Лекция 10 Периодический закон и периодическая система химических элементов

Естественный ряд химических элементов 1 Н, 2 Не, 3 Li…… 108 Hs, 109 Mt образует систему с периодическим изменением электронной конфигурации и свойств химических элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ.

i – строка j – столбец Строки – периоды, ряды Столбцы – группы, подгруппы

Периодические таблицы химических элементов : спираль де Шанкуртуа (1862) октавы Ньюлендса (1865) таблица Одлинга и Л. Мейера Таблица Менделеева (1869) Коротко- и длиннопериодные варианты (всего ~ 700), Киплинг IUPAC version (18 columns) USA: I A – VII A, I B – VII B, VIII – З и О Россия: I – VIII группы

Химические и физические варианты Элементы – полные электронные аналоги – сходство во всех СО Неполные электронные аналоги – не во всех СО О……2s 2 2p 4, S…… 3s 2 3p 4 O Se, Te, Po… (n-1)d 10 ns 2 np 4 S Cr, Mo, W…. (n-1)d 5 ns 1 Cr Se Mo Te W Po Переодичность свойств переодичность заселения электронных уровней

Спираль де Шанкуртуа

Закон октав (периодическая таблица элементов Ньюлендса)

Классификация элементов по Одлингу

Первоначальная периодическая таблица Д. И. Менделеева

Периодическая таблица Д. И. Менделеева (1871 г.)

Кривая атомных объемов Лотара Мейера

Характеристики атомов Орбитальный радиус атома r a Размер электронного облака атома с учетом взаимодействий электронов между собой и с ядром Потенциал ионизации I i A газ = А + газ + е - I 1 A + газ = А 2+ газ + е - I 2 I 1 < I 2 < I 3 < …

Сродство к электрону А е A газ + е - = А - газ А е Магнитный момент µ эфф Электроотрицательность χ Мера смещения электронной плотности при взаимодействии с другим атомом. Шкалы: Полинга χ Р, Олреда – Рохова χ АR, Малликена χ М

Электроотрицательности элементов Н 2.1 Li 1.0 Be 1.5 B 2.0 C 2.5 N 3.1 O 3.5 F 4.1 Na 1.0 Mg 1.3 Al 1.5 Si 2.5 P 2.1 S 2.4 Cl 2.9 K 0.9 Ca 1.1 Sc 1.2 Ti 1.3 V 1.5 Cr 1.6 Mn 1.6 Fe 1.7 Co 1.7 Ni 1.8 Cu 1.8 Zn 1.7 Ga 1.8 Ge 2.0 As 2.2 Se 2.5 Br 2.8 Rb 0.9 Sr 1.0 Y 1.1 Zr 1.2 Nb 1.3 Mo 1.3 Tc 1.4 Ru 1.4 Rh 1.4 Pd 1.4 Ag 1.4 Cd 1.5 In 1.5 Sn 1.7 Sb 1.8 Te 2.0 I 2.2 Cs 0.9 Ba 0.9 La 1.1 Hf 1.2 Ta 1.4 W 1.5 Re 1.5 Os 1.5 Ir 1.6 Pt 1.5 Au 1.4 Hg 1.5 Tl 1.5 Pb 1.6 Bi 1.7 Po 1.8 At 2.0 Fr 0.9 Ra 0.9 Ac 1.0

Шкала электроотрицательностей по Полингу

Зависимость орбитальных радиусов атомов от атомного номера элемента

Зависимость энергии ионизации атомов от атомного номера элемента

Степени окисления непереходных элементов HNPAs

Степени окисления переходных рядов химических элементов II ряд I ряд III ряд ScZn YCd LaHg

I A: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr [ ] ns 1 щелочные металлы II A: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra [ ] ns 2 щелочноземельные металлы III A: B, Al, Ga, In, Tl [ ] ns 2 np 1 IV A: C, Si, Ge, Sn, Pb [ ] ns 2 np 2 V A: N, P, As, Sb, Bi [ ] ns 2 np 3 пниктогены VI A: O, S, Se, Te, Po [ ] ns 2 np 4 халькогены

VII A: F, Cl, Br, I, At [ ] ns 2 np 5 галогены O: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn 1s 2 инертные газы [ ] ns 2 np

3d – элементы (Sc Zn) 4d – элементы (Y Cd) 5d – элементы (La Hg) 6d – элементы (Ac, Th, Lr Mt) 4f – элементы (Ce Lu) 5f – элементы (Pa No) 312

Периодическая система в нечетном периоде в четном периоде Первый период 2 Второй и третий период периоды 8 Четвертый и пятый периоды 18 Шестой и седьмой периоды 32

Число главных подгрупп = максимальное число s + p электронов = 8 Число переходных элементов = максимальное число d элементов = Sc 30 Zn 39 Y 48 Cd 57 La и 72 Hf 80 Hg Число лантаноидов = максимальное число f элементов = 14 Предсказать свойства 72 Hf (не РЗЭ, Zr - аналог)