeleev และลักษณะโครงสร้างของอะตอม

องค์ประกอบโลหะส่วนใหญ่พบในกลุ่มด้านข้างของตารางธาตุ

ในช่วงที่สี่ชั้นอิเล็กตรอนที่สี่จะปรากฏในอะตอมของโพแทสเซียมและแคลเซียมและมีการเติมระดับน้ำตาลในเลือด $ 4s $ เนื่องจากมีพลังงานต่ำกว่าระดับการย่อย $ 3 $ $ K, Ca คือ s $ -elements ในกลุ่มย่อยหลัก ในอะตอมจาก $ Sc $ ถึง $ Zn $ ค่า sublevel $ 3d $ เต็มไปด้วยอิเล็กตรอน

ให้เราพิจารณาว่ากองกำลังใดกระทำกับอิเล็กตรอนซึ่งถูกเพิ่มเข้าไปในอะตอมพร้อมกับประจุนิวเคลียร์ที่เพิ่มขึ้น ในแง่หนึ่งมีแรงดึงดูดจากนิวเคลียสของอะตอมซึ่งทำให้อิเล็กตรอนมีระดับพลังงานอิสระต่ำสุด ในทางกลับกันการขับไล่โดยอิเล็กตรอนที่มีอยู่แล้ว เมื่อมีอิเล็กตรอน $ 8 $ ที่ระดับพลังงาน ($ s- $ และ $ p- $ orbitals ถูกครอบครอง) เอฟเฟกต์ที่น่ารังเกียจโดยทั่วไปของพวกมันจะแข็งแกร่งมากจนอิเล็กตรอนตัวถัดไปตกลงมาแทนที่จะเป็นพลังงานที่ต่ำกว่า $ d- $ โคจรไปยัง $ s- $ ออร์บิทัลที่สูงขึ้นของระดับถัดไป โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของระดับพลังงานภายนอกสำหรับโพแทสเซียมคือ $ ... 3d ^ (0) 4s ^ 1 $ สำหรับแคลเซียม - $ ... 3d ^ (0) 4s ^ 2 $

การเพิ่มอิเล็กตรอนอีกหนึ่งตัวในสแกนเดียมในภายหลังจะนำไปสู่จุดเริ่มต้นของการเติมออร์บิทัล $ 3d $ แทนออร์บิทัล $ 4p $ ที่มีพลังงานสูงกว่า สิ่งนี้กลายเป็นประโยชน์มากขึ้นอย่างกระตือรือร้น การเติม $ 3d $ -orbital ลงท้ายด้วยสังกะสีซึ่งมีโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) 3s ^ (2) 3p ^ (6) 3d ^ (10) 4s ^ 2 $. ควรสังเกตว่าสำหรับองค์ประกอบทองแดงและโครเมียมจะสังเกตเห็นปรากฏการณ์ "จุ่ม" ของอิเล็กตรอน ในอะตอมของทองแดงอิเล็กตรอน $ d $ 10 จะเคลื่อนที่ไปที่ระดับ sublevel $ 3d $ ที่สาม

สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของทองแดงคือ $ ... 3d ^ (10) 4s ^ 1 $ อะตอมโครเมียมที่ระดับพลังงานที่สี่ ($ s $ -orbital) ต้องมีอิเล็กตรอน $ 2 $ อย่างไรก็ตามหนึ่งในสองอิเล็กตรอนจะไปสู่ระดับพลังงานที่สามไปยัง $ d $ - ออร์บิทัลที่ไม่ได้เติมเต็มสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของมันคือ $ ...

ดังนั้นในทางตรงกันข้ามกับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักที่มีการเติมออร์บิทัลอะตอมระดับนอกที่มีอิเล็กตรอนอย่างค่อยเป็นค่อยไปจะมีการเติม $ d $ -orbitals ของระดับพลังงานสุดท้ายขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยทุติยภูมิ ดังนั้นชื่อ: $ d $ -elements

สารอย่างง่ายทั้งหมดที่เกิดจากองค์ประกอบของกลุ่มย่อยของตารางธาตุคือโลหะ เนื่องจากออร์บิทัลของอะตอมมีจำนวนมากกว่าองค์ประกอบโลหะของกลุ่มย่อยหลักอะตอมขององค์ประกอบ $ d $ จึงสร้างพันธะเคมีจำนวนมากซึ่งกันและกันจึงสร้างตาข่ายคริสตัลที่แข็งแกร่งขึ้น มีความแข็งแรงมากขึ้นทั้งทางกลไกและเมื่อเทียบกับความร้อน ดังนั้นโลหะของกลุ่มย่อยทุติยภูมิจึงมีความแข็งแกร่งและทนไฟได้มากที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด

เป็นที่ทราบกันดีว่าถ้าอะตอมมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนมากกว่าสามตัวองค์ประกอบนั้นจะแสดงความจุตัวแปร ข้อนี้ใช้กับ $ d $ -elements ส่วนใหญ่ ความจุสูงสุดของพวกเขาเช่นเดียวกับในองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักเท่ากับจำนวนกลุ่ม (แม้ว่าจะมีข้อยกเว้น) องค์ประกอบที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนจำนวนเท่ากันจะรวมอยู่ในกลุ่มภายใต้หมายเลขเดียวกัน $ (Fe, Co, Ni) $

ใน $ d $ -elements การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ภายในช่วงเวลาหนึ่งเมื่อเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวานั่นคือ ด้วยการเพิ่มขึ้นของความจุมันมาจากคุณสมบัติพื้นฐานผ่านแอมโฟเทอริกไปเป็นกรด ตัวอย่างเช่น chrome มี valencies $ + 2, +3, + 6 $; และออกไซด์ของมัน: $ CrO $ - พื้นฐาน, $ Cr_ (2) O_3 $ - แอมโฟเทอริก, $ CrO_3 $ - เป็นกรด

ลักษณะทั่วไปของอโลหะของกลุ่มย่อยหลัก IV ± VII กลุ่มที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I. Mendeleev และคุณสมบัติโครงสร้างของอะตอม

องค์ประกอบทางเคมี - อโลหะ

การจำแนกองค์ประกอบทางเคมีทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกคือการแบ่งออกเป็นโลหะและอโลหะ การจำแนกประเภทนี้ไม่ได้สูญเสียความสำคัญไปในปัจจุบัน

อโลหะ- สิ่งเหล่านี้คือองค์ประกอบทางเคมีซึ่งอะตอมมีลักษณะความสามารถในการรับอิเล็กตรอนจนกว่าชั้นนอกจะเสร็จสมบูรณ์เนื่องจากการมีอิเล็กตรอนอยู่บนชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกตามกฎแล้วมีอิเล็กตรอน 4 ตัวขึ้นไปและมีรัศมีอะตอมขนาดเล็ก ด้วยอะตอมของโลหะ

คำจำกัดความนี้ทิ้งองค์ประกอบของกลุ่ม VIII ของกลุ่มย่อยหลัก - ก๊าซเฉื่อยหรือมีตระกูลซึ่งอะตอมมีชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกที่สมบูรณ์ การกำหนดรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้จึงไม่สามารถนำมาประกอบกับโลหะหรืออโลหะได้ พวกมันเป็นวัตถุที่แยกองค์ประกอบออกเป็นโลหะและอโลหะโดยมีตำแหน่งเป็นเส้นเขตแดนระหว่างพวกมัน ก๊าซเฉื่อยหรือมีตระกูล ("ไฮโซ" แสดงด้วยความเฉื่อย) บางครั้งเรียกว่าอโลหะ แต่เป็นทางการตามลักษณะทางกายภาพ สารเหล่านี้ยังคงเป็นก๊าซอยู่จนถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก ดังนั้นฮีเลียมจะไม่ผ่านเข้าสู่สถานะของเหลวที่ $ t ° \u003d -268.9 °С $

ความเฉื่อยทางเคมีขององค์ประกอบเหล่านี้สัมพันธ์กัน สำหรับซีนอนและคริปทอนสารประกอบที่มีฟลูออรีนและออกซิเจนเป็นที่รู้จัก: $ KrF_2, XeF_2, XeF_4 $ และอื่น ๆ ไม่ต้องสงสัยในการก่อตัวของสารประกอบเหล่านี้ก๊าซเฉื่อยมีบทบาทเป็นตัวรีดิวซ์

จากคำจำกัดความของอโลหะเป็นไปตามที่อะตอมของพวกมันมีลักษณะค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง มีตั้งแต่ $ 2 ถึง $ 4 อโลหะเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักซึ่งส่วนใหญ่เป็น $ p $ -elements ยกเว้นธาตุไฮโดรเจน

องค์ประกอบอโลหะทั้งหมด (ยกเว้นไฮโดรเจน) ครอบครองมุมขวาบนในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I.

อย่างไรก็ตามควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับตำแหน่งคู่ของไฮโดรเจนในตารางธาตุ: ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I และ VII นี่ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ ในแง่หนึ่งอะตอมของไฮโดรเจนเช่นอะตอมของโลหะอัลคาไลมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวอยู่ด้านนอก (และสำหรับชั้นเดียวเท่านั้น) อิเล็กตรอน (การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ $ 1s ^ 1 $) ซึ่งสามารถบริจาคได้โดยแสดงคุณสมบัติ ของตัวรีดิวซ์

ในสารประกอบส่วนใหญ่ไฮโดรเจนเช่นโลหะอัลคาไลมีสถานะออกซิเดชั่น $ + 1 $ แต่การกลับมาของอิเล็กตรอนโดยอะตอมของไฮโดรเจนนั้นยากกว่าอะตอมของโลหะอัลคาไล ในทางกลับกันอะตอมของไฮโดรเจนเช่นอะตอมของฮาโลเจนขาดอิเล็กตรอนหนึ่งตัวก่อนที่ชั้นอิเล็กตรอนด้านนอกจะเสร็จสมบูรณ์ดังนั้นอะตอมของไฮโดรเจนจึงสามารถรับอิเล็กตรอนได้หนึ่งตัวโดยแสดงคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์และลักษณะสถานะออกซิเดชั่นของฮาโลเจน - $ 1 $ ในไฮไดรด์ (สารประกอบที่มีโลหะเช่นสารประกอบโลหะที่มีฮาโลเจน - ไลด์) แต่การติดอิเล็กตรอนหนึ่งตัวเข้ากับอะตอมของไฮโดรเจนนั้นยากกว่าการใช้ฮาโลเจน

คุณสมบัติของอะตอมของธาตุ - ไม่ใช่โลหะ

อะตอมของอโลหะถูกครอบงำโดยคุณสมบัติการออกซิไดซ์นั่นคือ ความสามารถในการติดอิเล็กตรอน ความสามารถนี้โดดเด่นด้วยค่าของอิเล็กโทรเนกาติวิตีซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาและกลุ่มย่อยเป็นประจำ

ฟลูออรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งที่สุดอะตอมในปฏิกิริยาเคมีไม่สามารถบริจาคอิเล็กตรอนได้เช่น แสดงคุณสมบัติในการบูรณะ

การกำหนดค่าของชั้นอิเล็กตรอนด้านนอก

อโลหะอื่น ๆ สามารถแสดงคุณสมบัติในการรีดิวซ์ได้แม้ว่าจะมีระดับที่อ่อนกว่าโลหะมากก็ตาม ในช่วงเวลาและกลุ่มย่อยความสามารถในการลดลงของพวกเขาจะเปลี่ยนไปในลำดับย้อนกลับเมื่อเทียบกับตัวออกซิเดชั่น

องค์ประกอบทางเคมี - อโลหะเพียง $ 16 $! ไม่มากนักเมื่อคุณคิดว่ารายการ $ 114 $ เป็นที่รู้จัก องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะสองชนิดคิดเป็น 76% ของมวลของเปลือกโลก เหล่านี้คือออกซิเจน ($ 49% $) และซิลิกอน ($ 27% $) ชั้นบรรยากาศมีมวลออกซิเจนในเปลือกโลก 0.03% $ 0.03% อโลหะคิดเป็น $ 98.5% $ ของน้ำหนักพืช $ 97.6% $ ของน้ำหนักตัวมนุษย์ ที่ไม่ใช่โลหะ $ C, H, O, N, S, P $ - ออร์แกโนเจนที่สร้างสารอินทรีย์ที่สำคัญที่สุดของเซลล์สิ่งมีชีวิต: โปรตีนไขมันคาร์โบไฮเดรต กรดนิวคลีอิก... อากาศที่เราหายใจรวมถึงสารที่เรียบง่ายและซับซ้อนซึ่งเกิดจากองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ (ออกซิเจน $ O_2 $ ไนโตรเจน $ N_2 $ คาร์บอนไดออกไซด์ $ СО_2 $ ไอน้ำ $ Н_2О $ ฯลฯ )

ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลักของจักรวาล วัตถุในอวกาศจำนวนมาก (เมฆก๊าซดาวรวมทั้งดวงอาทิตย์) มากกว่าครึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจน บนโลกรวมถึงชั้นบรรยากาศไฮโดรสเฟียร์และธรณีภาคมีราคาเพียง $ 0.88% $ แต่นี่เป็นโดยมวลและมวลอะตอมของไฮโดรเจนมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นเนื้อหาที่มีขนาดเล็กจึงปรากฏให้เห็นเท่านั้นและจากทุกๆ $ 100 $ บนโลก 17 $ เป็นอะตอมของไฮโดรเจน