§ 15. Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

• які варіанти періодичної системи є найбільш розповсюдженими;

• яке число елементів відкрито на теперішній час;

• які характеристики кожного елемента наведено в періодичній системі;

• за якою ознакою елементи в періодичній системі поділяють на періоди та групи;

• які періоди називають малими, а які — великими;

• чому групи в короткій формі періодичної системи поділяють на головні і побічні.

Після відкриття періодичного закону Д. І. Менделєєв розпочав створення періодичної системи елементів, над удосконаленням якої працював усе своє подальше життя — близько 40 років.

На сьогодні відомо кілька сотень варіантів періодичної системи: у вигляді таблиць, геометричних фігур, аналітичних кривих тощо. Але найбільшого розповсюдження набули такі:

• коротка форма, або 8-кліткова, у створенні якої брав участь ще сам Д. І. Менделєєв;

• довга форма, або 18-кліткова.

Усі сучасні форми періодичної системи містять 112 зі 118 відкритих на теперішній час хімічних елементів. Кожний з них позначений тільки йому притаманним хімічним знаком і посідає певне місце — клітинку в таблиці відповідно до свого атомного, або порядкового, номера (Z). Тут наведено й такі його характеристики, як назва елемента та середня відносна атомна маса (A_r).

У таблиці короткої форми всі 112 елементів розбито на періоди (їх сім) і групи (їх вісім).

Період— це горизонтальний ряд елементів, розташованих у порядку зростання їхніх атомних номерів. Він починається лужним металічним елементом і закінчується інертним елементом (благородним газом).

Винятком є перший період, який починається неметалічпим елементом — Гідрогеном, і сьомий період — незакінчений.

Періоди поділяють на малі і великі.

Малі періоди — це 1, 2 і 3-й, які складаються лише з одного горизонтального ряду. У першому періоді містяться тільки два елементи (Гідроген і Гелій), у другому та третьому — по вісім елементів. За пропозицією Д. І. Менделєєва, їх назвали типовими.

Великі періоди — це 4, 5, 6 і 7-й, із них 4, 5 і 6-й складаються з двох горизонтальних рядів. При цьому верхній ряд є парним, а нижній — непарним. Четвертий і п’ятий періоди містять по 18 елементів, шостий — 32. Сьомий період, хоча він і складається з одного ряду, відносять до великих, у розрахунку на те, що його буде поповнено новими — відкритими або синтезованими елементами. Усього в періодичній системі налічують десять рядів.

У шостому періоді після елемента Лантану La (атомний номер 57) розташовані 14 елементів з атомними номерами 58-71, об’єднані загальною назвою «лантаноїди», тобто подібні за хімічними властивостями до Лантану. У сьомому періоді після Актинію Ac (атомний номер 89) розташовані 14 елементів, атомні номери яких 90-103. їх об’єднано загальною назвою «актиноїди», тобто подібні за хімічними властивостями до Актинію. Через це для лантаноїдів і актиноїдів у шостому

й сьомому періодах виділено всього по одній клітинці, позначених відповідно символами La і Ас.

Хімічні знаки лантаноїдів та актиноїдів, а також їхні атомні номери й відносні атомні маси поміщено в клітинках під періодичною системою елементів.

Група — це вертикальний ряд, який містить елементи з однаковою вищою валентністю, що дорівнює номеру групи.

Номер групи (римська цифра зверху таблиці) указує на максимально можливу валентність у сполуках, утворених елементами, які належать до даної групи. Так, атоми всіх елементів IV групи під час утворення певних сполук виявляють вищу валентність, що дорівнює чотирьом.

Кожна група складається з двох підгруп: головної і побічної.

Головні підгрупи — це підгрупи, які містять елементи малих і великих періодів. їх позначають буквою А.

У періодичній системі елементів короткої форми є вісім головних підгруп, тому що немає елементів, які виявляли б валентність, вищу за вісім.

До складі' головних підгруп можуть входити:

• металічні елементи — головні підгрупи I, II і III груп (виняток — Бор);

• неметалічиі елементи — головні підгрупи VI і VH груп;

• благородні гази — головна підгрупа VIH групи.

Побічні підгрупи — це підгрупи, до складу яких входять елементи тільки великих періодів. Починаються вони в четвертому періоді. їх позначають буквою Б.

Усі елементи побічних підгруп є металічними елементами. Як приклад поділу елементів на підгрупи молша розглянути II групу.

Елементи кожної підгрупи мають дуже подібні хімічні властивості. Водночас властивості елементів головних і побічних підгруп достатньою мірою відрізняються. Наприклад, у VII групі є дві підгрупи: головна — галогенів і побічна — Мангану (рис. 10).

• Запитання та завдання

⁰ 1. Скільки варіантів періодичної системи хімічних елементів відомо на сьогодні? Які з них набули найбільшого застосування?

2. Скільки елементів відкрито па теперішній час?

° 3. Скільки періодів і груп у короткій формі періодичної системи?

^с 4. Що таке період? Які періоди ви знаєте? Які періоди Д. І. Менделєєв назвав типовими?

5. Скільки елементів розташовано: а) у першому періоді?

б) у малих періодах? в) у четвертому періоді?

6. У якому періоді розташовані елементи-лантаиоїди? Чому їх виокремлено й розташовано внизу періодичної системи?

7. Що таке група? На підставі яких ознак елементи об’єднують в одну групу?

8. Укажіть, яку найвищу валентність спроможні виявляти в сполуках елементи: а) Сульфур; б) Манган; в) Силіцій.

* 9. Напишіть хімічний символ, атомний номер (Z) і середню

відносну атомну масу (А,.) елемента, який розташований:

а) у четвертому періоді та в побічній підгрупі III групи;

б) у третьому періоді та в головній підгрупі VII групи;

в) у п’ятому періоді та в головній підгрупі V групи.

* 10. Визначте найвищу валентність атомів елементів у сполу

ках, якщо їхні атомні (порядкові) номери такі: а) б, 15, 21; б) 4, 13, 25; в) 7, 12, 15;

г) 12, 16, 24; ґ) 5, 14, 23.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Бутенко