Д. И. Менделеева

ЛЕКЦИЯ 2. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМНТОВ

ПСЭ - графическое выражение периодического закона

Д. И. Менделеева (1869 г.)

Современная формулировка закона:

свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.

Расположение элементов в ПС соответствует электронному строению их атомов.У каждого последующего элемента ПС на один е ^- больше, чем у пре­дыдущего.

ПСЭ состоит из 7 периодов и 8 групп.

Период - горизонтальный ряд элементов, размещенных в порядке возрастания заряда ядра атомов, е^-- конфигурация которых изменяется от ns ¹до ns ² np ⁶(или до ns ²у элементов I периода).

1 период ₁Н 1 s ¹ 2 период ₃Li 1 s ²2 s ¹ или [Не]2 s ¹ …2 s ¹

₂Не 1 s ² ₄Be 1 s ²2 s ² или [Не]2 s ² …2 s ²

Последний е ^- на который отличается данный атом от предыдущего называется формирующим электроном.По формирующему е^- элементы подразделяются на 4 семейства: s -, p -, d - и f - элементов.

Первые 2 элемента любого периода - s- элементы.

₅₆Ва …6 s ² квантовые числа формирующего е ^-:

n = 6, l = 0, m_l = 0, m_s = + 1/2 или - 1/2

Краткая е^- - формула любого s- элемента … ns^{1 ÷ 2}

₅B 1 s ²2 s ²2 p ¹ или [Не]2 s ²2 p ¹ …2 s ²2 p ¹

2 s 2 р квантовые числа формирующего е ^-:

n = 2, l = 1, m_l = -1, 0, +1 (одно из значений), m_s = + 1/2 или - 1/2

Краткая е^- - формула любого p- элемента … ns ² np^{1 ÷ 6}

Любой период (кроме 1-ого) заканчивается формированием р – подуровня.

₁₀Ne 1 s ²2 s ²2 p ⁶ или [Не]2 s ²2 p ⁶

₁₈Ar 1 s ²2 s ²2 p ⁶ 3 s ²3 p ⁶ или [Nе]3 s ²3 p ⁶

3 период

заканчивается атомом ₁₈Ar…3 s ²3 p ⁶.

! Но формирование 3 – го квантового слоя незавершено.

4 период

начинается s -элементами ₁₉К …4 s ¹ и ₂₀Са …4 s ², т.к. энергетически более выгодно заполнение простой 4 s – орбитали.

Только после этого начинается заселение 3 d – подуровня.

₂₁Sc 1 s ²2 s ²2 p ⁶ 3 s ²3 p ⁶3 d ¹4 s ² или [Ar]3 d ¹4 s ² - d -элемент.

Краткая формула любого элемента …(n -1) d ^{1÷ 10} ns ^1÷2

формирующий е ^-

₂₁Sc …3 d ¹4 s ²

3 d 4 s

квантовые числа формирующего е ^-:

n = 3, l = 2, m_l = -2,-1, 0, +1,+2 (одно из значений), m_s = + 1/2 или - 1/2

Начиная с 4 – го периода между s и р – элементами находятся десять d - элементов, у которых формируется предвнешний энергетический уровень (опоздание на 1 период).

₃₀Zn [Ar] 3 d ¹⁰4 s ²

d - элементы исключения: «провал» е^- с подуровня ns в (n -1) d

Сr … 3 d ⁵4 s ¹ Ru … 4 d ⁷5 s ¹

Cu … 3 d ¹⁰4 s ¹ Rh … 4 d ⁸5 s ¹

Ag … 4 d ¹⁰5 s ¹ Pd … 4 d ¹⁰5 s ⁰

Nb … 4 d ⁴5 s ¹ Pt … 5 d ⁹6 s ¹

Mo …4 d ⁵5 s ¹ Au … 5 d ¹⁰6 s ¹

Причина - более низкая Е экспериментально установленной конфигурации по сравнению с теоретической.

₂₉Cu …3 d ⁹4 s ² теоретическая

₂₉Cu …3 d ¹⁰4 s ¹ экспериментальная

В атомах f- элементов в последнюю очередь заполняется предпредвнешний энергетический уровень (опоздание на 2 периода).

6 период

₅₅Cs …6 s ¹ ₅₆Ba …6 s ² ₅₇La …5 d ¹6 s ²

формирующий е ^-

₅₈Ce …4 f ¹5 d ¹6 s ² - f- элемент (семейство лантаноидов)

квантовые числа формирующего е ^-:

n = 4, l = 3, m_l = -3,-2,-1,0, +1,+2,+3 (одно из значений), m_s = + 1/2 или - 1/2

В 6 и 7 периодах между (n -1) d ¹ ns ² (n -1 d) ² ns ² находятся 14 f- элементов:

лантаноиды и актиноиды.

Теоретическая краткая формула f- элемента …(n -2) f ^1÷14(n -1) d ¹ ns ²

Экспериментальные е^- - конфигурации многих f- элементов отличаются от теоретических вследствие эффекта «провала» е ^-.

Группа – совокупность элементов, атомы которых имеют одинаковое число е ^– на внешних и формирующихся подуровнях (валентных е ^-)

IV группа

Главная подгруппа (А) Побочная подгруппа (Б)

Сокращенная е^- - формула

С … 2 s ²2 p ² Ti …3 d ²4 s ²

Si …3 s ²3 p ² Zr …4 d ²5 s ²

Ge …4 s ²4 p ² Hf …5 d ²6 s ²

Sn …5 s ²5 p ² Rf …6 d ²7 s ²

p - элементы d – элементы

Валентная конфигурация

… ns ²2 p ² … (n -1) d ² ns ²

Дата добавления: 2014-10-31