Народна Освіта » Хімія » § 12. Періодична система хімічних елементів з позиції теорії будови атома

НАРОДНА ОСВІТА

§ 12. Періодична система хімічних елементів з позиції теорії будови атома

Опрацювавши параграф, ви дізнаєтеся:

як змінюється електронна будова зовнішнього електронного шару атомів і які електрони в атомі є валентними; як змінюються радіуси атомів елементів у періодах і групах; як класифікують хімічні елементи.

чому змінюються металічні і неметалічні властивості елементів у періодах і групах.

1. Періодична зміна електронної будови зовнішнього енергетичного рівня атомів хімічних елементів

Пригадаємо електронну будову атомів перших двадцяти хімічних елементів періодичної системи і запишемо в таблицю електронну формулу зовнішнього енергетичного рівня кожного елемента та проаналізуємо її.

Таблиця 2

БУДОВА ЗОВНІШНІХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РІВНІВ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ №1-20

В атомів елементів І групи на зовнішньому енергетичному рівні є 1 електрон, Загальна формула зовнішнього рівня ns1 (де п — номер рівня). В атомів II групи містяться 2 електрони, і загальна електронна формула зовнішнього енергетичного рівня ns2. В атомів V групи - 5 електронів і т. д.

Яка загальна формула зовнішнього енергетичного рівня атомів елементів головної підгрупи V групи?

Кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні в елементів другого і третього періоду послідовно зростає від 1 до 8.

Таким чином, в атомів хімічних елементів періодично змінюється будова зовнішнього енергетичного рівня. Кількість електронів на зовнішньому рівні для елементів головних підгруп дорівнює номеру групи.

Скільки електронів на зовнішньому енергетичному рівні в атомів Алюмінію і Флуору?

2.    Валентні електрони

Хімічні властивості елементів визначаються не всіма електронами, а лише тими, які мають найбільшу енергію. Ці електрони називають валентними. В атомах елементів головних підгруп валентними є електрони зовнішнього енергетичного рівня. Як правило, число валентних електронів дорівнює номеру групи, в якій розміщений хімічний елемент (винятком є Нітроген, Окси-ген, Флуор). Наприклад, атоми Гідрогену, Літію, Натрію і Калію, розміщені в головній підгрупі першої групи, мають по одному валентному електрону, а атоми елементів головної підгрупи IV групи — Карбону і Силіцію — по чотири.

Скільки валентних електронів в атомі Фосфору?

Як ви пригадуєте, елементи однієї і тієї ж підгрупи мають подібні властивості. Це пояснюється тим, що їх атоми мають подібну будову зовнішнього енергетичного рівня. Завершені зовнішні енергетичні рівні атомів суттєво не впливають на хімічні властивості елементів.

Саме від числа валентних електронів залежить, які властивості виявляє елемент — металічні чи неметалічні, які властивості його сполук і яка валентність елемента у цих сполуках.

Зі збільшенням порядкового номера елемента в періодичній системі число валентних електронів періодично повторюється, що призводить до періодичної зміни властивостей елементів і утворених ними речовин.

3.    Радіуси атомів

І Радіус атома — це відстань між ядром атома і зовнішнім електронним шаром.

Згідно з дещо спрощеним визначенням, чим більша кількість енергетичних рівнів (електронних шарів) в атомі, тим більший його радіус.

У головних підгрупах із збільшенням порядкового номера елемента (зверху донизу) зростає число заповнених енергетичних рівнів, радіус атомів збільшується і притягання валентних електронів до ядра слабшає.

У кожному періоді зі збільшенням порядкового номера елемента (зліва направо) заряд ядра і число валентних електронів в атомах послідовно зростає. Притягання електронів до ядра посилюється, унаслідок чого атом ніби «стискується», а його радіус — зменшується (мол. 8).

4.    Класифікація елементів

Залежно від типу орбіталі, яка останньою заповнюється електронами, елементи класифікують на s-елементи, р-елементи, (і-елементи, /-елементи. До cf-елементів належать перехідні металічні елементи побічних підгрз'п, до /-елементів — лантаноїди й актиноїди.

До елементів якого типу — S-, р-, d- чи f-елементів — належать Натрій, Сульфур, Купрум і Уран?

5.    Зміна властивостей елементів у періодах і групах

Кожний період періодичної системи закінчується інертним елементом. Яка ж причина хімічної інертності Гелію, Неону, Аргону та інших інертних елементів? (На даний час вдалося добути лише деякі нестійкі сполуки Криптону і Ксенону з Оксигеном і Флуором).

В атомах інертних елементів на зовнішньому енергетичному рівні містяться вісім електронів (у Гелію — два). Вісім електронів на зовнішньому рівні — максимальне число для кожного елемента періодичної системи (крім Гідрогену і Гелію). Це своєрідний ідеал міцності енергетичного рівня, до якого прагнуть атоми всіх хімічних елементів періодичної системи.

Якщо число зовнішніх електронів мале (1-3), то такі атоми можуть їх легко втрачати. В такому разі зовнішнім шаром стає попередній, тобто повністю завершений. Якщо зовнішній шар атома містить багато електронів (> 4), тобто він близький до завершення, то такі атоми приєднують електрони до повного завершення шару, забираючи їх від інших атомів.

Легко віддати один електрон, коли він єдиний на зовнішньому рівні, атомам елементів головної підгрупи І групи. Важче віддати два електрони, наприклад, атомам елементів головної підгрупи II групи. Ще важче віддати свої три зовнішні електрони атомам елементів головної підгрупи III групи.

Тенденцію до віддачі електронів із зовнішнього рівня мають елементи металічних елементів. І чим легше атоми металічних елементів віддають свої зовнішні електрони, тим більшою мірою

виражені у них металічні властивості. Тому найбільш типовими металами є елементи головної підгрупи І грз'пи (крім Гідрогену, який є неметалічним елементом).

Як правило, у типових металічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні від 1 до 3 електронів.

І навпаки, тенденцію до приєднання електронів, яких не вистачає до завершення зовнішнього енергетичного рівня, мають атоми неметалічних елементів.

У неметалічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні від 4 до 8 електронів.

Найбільш типовими неметалічними елементами є елементи головної підгрупи VII групи періодичної системи. На зовнішньому енергетичному рівні атомів цих елементів є сім електронів. До восьми електронів, тобто до стійкого стану атомів, їм не вистачає по одному електрону. Вони легко його приєднують, виявляючи неметал ІЧНІ властивості.

Tепер вам зрозуміло, чому у межах періоду зі збільшенням заряду ядра атома металічні властивості елементів послаблюються, а неметалічні посилюються.

У межах однієї і тієї ж підгрупи радіус атомів збільшується зі збільшенням заряду атомного ядра (зверху донизу). Оскільки при постійній кількості електронів на зовнішньому шарі збільшується число енергетичних рівнів, то атомам легше віддавати електрони, і тому металічні властивості елементів у головних підгрупах зверху донизу посилюються, а неметалічні — послаблюються.

— ВИСНОВКИ

   У періодах періодично повторюється електронна будова зовнішнього енергетичного рівня атомів.

   Кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні в атомах головних підгруп дорівнює номеру групи, у якій розміщений елемент.

   Валентні електрони елементів головних підгруп містяться на зовнішньому енергетичному рівні.

   Радіуси атомів у періодах зліва направо зменшуються, у головних підгрупах зверху донизу збільшуються.

Початковий рівень

1.    Що таке радіус атома?

2.    Як змінюються радіуси атомів елементів у періоді? у підгрупі?

3.    На початку чи в кінці періоду розміщені: а) металічні; б) не-металічні елементи?

4.    Із поданого переліку випишіть металічні елементи: Na, О, Al, сі, Mg, Al.

5.    Укажіть назву інертного елемента:

А) Гідроген    В) Флуор

Б) Гелій    Г) Сульфур

Середній рівень

6.    Які електрони називають валентними?

7.    Укажіть число валентних електронів в атомі Бору:

А) 1    Б) 2    В) З    Г) 4

8.    Розмістіть елементи у порядку зростання радіусів їхніх атомів:

А) І    Б) F    В) Br    Г) Cl

9.    Розмістіть елементи у порядку зменшення радіусів їхніх атомів:

А) Сульфур    В) Фосфор

Б) Силіцій    Г) Алюміній

Достатній рівень

10.    Укажіть хімічний елемент, будову зовнішнього енергетичного рівня якого описує формула ns2np2\

А) Нітроген    В) Оксиген

Б) Магній    Г) Карбон

11.    Укажіть кількість валентних електронів в атомі, електронна формула якого ls22s22p \

12.    Проаналізуйте твердження. Чи є поміж них правильні?

I.    Валентні електрони в атомах елементів головних підгруп розміщені на зовнішньому енергетичному рівні.

II.    Металічні властивості елементів у періоді зліва направо посилюються.

А) правильне лише І    В) обидва правильні

Б) правильне лише II    Г) немає правильних

Високий рівень

13.    Укажіть електронну формулу металічного елемента:

A) ls22s22p5    В) ls22s22p63s2

Б) ls22s22p63s23p4    Г) ls22s22p3

14.    Укажіть електронну формулу елемента з найбільш вираженими металічними властивостями:

A) 18-228*1    В) Is^s2SpeSe2SSpMe1

Б) ls22s22p%2    Г) ΐ8·228·2β38·2648·2

15.    У якому варіанті відповіді вказано s-елементи:

1)    Силіцій    Варіанти відповіді.

2)    Гідроген    А) 3, 4. 6

3)    Нітроген    Б) 1, 2. 4

4)    Гелій    В) 2, 4. 5

5)    Кальцій    Г) 3, 5, 6

6)    Хлор

16. * За поданими електронними формулами зовнішнього енерге

тичного рівня розмістіть елементи у порядку посилення неметал ічних властивостей:

А) ... 3s23p4    В)... 4s24p4

Б) ... 5s25p4    Г) ... 2s22p4

 

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Дячук

 

Категорія: Хімія

Автор: admin от 12-09-2016, 22:04, посмотрело: 2200