Периодическая система, периодический закон Д. И. Менделеева, периодичность изменения свойств элементов

Химические элементы по структуре невозбужденных атомов подразделяются на естественные совокупности, что отражено в периодической системе в виде горизонтальных и вертикальных рядов - периодов, групп.

Период представляет собой последовательный ряд элементов, в атомах которых происходит заполнение одинакового числа элек­тронных слоев. Номер периода совпадает со значением главного квантового числа n внешнего энергетического уровня. Элементы в соответствии с максимальным числом электронов на внешнем слое невозбужденных атомов подразделяются на вертикальные ряды-группы.

Положение в группах s- и р-элементов определяется общим числом электронов внешнего слоя. Например, сера (3s²3р⁴), имеющая на внешнем слое шесть электронов, относится к шестой группе (главной подгруппе). Положение в группах d-элементов обусловливается общим числом s-электронов внешнего и d -электронов предвнешнего слоев. Например, титан (3d²4s²) располагается в четвертой группе, побочной подгруппе.

С развитием теории строения атома получает свое толкование и основа периодической системы элементов - периодический закон: периодическое изменение свойств элементов зависит от периодического повторения аналогичных электронных структур атомов. Кроме атомного веса, который остается основной константой элемента, выражая массу его атомов, на первое место выступает порядковый номер элемента (заряд ядра), определяющий его место в периодической системе и, тем самым, электронную структуру атома. Поэтому периодический закон получает свою новую формулировку. Свойства элементов находятся в периодической зависимости от их атомных весов и от порядковых номеров, определяющих заряд ядра и электронную структуру атомов. Структура электронных оболочек имеет громадное значение для свойств элементов. Решающую роль проявления тех или иных химических свойств играет при этом внешняя оболочка. Все свойства элементов, определяемые электронной оболочкой атома, закономерно изменяются по периодам и группам периодической сиcтемы.

Химическая природа элемента может быть оценена способностью атома терять и приобретать электроны. Эта способность количественно может быть оценена энергией ионизации атома и его сродством к электрону.

Энергия ионизации - количество энергии, необходимое для отрыва электрона от невозбужденного атома с превращением последнего в положительно заряженный ион. Э° +J = Э⁺ + ē - выражается в кДж/моль или эВ/атом. I эВ = 94,48 КДж/моль или 1,602 10^-19Дж.

Значения энергии ионизации в эВ/атом численно равны потенциалам ионизации в вольтах. При отрыве от атома первого, второго, n - го электронов различают первый, второй... n - йпотенциалы ионизации. Потенциал ионизации тем больше, чем больше заряд ядра и меньше радиус атома или иона.

Сродство к электрону -энергетический эффект E процесса присоединения электрона к нейтральному атому Э с превращением его в отрицательный ион.

Э° + ē = Э^- + Е.

Сродство к электрону может быть выражено в Дж/моль или эВ/атом. Сродство к электрону возрастает с уменьшением радиуса. Наибольшим сродством к электрону обладают р-элементы VII группы.

Электроотрицательность (ОЭО) - способность атома данного элемента к оттягиванию на себя электронной плотности по сравне­нию с другими элементами соединения. Количественно ОЭО выражается полусуммой его энергии ионизации и сродства к электрону.

В периоде величина ОЭО растет слева направо, а в подгруппах уменьшается сверху вниз.

Дата добавления: 2015-05-26