Периодический закон и периодическая система

Jeremiah
04 Июн 2018, 13:59

2243
0

Периодический закон — один из важнейших законов химии.

Этот закон открыл в 1869 г. великий русский ученый-химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834— 1907).

В середине XlX в. было известно около 60 химических элементов. Д. И Менделеев полагал, что должен существовать закон, который объединяет все химические элементы. Менделеев считал, что главной характеристикой элемента является его атомная масса. Поэтому он расположил все известные элементы в один ряд в порядке увеличения их атомной массы.

В данной таблице вы видите часть этого ряда (первые 16 элементов). Внимательно посмотрите, как изменяются свойства элементов и их соединений. В ряду от Li до F металлические свойства элементов ослабляются, а неметаллические свойства усиливаются. Аналогично изменяются свойства элементов в ряду от Na до Cl. Следующий элемент K, как Li и Na, является типичным металлом.

Высшая валентность элементов увеличивается от у Li до V у (кислород и фтор имеют постоянную валентность, соответственно П и 1) и от I у Na до VII у Cl. Следующий элемент K, как Li и Na, имеет валентность I.

В ряду оксидов от Li₂O до N₂O₅ и гидроксидов от LiОН до HNO₃ основные свойства ослабляются, а кислотные свойства усиливаются. Аналогично изменяются свойства оксидов и гидроксидов в ряду от Na₂O и NaОН до Cl₂O₇ и HClO₄. Оксид калия K₂О, как и оксиды лития и натрия Li₂O и Na₂O, является основным оксидом, а гидроксид калия KОН, как и гидроксиды лития и натрия LiOH и NaОН, является типичным основанием.

Аналогично изменяются формы и свойства водородных соединений неметаллов от СН₄ до HF и от SiH₄ до HCl.

Такой характер изменения свойств элементов и их соединений, какой наблюдается при увеличении атомной массы элементов, называется периодическим изменением. Свойства всех химических элементов при увеличении атомной массы изменяются периодически.

Это периодическое изменение называется периодической зависимостью свойств элементов и их соединений от величины атомной массы.

Поэтому Д. И. Менделеев сформулировал открытый им закон так:

Свойства элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомной массы элементов.

Менделеев расположил периоды элементов друг под другом и в результате составил периодическую систему элементов.

Ниже вы видите часть периодической системы, которая содержит первые 16 элементов (в ней отсутствуют инертные газы Не, Ne и Ar, которые были открыты после 1869 г.).

Периодическая система — это графическое выражение периодического закона. Современная периодическая система содержит 110 химических элементов. Каждый элемент занимает определенное место (клетку) в периодической системе и имеет свой порядковый (атомный) номер. Например:

Структура периодической системы

Периодическая система состоит из семи периодов, десяти рядов и восьми групп.

Период — это последовательность элементов, которая начинается щелочным металлом (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) и заканчивается благородным газом (Не, Ne, Ar, Kr, Хе, Rn).

Исключения: первый период, который начинается водородом; седьмой период, который является незавершенным.

Периоды разделяются на малые и большие. Малые периоды состоят из одного горизонтального ряда. Первый, второй и третий периоды являются малыми. Большие периоды состоят из двух горизонтальных рядов. Четвертый, пятый и шестой периоды являются большими. Верхние ряды больших периодов называются четными, нижние ряды -нечетными.

В шестом периоде после лантана La (Z = 57) находятся 14 элементов (Z = 58—71), которые похожи по свойствам на лантан и называются лантаноидами. Они располагаются в нижней части периодической системы.

В незавершенном седьмом периоде после актиния Ас (Z = 89) находятся 14 элементов (Z = 90—103), которые похожи по свойствам на актиний и называются актиноидами. Как и лантаноиды, они располагаются в нижней части периодической системы.

В каждом периоде слева направо металлические свойства элементов ослабляются, а неметаллические свойства усиливаются.

В четных рядах больших периодов находятся только металлы.

Группа – это совокупность элементов, которые имеют одинаковую высшую валентность в оксидах и в других соединениях. Эта валентность равна номеру группы.

Исключения:

Каждая группа состоит из двух подгрупп: главной и побочной. Главная подгруппа содержит элементы малых и больших периодов. Побочная подгруппа содержит элементы только больших периодов.

Например, рассмотрим 1-ю группу периодической системы:

В главных подгруппах сверху вниз металлические свойства усиливаются, а неметаллические свойства ослабляются. Все элементы побочных подгрупп являются металлами.