Химия · 11 класс · Химия ФГОС (Габриелян) · урок 2 · только теория
Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, их связь с современной теорией строен
Периодический закон, открытый Менделеевым в 1869 году, утверждает, что свойства элементов периодичны. Современная формулировка связывает периодичность свойств с зарядом ядра атома, что объясняется периодическим повторением строения внешнего электронного слоя.
Чему учимся понимать
Научиться определять положение элемента в периодической системе по его электронной формуле и понимать физический смысл порядкового номера.
Зачем это нужно
Периодическая система служит ключом к пониманию свойств веществ, позволяет предсказывать свойства новых элементов и направлять поиск новых материалов и катализаторов.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Современная формулировка закона гласит, что свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.
- Номер периода равен числу энергетических уровней в атоме.
- Номер группы главных подгрупп равен числу валентных электронов.
- Лантаноиды и актиноиды схожи по свойствам, так как у них заполняется глубоко лежащий f-подуровень.
- Периодический закон демонстрирует переход количественных изменений в качественные.
- Менделеев предсказал свойства элементов, оставив пустые клетки для еще не открытых элементов.
Определения
- Периодический закон
- Свойства химических элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ, находятся в периодической зависимости от заряда ядра (порядкового номера) их атомов.
- Период
- Горизонтальный ряд элементов, номер которого равен числу энергетических уровней в атоме.
- Группа
- Вертикальный столбец элементов с одинаковым числом валентных электронов и схожими химическими свойствами.
- s-блок
- Блок элементов, включающий IA и IIA группы, где заполняется s-подуровень.
- p-блок
- Блок элементов, включающий IIIA–VIIIA группы, где заполняется p-подуровень.
- d-блок
- Блок элементов, включающий побочные подгруппы, где заполняется d-подуровень.
- f-блок
- Блок элементов, включающий лантаноиды и актиноиды, где заполняется f-подуровень.
Ключевые факты и правила
- Периодический закон был открыт Д. И. Менделеевым в 1869 году.
- Физический смысл порядкового номера: Z = заряд ядра = число протонов = число электронов в нейтральном атоме.
- Номер группы главных подгрупп равен высшей степени окисления элемента.
- В малых периодах (1, 2, 3) элементов 2, 8, 8 соответственно.
- В больших периодах (4, 5) по 18 элементов.
- В больших периодах (6, 7) по 32 элемента, включая ряды лантаноидов и актиноидов.
Теория
Изучить историю открытия закона Менделеевым в 1869 году и его первоначальную формулировку.
Изучить современную формулировку закона, основанную на заряде ядра.
Разобрать структуру периодической системы: периоды, группы и подгруппы.
Изучить связь положения элемента с электронной структурой атома.
Изучить электронные семейства элементов (s, p, d, f блоки).
Разобрать значение периодического закона для науки и практики.
Примеры
- Пример 1случай
- Элемент с Z = 17 (хлор): электронная формула 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵
- Это 3-й период (3 энергетических уровня), VIIA группа (7 валентных электронов), p-элемент, типичный неметалл
Интересно знать
- Менделеев оставил пустые клетки для еще не открытых элементов, например, предсказав свойства эка-алюминия (Ga), эка-бора (Sc) и эка-кремния (Ge).
- Менделеев исправил атомные массы некоторых элементов, таких как Be, In и U, чтобы они соответствовали периодическому закону.
- Лантаноиды (Ce–Lu) и актиноиды (Th–Lr) очень близки по свойствам, так как различия затрагивают глубоко лежащие электронные слои.
Связанные темы
- Строение атома
- Химическая связь
- Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеев