Քիմիական տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունների փոփոխություն: Տարրերի հատկությունների և դրանց կապերի փոփոխություն ժամանակաշրջաններում և հիմնական ենթախմբերում: Ատոմային և իոնային շառավիղներ

Քիմիական տարրերի հատկությունների պարբերականությունը

Վ ժամանակակից գիտԴ.Ի. Մենդելեևի աղյուսակը կոչվում է քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ, քանի որ ատոմների, քիմիական տարրերի կողմից ձևավորված պարզ և բարդ նյութերի հատկությունների փոփոխության ընդհանուր օրինաչափությունները այս համակարգում կրկնվում են որոշակի ընդմիջումներով՝ ժամանակաշրջաններով: Այսպիսով, աշխարհում գոյություն ունեցող բոլոր քիմիական տարրերը ենթարկվում են բնության մեջ օբյեկտիվորեն գործող մեկ պարբերական օրենքի, որի գրաֆիկական պատկերը տարրերի պարբերական աղյուսակն է։ Այս օրենքն ու համակարգը կրում են ռուս մեծ քիմիկոս Դ.Ի. Մենդելեևի անունը։

Ժամանակաշրջաններ- սրանք տարրերի շարքեր են, որոնք դասավորված են հորիզոնական՝ վալենտային էլեկտրոնների հիմնական քվանտային թվի նույն առավելագույն արժեքով: Ժամանակահատվածի թիվը համապատասխանում է տարրի ատոմի էներգիայի մակարդակների քանակին: Ժամանակաշրջանները բաղկացած են որոշակի թվով տարրերից՝ առաջինը՝ 2-ից, երկրորդը և երրորդը՝ 8-ից, չորրորդը և հինգերորդը՝ 18-ից, վեցերորդ շրջանը ներառում է 32 տարր։ Դա կախված է արտաքին էներգիայի մակարդակում էլեկտրոնների քանակից: Յոթերորդ շրջանը կիսատ է. Բոլոր ժամանակաշրջանները (բացառությամբ առաջինի) սկսվում են ալկալիական մետաղից (ս-տարր) և ավարտվում ազնիվ գազով։ Երբ էներգիայի նոր մակարդակը սկսում է լցվել, սկսվում է նոր շրջան: Քիմիական տարրի հերթական համարի ձախից աջ աճի ժամանակաշրջանում պարզ նյութերի մետաղական հատկությունները նվազում են, իսկ ոչ մետաղականները՝ մեծանում։

Մետաղական հատկություններ- սա տարրի ատոմների կարողությունն է հրաժարվել իրենց էլեկտրոններից քիմիական կապի ձևավորման ժամանակ, իսկ ոչ մետաղական հատկությունները տարրի ատոմների կարողությունն է՝ կցել այլ ատոմների էլեկտրոնները քիմիական նյութի ձևավորման ժամանակ։ պարտատոմս. Մետաղներում արտաքին s-ենթամակարդակը լցված է էլեկտրոններով, ինչը հաստատում է ատոմի մետաղական հատկությունները։ Պարզ նյութերի ոչ մետաղական հատկությունները դրսևորվում են, երբ ձևավորվում է արտաքին p-ենթամակարդակը և լցվում էլեկտրոններով։ Ատոմի ոչ մետաղական հատկությունները ուժեղանում են p-ենթածավալ էլեկտրոններով (1-ից 5) լցնելու գործընթացում։ Ամբողջությամբ լցված արտաքին էլեկտրոնային շերտով ատոմները (ns 2 np 6) կազմում են խումբ ազնիվ գազերորոնք քիմիապես իներտ են.

Փոքր ժամանակահատվածներում, ատոմային միջուկների դրական լիցքի աճով, արտաքին մակարդակում էլեկտրոնների թիվը մեծանում է.(1-ից 2-ը` առաջին շրջանում և 1-ից 8-ը` երկրորդ և երրորդ ժամանակաշրջաններում), ինչը բացատրում է տարրերի հատկությունների փոփոխությունը. ժամանակաշրջանի սկզբում (բացառությամբ առաջին շրջանի) ալկալիական մետաղ, այնուհետև մետաղական հատկությունները աստիճանաբար թուլանում են և ոչ մետաղական հատկությունները մեծանում են: Մեծ ժամանակահատվածներում միջուկային լիցքի ավելացման դեպքում մակարդակները էլեկտրոններով լցնելն ավելի բարդ է, որը նաև բացատրում է տարրերի հատկությունների ավելի բարդ փոփոխությունը՝ համեմատած փոքր ժամանակաշրջանների տարրերի հետ։ Այսպիսով, մեծ ժամանակաշրջանների նույնիսկ տողերում, որոնց լիցքը ավելանում է, արտաքին մակարդակում էլեկտրոնների թիվը մնում է հաստատուն և հավասար է 2-ի կամ 1-ի: Հետևաբար, մինչ արտաքին (երկրորդ արտաքին) մակարդակից հետո հաջորդ մակարդակը էլեկտրոններով լրացվում է: , զույգ շարքերում տարրերի հատկությունները չափազանց դանդաղ են փոխվում։ Միայն կենտ շարքերում, երբ արտաքին մակարդակում էլեկտրոնների թիվը (1-ից մինչև 8) ավելանում է միջուկային լիցքի ավելացման հետ, տարրերի հատկությունները սկսում են փոխվել այնպես, ինչպես բնորոշ են:

Խմբեր- սրանք տարրերի ուղղահայաց սյունակներ են, որոնք ունեն նույն թվով վալենտային էլեկտրոններ, որոնք հավասար են խմբի թվին: Գոյություն ունի բաժանում հիմնական և երկրորդական ենթախմբերի։ Հիմնական ենթախմբերը կազմված են փոքր և հիմնական ժամանակաշրջանի տարրերից։ Այս տարրերի վալենտային էլեկտրոնները գտնվում են արտաքին ns և np ենթամակարդակների վրա։ Կողմնակի ենթախմբերը բաղկացած են մեծ ժամանակաշրջանների տարրերից: Նրանց վալենտային էլեկտրոնները գտնվում են արտաքին ns-ենթամակարդակի և ներքին (n - 1) d-ենթամակարդակի (կամ (n - 2) f-ենթամակարդակի վրա): Կախված նրանից, թե որ ենթամակարդակը (s-, p-, d- կամ f-) լցված է վալենտային էլեկտրոններով, տարրերը բաժանվում են.

1) s-տարրեր - I և II խմբերի հիմնական ենթախմբի տարրեր.

2) p-տարրեր - III-VII խմբերի հիմնական ենթախմբերի տարրեր.

3) դ -տարրեր - կողմնակի ենթախմբերի տարրեր.

4) ֆ-տարրեր՝ լանթանիդներ, ակտինիդներ.

Վերևից ներքևՀիմնական ենթախմբերում մետաղական հատկությունները ուժեղանում են, իսկ ոչ մետաղական հատկությունները՝ թուլանում։ Հիմնական և երկրորդական խմբերի տարրերը տարբերվում են իրենց հատկություններով. Խմբի համարը ցույց է տալիս տարրի ամենաբարձր վալենտությունը: Բացառություն են կազմում թթվածինը, ֆտորը, պղնձի ենթախմբի տարրերը և ութերորդը... Հիմնական և երկրորդական ենթախմբերի տարրերի համար ընդհանուր են ավելի բարձր օքսիդների (և դրանց հիդրատների) բանաձևերը։ I-III խմբերի տարրերի բարձրագույն օքսիդներում և դրանց հիդրատներում (բացառությամբ բորի) գերակշռում են հիմնական հատկությունները, IV-ից մինչև VIII՝ թթվային: Հիմնական ենթախմբերի տարրերի համար ընդհանուր են ջրածնի միացությունների բանաձևերը։ I-III խմբերի տարրերը կազմում են պինդ մարմիններ՝ հիդրիդներ, քանի որ ջրածնի օքսիդացման աստիճանը -1 է։ IV-VII խմբերի տարրերը գազային են։ IV (EN 4) խմբի հիմնական ենթախմբերի տարրերի ջրածնային միացությունները չեզոք են, V խումբը (EN3) հիմքեր են, VI և VII խմբերը (H 2 E և NE) թթուներ են։

Ատոմների շառավիղները, դրանց պարբերական փոփոխությունները քիմիական տարրերի համակարգում

Ժամանակահատվածում ատոմների միջուկների լիցքերի ավելացմամբ ատոմի շառավիղը նվազում է, քանի որ միջուկի կողմից էլեկտրոնային թաղանթների ներգրավումն ուժեղանում է։ Նրանց մի տեսակ «սեղմում» կա։ Լիթիումից մինչև նեոն միջուկի լիցքը աստիճանաբար մեծանում է (3-ից մինչև 10), ինչը հանգեցնում է էլեկտրոնների դեպի միջուկ ձգող ուժերի ավելացմանը, ատոմների չափերը նվազում են։ Հետևաբար, ժամանակաշրջանի սկզբում արտաքին էլեկտրոնային շերտի վրա կան փոքր թվով էլեկտրոններով և ատոմի մեծ շառավղով տարրեր։ Միջուկից ավելի հեռու գտնվող էլեկտրոնները հեշտությամբ պոկվում են դրանից, ինչը բնորոշ է մետաղական տարրերին։

Նույն խմբում, ժամանակաշրջանի թվի աճով, ատոմային շառավիղները մեծանում են, քանի որ ատոմի լիցքի ավելացումը հակառակ ազդեցությունն է ունենում։ Ատոմների կառուցվածքի տեսության տեսակետից տարրերի պատկանելությունը մետաղներին կամ ոչ մետաղներին որոշվում է նրանց ատոմների՝ էլեկտրոններ տալու կամ կցելու ունակությամբ։ Մետաղների ատոմները համեմատաբար հեշտությամբ էլեկտրոններ են նվիրաբերում և չեն կարող դրանք կցել իրենց արտաքին էլեկտրոնային շերտը ավարտելու համար:

Դ.Ի. Մենդելեևը 1869 թվականին ձևակերպեց պարբերական օրենքը, որը հնչում է այսպես. քիմիական տարրերի հատկությունները և դրանցից առաջացած նյութերը պարբերաբար կախված են տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածներից։ Քիմիական տարրերը համակարգելով իրենց հարաբերական ատոմային զանգվածների հիման վրա՝ Մենդելեևը մեծ ուշադրություն է դարձրել նաև տարրերի և դրանցից ձևավորված նյութերի հատկություններին, նմանատիպ հատկություններով տարրերը բաշխելով ուղղահայաց սյուների՝ խմբերի մեջ։ Ատոմի կառուցվածքի մասին ժամանակակից պատկերացումներին համապատասխան՝ քիմիական տարրերի դասակարգման հիմքը նրանց ատոմային միջուկների լիցքերն են, իսկ պարբերական օրենքի ժամանակակից ձևակերպումը հետևյալն է. պարբերաբար կախված են իրենց ատոմային միջուկների լիցքերից։ Տարրերի հատկությունների փոփոխության պարբերականությունը բացատրվում է դրանց ատոմների արտաքին էներգիայի մակարդակների կառուցվածքում պարբերական կրկնությամբ։ Դա էներգիայի մակարդակների քանակն է, դրանց վրա տեղակայված էլեկտրոնների ընդհանուր թիվը և արտաքին մակարդակի էլեկտրոնների քանակը, որոնք արտացոլում են պարբերական համակարգում ընդունված սիմվոլիկան:

ա) տարրերի մետաղական և ոչ մետաղական հատկությունների հետ կապված օրինաչափություններ.

• Շարժվելիս ԱՋԻՑ ՁԱԽերկայնքով ԺԱՄԱՆԱԿԱՀԱՏՎԱԾ ՄԵՏԱՂ p-տարրերի հատկությունները ԱՃ... Հակառակ ուղղությամբ ավելանում են ոչ մետաղականները։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ աջ կողմում գտնվում են այն տարրերը, որոնց էլեկտրոնային թաղանթները ավելի մոտ են օկտետին։ Ժամանակաշրջանի աջ կողմում գտնվող տարրերն ավելի քիչ են հակված իրենց էլեկտրոնները նվիրաբերելու մետաղական կապ ստեղծելու համար և, ընդհանրապես, քիմիական ռեակցիաներին:
• Օրինակ, ածխածինը ավելի ցայտուն ոչ մետաղ է, քան իր հարևանը ժամանակաշրջանի բորում, և ազոտն ունի նույնիսկ ավելի վառ ոչ մետաղական հատկություններ, քան ածխածինը: Ժամանակահատվածում ձախից աջ մեծանում է նաև միջուկի լիցքը։ Հետևաբար, ձգողականությունը դեպի վալենտային էլեկտրոնների միջուկը մեծանում է, և նրանց վերադարձը դժվարանում է։ Ընդհակառակը, աղյուսակի ձախ կողմում գտնվող s-տարրերը արտաքին թաղանթի վրա ունեն քիչ էլեկտրոններ և ավելի ցածր միջուկային լիցք, ինչը նպաստում է մետաղական կապի ձևավորմանը: Բացառությամբ ջրածնի և հելիումի հասկանալի բացառությամբ (դրանց պատյանները մոտ են ավարտին կամ ավարտված են), բոլոր s-տարրերը մետաղներ են. p-տարրերը կարող են լինել և՛ մետաղներ, և՛ ոչ մետաղներ՝ կախված նրանից, թե դրանք գտնվում են սեղանի ձախ թե աջ կողմում:
• d- և f-տարրերը, ինչպես գիտենք, ունեն «պահուստային» էլեկտրոններ «նախավերջին» թաղանթներից, որոնք բարդացնում են s և p տարրերին բնորոշ պարզ պատկերը։ Ընդհանուր առմամբ, d և f տարրերը շատ ավելի հավանական է, որ դրսևորեն մետաղական հատկություններ:
• Տարրերի ճնշող քանակն է մետաղներև միայն 22 տարր է պատկանում ոչ մետաղներ H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, ինչպես նաև բոլոր հալոգենները և իներտ գազերը: Որոշ տարրեր, քանի որ դրանք կարող են դրսևորել միայն թույլ մետաղական հատկություններ, կոչվում են կիսամետաղներ: Որոնք են կիսամետաղները: Եթե ​​դուք ընտրում եք p-տարրեր Պարբերական աղյուսակից և գրում դրանք առանձին «բլոկում» (սա արվում է աղյուսակի «երկար» ձևով), ապա բլոկի ստորին ձախ մասում ցուցադրված օրինակը պարունակում է. բնորոշ մետաղներ, վերևի աջ - բնորոշ ոչ մետաղներ... Մետաղների և ոչ մետաղների սահմանին տեղ գրավող տարրերը կոչվում են կիսամետաղներ.
• Կիսամետաղները գտնվում են մոտավորապես այն անկյունագծով, որն անցնում է p-տարրերի երկայնքով Պարբերական աղյուսակի վերին ձախից դեպի ներքևի աջ անկյուն:
• Կիսամետաղները մետաղական հաղորդունակության (էլեկտրահաղորդականություն) առկայության դեպքում ունեն կովալենտ բյուրեղային ցանց։ Նրանք կամ չունեն բավարար վալենտային էլեկտրոններ լիարժեք «ութնյակ» կովալենտային կապ ստեղծելու համար (ինչպես բորի դեպքում), կամ բավականաչափ ամուր չեն պահվում (ինչպես տելուրում կամ պոլոնիում) ատոմի մեծ չափի պատճառով։ Հետևաբար, այս տարրերի կովալենտ բյուրեղներում կապը մասնակիորեն մետաղական է: Որոշ կիսամետաղներ (սիլիցիում, գերմանիում) կիսահաղորդիչներ են։ Այս տարրերի կիսահաղորդչային հատկությունները բացատրվում են բազմաթիվ բարդ պատճառներով, սակայն դրանցից մեկը զգալիորեն ցածր (թեև ոչ զրոյական) էլեկտրական հաղորդունակությունն է՝ թույլ մետաղական կապի պատճառով: Էլեկտրոնային ճարտարագիտության մեջ կիսահաղորդիչների դերը չափազանց կարևոր է։
• Շարժվելիս ՎԵՐԵՎ ՆԵՐՔխմբերի երկայնքով ԱՄՐԱՑՈՂ ՄԵՏԱՂտարրերի հատկությունները. Դա պայմանավորված է նրանով, որ ավելի ցածր խմբերում կան տարրեր, որոնք արդեն ունեն բավականին շատ լցված էլեկտրոնային պատյաններ։ Նրանց արտաքին թաղանթները միջուկից ավելի հեռու են։ Դրանք միջուկից բաժանված են ստորին էլեկտրոնային թաղանթների ավելի հաստ «շերտով», իսկ արտաքին մակարդակների էլեկտրոնները ավելի թույլ են պահվում։

բ)Ռեդոքս հատկությունների հետ կապված օրինաչափություններ: Տարրերի էլեկտրաբացասականության փոփոխություններ.

• Վերը թվարկված պատճառները բացատրում են, թե ինչու ՁԱԽ-ԱՋ ՕՔՍԻԴԱՏՈՂ ԱՄՐԱՑՈՒՄհատկությունները և շարժվելիս TOP DOWN - ՎԵՐԱԿԱՆԳՆՈՒՄտարրերի հատկությունները.
• Վերջին օրինաչափությունը նույնիսկ տարածվում է այնպիսի անսովոր տարրերի վրա, ինչպիսիք են իներտ գազերը: «Ծանր» ազնիվ գազերից կրիպտոն և քսենոն, որոնք գտնվում են խմբի ստորին հատվածում, հնարավոր է «ընտրել» էլեկտրոնները և դրանց միացությունները ստանալ ուժեղ օքսիդանտներով (ֆտոր և թթվածին), մինչդեռ «թեթև» հելիումի համար. նեոն և արգոն դա հնարավոր չէ:
• Սեղանի վերին աջ անկյունում ամենաակտիվ ոչ մետաղական օքսիդացնող նյութը ֆտորն է (F), իսկ ներքևի ձախ անկյունում՝ ամենաակտիվ վերականգնող մետաղական ցեզիումը (Cs): Ֆրանցիում (Fr) տարրը պետք է լինի էլ ավելի ակտիվ վերականգնող նյութ, սակայն դրա քիմիական հատկությունները չափազանց դժվար է ուսումնասիրել արագ ռադիոակտիվ քայքայման պատճառով:
• Նույն պատճառով, ինչ տարրերի օքսիդացնող հատկությունները, դրանց ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԲԱՑԱՍԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆԸ ԱՃՈՒՄ Էնույնպես ՁԱԽԻՑ ԱՋհասնելով առավելագույնի հալոգենների համար: Դրանում կարևոր դեր է խաղում վալենտային թաղանթի ամբողջականության աստիճանը, նրա մոտիկությունը օկտետին։
• Շարժվելիս ՎԵՐԵՎ ՆԵՐՔըստ խմբի ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԲԱՑԱՍԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆԸ ՆՎԱԶՈՒՄ Է... Դա պայմանավորված է էլեկտրոնային թաղանթների քանակի ավելացմամբ, որոնցից վերջինի վրա էլեկտրոնները ավելի ու ավելի թույլ են դեպի միջուկը ձգվում:
• գ) Ատոմների չափերի հետ կապված օրինաչափություններ.
• Ատոմների չափերը (ատոմային շառավիղ)շարժվելիս ՁԱԽԻՑ ԱՋժամանակահատվածի երկայնքով ՆՎԱԶԵԼ... Էլեկտրոններն ավելի ու ավելի են ձգվում դեպի միջուկը, քանի որ միջուկային լիցքը մեծանում է: Նույնիսկ արտաքին թաղանթի վրա էլեկտրոնների քանակի ավելացումը (օրինակ՝ ֆտորում՝ թթվածնի համեմատ) չի հանգեցնում ատոմի չափի մեծացման։ Ընդհակառակը, ֆտորի ատոմի չափերն ավելի փոքր են, քան թթվածնի ատոմինը։
• Շարժվելիս ԱՏՈՄԱԿԱՆ շառավղով վերև ներքևտարրեր ԱՃԵԼքանի որ ավելի շատ էլեկտրոնային կեղևներ են լցված:

դ) օրինաչափություններ, որոնք կապված են տարրերի վալենտության հետ:

• Նույնի տարրերը ԵՆԹԱԽՄԲԵՐունեն արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների նմանատիպ կոնֆիգուրացիա և, հետևաբար, նույն վալենտությունը այլ տարրերի հետ միացություններում:
• s-տարրերն ունեն արժեքներ, որոնք համապատասխանում են իրենց խմբի թվին:
• p-տարրերն ունեն իրենց համար հնարավոր ամենաբարձր վալենտությունը, որը հավասար է խմբի թվին: Բացի այդ, նրանք կարող են ունենալ վալենտություն, որը հավասար է 8 թվի (օկտետ) և իրենց խմբի (արտաքին թաղանթի էլեկտրոնների քանակի) տարբերությանը։
• d-Elements ցուցադրում են բազմաթիվ տարբեր վալենտություններ, որոնք հնարավոր չէ ճշգրիտ կանխատեսել խմբի համարից:
• Պարբերականություն են ցուցաբերում ոչ միայն տարրերը, այլև դրանց միացություններից շատերը՝ օքսիդները, հիդրիդները, հալոգեններով միացությունները։ Յուրաքանչյուրի համար ԽՄԲԵՐտարրերը կարող են գրվել միացությունների բանաձևեր, որոնք պարբերաբար «կրկնվում են» (այսինքն՝ կարելի է գրել ընդհանրացված բանաձևի տեսքով)։

Այսպիսով, եկեք ամփոփենք հատկությունների փոփոխությունների օրինաչափությունները, որոնք դրսևորվում են ժամանակահատվածներում.

Ձախից աջ ժամանակահատվածներում տարրերի որոշ բնութագրերի փոփոխություններ.

• ատոմների շառավիղը նվազում է;
• տարրերի էլեկտրաբացասականությունը մեծանում է.
• վալենտային էլեկտրոնների թիվը մեծանում է 1-ից մինչև 8 (հավասար է խմբի թվին);
• բարձրանում է ամենաբարձր օքսիդացման վիճակը (հավասար է խմբի համարին);
• ատոմների էլեկտրոնային շերտերի թիվը չի փոխվում.
• մետաղական հատկությունները նվազում են.
• ավելացել են տարրերի ոչ մետաղական հատկությունները.

Խմբում տարրերի որոշ բնութագրերի փոփոխություն վերևից ներքև.

• ատոմային միջուկների լիցքը մեծանում է.
• ատոմների շառավիղը մեծանում է;
• Ատոմների էներգիայի մակարդակների (էլեկտրոնային շերտերի) քանակը մեծանում է (հավասար է ժամանակաշրջանի թվին);
• ատոմների արտաքին շերտի էլեկտրոնների թիվը նույնն է (հավասար է խմբի համարին);
• արտաքին շերտի էլեկտրոնների կապի ուժը միջուկի հետ նվազում է.
• էլեկտրաբացասականությունը նվազում է;
• տարրերի մետաղականությունը մեծանում է.
• կրճատվում է տարրերի ոչ մետաղականությունը.

Z - սերիական համարը, որը հավասար է պրոտոնների թվին. R-ն ատոմի շառավիղն է; EO - էլեկտրաբացասականություն; Լիսեռ e - վալենտային էլեկտրոնների քանակը; ԼԱՎ. Սբ. - օքսիդացնող հատկություններ; Վոս. Սբ. - վերականգնող հատկություններ; En. lvl. - էներգիայի մակարդակ; Me - մետաղական հատկություններ; НеМе - ոչ մետաղական հատկություններ; ВСО - ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը

Թեստը հանձնելու համար տեղեկատու նյութ.

Մենդելեևի աղյուսակ

Լուծելիության աղյուսակ

Որոշվում են տարրերի հատկությունները և դրանց կապերը 1 - ատոմային միջուկների լիցքեր, 2 - ատոմային շառավիղներ:

Փոքր ժամանակաշրջաններ... Դիտարկենք տարրերի և դրանց միացությունների որոշ հատկությունների փոփոխությունը՝ օգտագործելով II շրջանի օրինակը (տես Աղյուսակ 3): Երկրորդ շրջանում, ատոմային միջուկների դրական լիցքի ավելացմամբ, արտաքին մակարդակում նկատվում է էլեկտրոնների քանակի հաջորդական աճ, որն ամենահեռու է ատոմի միջուկից և, հետևաբար, հեշտությամբ դեֆորմացվում է, ինչը հանգեցնում է արագ նվազմանը: ատոմների շառավիղը. Սա բացատրում է տարրերի մետաղական և վերականգնող հատկությունների արագ թուլացումը, ոչ մետաղական և օքսիդացնող հատկությունների աճը, օքսիդների և հիդրօքսիդների թթվային հատկությունների աճը և հիմնական հատկությունների նվազումը: Ժամանակաշրջանն ավարտվում է ազնիվ գազով (Նե)։ Երրորդ շրջանում տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունները փոխվում են այնպես, ինչպես երկրորդում, քանի որ այս շրջանի տարրերի ատոմները կրկնում են երկրորդ շրջանի (3s- և 3p) տարրերի ատոմների էլեկտրոնային կառուցվածքները. - ենթամակարդակներ)

Խոշոր ժամանակաշրջաններ (IV, V): Մեծ պարբերությունների զույգ շարքերում (IV, V), սկսած երրորդ տարրից, նախավերջին մակարդակում նկատվում է էլեկտրոնների թվի հաջորդական աճ, իսկ արտաքին մակարդակի կառուցվածքը մնում է անփոփոխ։ Նախավերջին մակարդակը գտնվում է ատոմային միջուկին ավելի մոտ և, հետևաբար, ավելի քիչ դեֆորմացված է: Սա հանգեցնում է ատոմների շառավիղի ավելի դանդաղ նվազմանը: Օրինակ:

Արտաքին մակարդակում ատոմների և էլեկտրոնների նույն քանակի շառավիղի դանդաղ փոփոխության հետևանքն է տարրերի և դրանց միացությունների մետաղական և նվազեցնող հատկությունների դանդաղ նվազումը։ Այսպիսով, IV շրջանի զույգ շարքում K - Mn - ակտիվ մետաղներ Fe - Ni - միջին ակտիվության մետաղներ (համեմատեք II շրջանի տարրերի հետ, որտեղ երրորդ տարրը՝ բորը, արդեն ոչ մետաղ է)։

Եվ սկսած կենտ թվի III խմբից՝ տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունները փոխվում են այնպես, ինչպես փոքր ժամանակաշրջաններում, քանի որ արտաքին մակարդակը սկսում է կուտակվել։ Այսպիսով, էներգիայի մակարդակի կառուցվածքը որոշիչ է տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունների մեջ: Յուրաքանչյուր դիտարկվող ժամանակաշրջան ավարտվում է նաև ազնիվ գազով։

Հաշվի առնելով ժամանակաշրջաններում տարրերի և դրանց միացությունների որոշ հատկությունների փոփոխությունը, կարելի է անել հետևյալ եզրակացությունները.

1. Յուրաքանչյուր շրջան սկսվում է ալկալիական մետաղից և ավարտվում ազնիվ գազով:

2. Տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունները պարբերաբար կրկնվում են, քանի որ էներգիայի մակարդակների կառուցվածքները պարբերաբար կրկնվում են:Սա է պարբերական օրենքի ֆիզիկական իմաստը:

Հիմնական ենթախմբերում էներգիայի մակարդակների թիվը մեծանում է, դա հանգեցնում է ատոմային շառավիղների ավելացման: Հետևաբար, հիմնական ենթախմբերում (վերևից ներքև) էլեկտրաբացասականությունը նվազում է, տարրերի մեգալիթային և վերականգնողական հատկությունները մեծանում են, իսկ ոչ մետաղական և օքսիդացնող հատկությունները նվազում են, օքսիդների և հիդրօքսիդների հիմնական հատկությունները մեծանում են, իսկ թթվային հատկությունները նվազում են: Օրինակ, դիտարկենք II խմբի հիմնական ենթախումբը:

Այսպիսով, տարրի և նրա միացությունների հատկությունները միջանկյալ են երկու հարևան տարրերի միջև ժամանակաշրջանի և ենթախմբի առումով:

Դ.Ի. Մենդելեևի պարբերական համակարգում տարրի կոորդինատներով (ժամանակաշրջանի համար և խմբի համար) կարելի է որոշել նրա ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը և, հետևաբար, կանխատեսել նրա հիմնական հատկությունները:

1. ատոմում էլեկտրոնային մակարդակների քանակըսահմանում է Ժամանակաշրջան թիվ.որում գտնվում է համապատասխան տարրը:

2. Էլեկտրոնների ընդհանուր թիվըգտնվում է արտաքին մակարդակի s- և p ուղեծրերում (հիմնական ենթախմբերի տարրերի համար) և արտաքին մակարդակի նախնական և s ուղեծրերում (երկրորդական ենթախմբերի տարրերի համար. բացառություններ:

սահմանում է Խումբ No..

3. f-տարրեր գտնվում ենկամ III խմբի կողմնակի ենթախմբում (կարճաժամկետ տարբերակ), կամ IIA- և IIIB-խմբերի միջև (երկարաժամկետ տարբերակ) - լանթանիդներ(№ 57-70), ակտինիդներ(№ 89-102).

4. Ատոմներտարբեր ժամանակաշրջանների տարրեր, բայց մեկ ենթախումբունեն արտաքին և մինչարտաքին էլեկտրոնային մակարդակների նույն կառուցվածքըև, հետևաբար, ունեն նմանատիպ քիմիական հատկություններ:

5. տարրի առավելագույն օքսիդատիվ թիվը համընկնում էխմբի համարը, որում գտնվում է տարրը: Տարրից առաջացած օքսիդների և հիդրօքսիդների բնույթը կախվածդրանցում առկա տարրերի օքսիդատիվ թիվը. Օքսիդներ և հիդրօքսիդներ, որոնցում տարրը գտնվում է օքսիդացման վիճակում.

Որքան բարձր է թթու առաջացնող տարրի օքսիդացման աստիճանը, այնքան ավելի ընդգծված են օքսիդների և հիդրօքսիդների թթվային հատկությունները։

Հետևաբար՝ I-III խմբերի տարրերի օքսիդներն ու հիդրօքսիդները հիմնականում ամֆոտեր են։ IV-VII խմբերի տարրերի օքսիդները և հիդրօքսիդները հիմնականում թթվային են (օքսիդացման առավելագույն աստիճանում)։ Նույն տարրերի օքսիդները և հիդրօքսիդները, բայց ավելի ցածր օքսիդացման աստիճանով, կարող են տարբեր բնույթ ունենալ:

6. Տարրերի միացումները հետ ջրածինը Միգուցեբաժանված են 3 մեծ խմբերի.

ա) ակտիվ մետաղների աղանման հիդրիդներ (LiH - , CaH - և այլն);

բ) p-տարրերի կովալենտ ջրածնային միացություններ (B 2 H 6, CH 4, NH 3, H 2 O, HF և այլն);

գ) մետաղանման փուլեր, որոնք ձևավորվում են d- և f- տարրերով. վերջիններս սովորաբար ոչ ստոխիոմետրիկ միացություններ են, և հաճախ դժվար է որոշել՝ դրանք դասակարգել որպես առանձին միացություններ, թե պինդ լուծույթներ։

IV խմբի տարրերի ջրածնային միացությունները (CH 4 -մեթան, SiH 4 -սիլան) չեն փոխազդում թթուների և հիմքերի հետ, գործնականում չեն լուծվում ջրում։

V խմբի տարրերի ջրածնային միացությունները (NH 3 -ամոնիակ), ջրում լուծվելիս հիմքեր են կազմում։

VI և VII խմբերի (H 2 S, HF) տարրերի ջրածնային միացությունները, երբ լուծվում են ջրում, առաջացնում են թթուներ։

7. Երկրորդ շրջանի տարրերը, որոնց ատոմներում լցված է 2-րդ էլեկտրոնային շերտը, խիստ տարբերվում են մնացած բոլոր տարրերից։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ երկրորդ շերտում էլեկտրոնների էներգիան շատ ավելի ցածր է, քան հաջորդ շերտերի էլեկտրոնների էներգիան, և այն, որ երկրորդ շերտում չի կարող լինել ավելի քան ութ էլեկտրոն:

8. Նույն ժամանակաշրջանի d-տարրերը միմյանցից ավելի քիչ են տարբերվում, քան հիմնական ենթախմբերի տարրերը, որոնցում կառուցված են արտաքին էլեկտրոնային շերտերը։

9. Լանտանիդների հատկությունների տարբերությունները, որոնց ատոմներում կառուցված է դրսից երրորդ շերտին պատկանող f-պատյանը, աննշան են։

Ամեն շրջան(բացառությամբ առաջինի) սկսվում է տիպիկ մետաղից և ավարտվում ազնիվ գազով, որին նախորդում է տիպիկ ոչ մետաղը։

Տարրերի հատկությունների փոփոխություն որոշակի ժամանակահատվածում.

1) մետաղական հատկությունների թուլացում.

2) ատոմի շառավիղի նվազում.

3) օքսիդացնող հատկությունների բարձրացում.

4) իոնացման էներգիան մեծանում է.

5) էլեկտրոնի նկատմամբ մերձությունը մեծանում է.

6) էլեկտրաբացասականությունը մեծանում է.

7) օքսիդների և հիդրօքսիդների թթվային հատկությունները մեծանում են.

8) սկսած IV խմբից (p-տարրերի համար) մեծանում է ջրածնի միացությունների կայունությունը և բարձրանում նրանց թթվային հատկությունները.

Խմբում տարրերի հատկությունների փոփոխություն.

1) մետաղական հատկությունների բարձրացում.

2) ատոմի շառավիղը մեծանում է.

3) վերականգնողական հատկությունների բարձրացում.

4) իոնացման էներգիան նվազում է.

5) էլեկտրոնների մերձեցումը նվազում է.

6) էլեկտրաբացասականությունը նվազում է.

7) օքսիդների և հիդրօքսիդների հիմնական հատկությունները մեծանում են.

8) սկսած IV խմբից (p-տարրերի համար) ջրածնի միացությունների կայունությունը նվազում է, դրանց թթվային և օքսիդացնող հատկությունները մեծանում են.

ՎԱԼԵՆՍ- տարրերի ատոմների քիմիական կապեր ձևավորելու ունակությունը. Քանակականորեն վալենտությունը որոշվում է չզույգված էլեկտրոնների քանակով։

1852 թվականին անգլիացի քիմիկոս Էդվարդ Ֆրանկլանդը ներկայացրեց միացնող ուժի հայեցակարգը։ Ատոմների այս հատկությունը հետագայում կոչվեց վալենտություն։

վալենտությունը 2 է, քանի որ կան 2 չզույգված էլեկտրոններ։

ՕՔՍԻԴԱՑՄԱՆ ԱՍՏԱՆԻ- ատոմի պայմանական լիցքը, որը հաշվարկվում է այն ենթադրության հիման վրա, որ մոլեկուլը բաղկացած է միայն իոններից:

Ի տարբերություն վալենտության, օքսիդացման վիճակն ունի նշան.

Դրական օքսիդացման վիճակհավասար է տվյալ ատոմից քաշված (տրված) էլեկտրոնների թվին։ Ատոմը կարող է նվիրաբերել բոլոր չզույգված էլեկտրոնները:

Բացասական օքսիդացման վիճակհավասար է տվյալ ատոմին ներգրավված (կցված) էլեկտրոնների թվին. այն դրսևորվում է միայն ոչ մետաղներով։ Ոչ մետաղների ատոմները միացնում են այնքան էլեկտրոններ, որքան անհրաժեշտ է արտաքին մակարդակի կայուն ութ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա ձևավորելու համար:

Օրինակ՝ N -3; S -2; Cl -; C -4.

Հարց թիվ 3 Ինչպե՞ս են փոխվում քիմիական տարրերի հատկությունները ժամանակաշրջաններում և հիմնական ենթախմբերում: Բացատրեք այս օրինաչափությունները կառուցվածքի տեսության տեսանկյունից, հատ.

Պատասխան.

I. Ժամանակահատվածում տարրի հերթական թվի աճով տարրերի մետաղական հատկությունները նվազում են, իսկ ոչ մետաղականները մեծանում են, բացի այդ, ժամանակաշրջաններում (փոքր) տարրերի վալենտությունը թթվածնով միացություններում: ավելանում է 1-ից 7, ձախից աջ: Այս երևույթները բացատրվում են ատոմների կառուցվածքով.

1) Ժամանակահատվածում սերիական համարի աճով արտաքին էներգիայի մակարդակները աստիճանաբար լցվում են էլեկտրոններով, վերջին մակարդակում էլեկտրոնների թիվը համապատասխանում է խմբի թվին և ամենաբարձր վալենտությանը թթվածնով միացություններում:

2) Ժամանակահատվածում սերիական համարի աճով մեծանում է միջուկի լիցքը, որն առաջացնում է դեպի միջուկ էլեկտրոնների ձգողականության ուժերի ավելացում: Արդյունքում ատոմների շառավիղները նվազում են, հետևաբար, կարողությունը. էլեկտրոններ նվիրաբերելու ատոմները (մետաղական հատկությունները) աստիճանաբար թուլանում են, և ժամանակաշրջանների վերջին տարրերը բնորոշ ոչ մետաղներ են:

1. Ի՞նչ է ուսումնասիրում համակարգչային գիտությունը:



Համակարգչային տեխնոլոգիաներ


տեղեկատվությունը ոչ նյութական է





մշակել։
հոտը
ձայն
մարդկային խոսք
համ
Լուսանկարը

կոդավորումը
տեղեկատվության փոխանցում
տվյալների պահպանում
ցուցակի տեսակավորում
տվյալների բազայի որոնում






6. Ի՞նչ է կոդավորումը:
տեղեկատվության որոնման գործիք

տեղեկատվության խեղաթյուրում
փոխելով տեղեկատվության տեսակը

Թեստ «Տեղեկատվական և տեղեկատվական գործընթացներ» թեմայով.
1. Ի՞նչ է ուսումնասիրում համակարգչային գիտությունը:
տեղեկատվության հետ կապված ցանկացած գործընթաց և երևույթ
Համակարգչային ծրագրավորում
բնության մեջ երևույթների փոխհարաբերությունները
Համակարգչային տեխնոլոգիաներ
խնդիրների լուծման մաթեմատիկական մեթոդներ
2. Ստուգեք բոլոր ճիշտ հայտարարությունները:
տեղեկատվությունը ոչ նյութական է
տեղեկատվությունը իրական աշխարհի արտացոլումն է
տեղեկատվությունը բնութագրում է բազմազանությունը
տեղեկատվություն ստանալու ժամանակ նվազում է գիտելիքի անորոշությունը
կա տեղեկատվության խիստ սահմանում
3. Նշեք տեղեկատվության այն տեսակները, որոնք համակարգիչը դեռ չգիտի, թե ինչպես:
մշակել։
հոտը
ձայն
մարդկային խոսք
համ
Լուսանկարը
4. Ընտրեք այն գործընթացները, որոնք կարելի է անվանել տեղեկատվության մշակում:
կոդավորումը
տեղեկատվության փոխանցում
տվյալների պահպանում
ցուցակի տեսակավորում
տվյալների բազայի որոնում
5. Ստուգեք բոլոր ճիշտ հայտարարությունները:
տեղեկատվությունը կարող է գոյություն ունենալ միայն փոխադրողի հետ միասին
տեղեկատվության պահպանումը տեղեկատվական գործընթացներից մեկն է
Հաղորդագրությունից տեղեկատվություն կորզելու համար մարդն օգտագործում է գիտելիքը
տեղեկատվության մշակումը դրա բովանդակության փոփոխություն է
տեղեկատվություն գրանցելիս փոխվում են միջավայրի հատկությունները
6. Ի՞նչ է կոդավորումը:
տեղեկատվության որոնման գործիք
տեղեկատվության գրանցում նշանների մեկ այլ համակարգում
տեղեկատվության խեղաթյուրում
փոխելով տեղեկատվության տեսակը
տեղեկատվության քանակի փոփոխություն

անհրաժեշտ տարրերի ընտրություն


ապրանքների վերադասավորում
հեռացնել ավելորդ տարրերը

տեղեկություններ փոխանցել?


սկզբունքները?
_______________________________________________________________

որոշ խնդիրներ լուծելու?
_______________________________________________________________

ինքներդ?
_______________________________________________________________







համակարգեր?
_______________________________________________________________
7. Ի՞նչ արտահայտություն կարելի է օգտագործել տեսակավորումը սահմանելու համար:
անհրաժեշտ տարրերի ընտրություն
ցուցակի տարրերի դասավորությունը տրված հերթականությամբ
տողերի այբբենական դասավորությունը
ապրանքների վերադասավորում
հեռացնել ավելորդ տարրերը
8. Ինչպե՞ս է կոչվում օգտագործվող կրիչի հատկությունների փոփոխությունը
տեղեկություններ փոխանցել?
_______________________________________________________________
9. Ինչ է գիտելիքի անունը, որոնք փաստեր են, օրենքներ,
սկզբունքները?
_______________________________________________________________
10. Ինչպե՞ս են կոչվում այն ​​գիտելիքները, որոնք ալգորիթմներ են
որոշ խնդիրներ լուծելու?
_______________________________________________________________
11. Ինչպե՞ս են կոչվում մարդու պատկերացումները բնության, հասարակության և իր մասին
ինքներդ?
_______________________________________________________________
12. Ստուգեք բոլոր ճիշտ պնդումները:
ստացված տեղեկատվությունը կախված է ստացողի գիտելիքներից
ստացված տեղեկատվությունը կախված է միայն ստացված հաղորդագրությունից
տեղեկատվություն ստանալը միշտ մեծացնում է գիտելիքները
գիտելիքն ավելանում է միայն այն դեպքում, երբ ստացված տեղեկատվությունը մասամբ հայտնի է
նույն տեղեկատվությունը կարող է ներկայացվել տարբեր ձևերով
13. Ինչպե՞ս է կոչվում ինչ-որ ձևով գրանցված (կոդավորված) տեղեկատվությունը, մասնավորապես, համակարգչային տեղեկատվության մեջ.
համակարգեր?
_______________________________________________________________

Պատասխան.
1 2 3 4 5 6 7
ա, բ, հա, բ, գ, հա, հա, դ, դ ա, գ, դ բ, գբ
8 9 10 11 12 13 ազդարարում է դեկլարատիվ ընթացակարգային գիտելիքներ a, d, e տվյալները

Տարրերի և դրանց միացությունների քիմիական հատկությունների փոփոխությունների կանոնավորություններն ըստ ժամանակաշրջանների և խմբերի

Թվարկենք ժամանակաշրջաններում դրսևորվող հատկությունների փոփոխությունների օրինաչափությունները.

- մետաղական հատկությունների նվազում;

- ոչ մետաղական հատկությունները բարելավվում են.

- ավելի բարձր օքսիդներում տարրերի օքսիդացման վիճակը $ + 1 $-ից բարձրանում է $ + 7 $ ($ + 8 $ $ Os $-ի և $ Ru $-ի համար);

- ցնդող ջրածնի միացություններում տարրերի օքսիդացման վիճակը բարձրանում է -4 $-ից մինչև $ -1 $;

- հիմնայինից ամֆոտերային օքսիդները փոխարինվում են թթվային օքսիդներով.

- ալկալիների հիդրօքսիդները ամֆոտերի միջոցով փոխարինվում են թթուներով:

Դ.Ի. Մենդելեևը 1869 դոլարին եզրակացություն արեց. նա ձևակերպեց Պարբերական օրենքը, որը հնչում է այսպես.

Քիմիական տարրերի և դրանցից առաջացած նյութերի հատկությունները պարբերաբար կախված են տարրերի հարաբերական ատոմային զանգվածներից։

Քիմիական տարրերը համակարգելով իրենց հարաբերական ատոմային զանգվածների հիման վրա՝ Մենդելեևը մեծ ուշադրություն է դարձրել նաև տարրերի և դրանցից ձևավորված նյութերի հատկություններին, նմանատիպ հատկություններով տարրերը բաշխելով ուղղահայաց սյուների՝ խմբերի մեջ։

Երբեմն, խախտելով իր կողմից բացահայտված օրինաչափությունը, Մենդելեևը դնում է ավելի ծանր տարրեր՝ հարաբերական ատոմային զանգվածների ավելի ցածր արժեքներով։ Օրինակ՝ նա իր աղյուսակում գրել է կոբալտը նիկելից առաջ, թելուրը՝ յոդից առաջ, և երբ իներտ (ազնիվ) գազեր են հայտնաբերվել, արգոնը՝ կալիումից առաջ։ Մենդելեևը այս դասավորությունը համարեց անհրաժեշտ, քանի որ հակառակ դեպքում այդ տարրերը կհայտնվեն իրենց հատկություններով տարբեր տարրերի խմբերի մեջ, մասնավորապես ալկալային մետաղի կալիումը կհայտնվի իներտ գազերի խմբի մեջ, իսկ իներտ գազը` արգոնը` ալկալիական մետաղների խմբին:

Դ.Ի. Մենդելեևը չկարողացավ բացատրել այս բացառությունները ընդհանուր կանոնից, չկարողացավ բացատրել տարրերի հատկությունների և նրանց կողմից ձևավորված նյութերի պարբերականության պատճառը։ Այնուամենայնիվ, նա կանխատեսեց, որ այս պատճառը ատոմի բարդ կառուցվածքի մեջ է. ներքին կառուցվածքըորն այն ժամանակ չէր ուսումնասիրվել։

Ատոմի կառուցվածքի մասին ժամանակակից պատկերացումներին համապատասխան՝ քիմիական տարրերի դասակարգման հիմքը նրանց ատոմային միջուկների լիցքերն են, իսկ պարբերական օրենքի ժամանակակից ձևակերպումը հետևյալն է.

Քիմիական տարրերի և դրանցից առաջացած նյութերի հատկությունները պարբերաբար կախված են դրանց ատոմային միջուկների լիցքից։

Տարրերի հատկությունների փոփոխության պարբերականությունը բացատրվում է դրանց ատոմների արտաքին էներգիայի մակարդակների կառուցվածքում պարբերական կրկնությամբ։ Դա էներգիայի մակարդակների քանակն է, դրանց վրա տեղակայված էլեկտրոնների ընդհանուր թիվը և արտաքին մակարդակի էլեկտրոնների քանակը, որոնք արտացոլում են Պարբերական աղյուսակում ընդունված սիմվոլիկան, այսինքն. բացահայտել ժամանակաշրջանի համարի, խմբի համարի և տարրի հերթական համարի ֆիզիկական նշանակությունը:

Ատոմի կառուցվածքը բացատրում է նաև ժամանակաշրջաններում և խմբերում տարրերի մետաղական և ոչ մետաղական հատկությունների փոփոխության պատճառները։

Դ.Ի. Մենդելեևի Պարբերական օրենքը և Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակը ամփոփում են տեղեկատվությունը քիմիական տարրերի և դրանց կողմից ձևավորված նյութերի մասին և բացատրում դրանց հատկությունների փոփոխման պարբերականությունը և նույն խմբի տարրերի հատկությունների նմանության պատճառը: Պարբերական օրենքի և Պարբերական համակարգի այս երկու կարևորագույն իմաստները լրացվում են ևս մեկով, որը կանխատեսելու կարողությունն է, այսինքն. կանխատեսել, նկարագրել հատկությունները և նշել նոր քիմիական տարրերի հայտնաբերման ուղիները:

I ± III խմբերի հիմնական ենթախմբերի մետաղների ընդհանուր բնութագրերը՝ կապված Դ.Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում նրանց դիրքի և դրանց ատոմների կառուցվածքային առանձնահատկությունների հետ.

Քիմիական տարրեր՝ մետաղներ

Քիմիական տարրերի մեծ մասը դասակարգվում է որպես մետաղներ՝ $92-ը $114 հայտնի տարրերից։

Բոլոր մետաղները, բացի սնդիկից, սովորաբար պինդ են և ունեն մի շարք ընդհանուր հատկություններ:

ՄետաղներՃկուն, ճկուն, մածուցիկ նյութեր են, որոնք ունեն մետաղական փայլ և ունակ են ջերմային և էլեկտրական հոսանք անցկացնել:

Մետաղական տարրերի ատոմները նվիրաբերում են արտաքին (և որոշ նախնական) էլեկտրոնային շերտի էլեկտրոններ՝ վերածվելով դրական իոնների։

Մետաղների ատոմների այս հատկությունը, ինչպես գիտեք, որոշվում է նրանով, որ նրանք ունեն համեմատաբար մեծ շառավիղներ և փոքր թվով էլեկտրոններ (հիմնականում արտաքին շերտում $1-ից $3$):

Բացառություն են կազմում միայն 6 դոլար արժողությամբ մետաղները՝ գերմանիումի, անագի, կապարի ատոմները արտաքին շերտում ունեն 4 դոլար էլեկտրոններ, անտիմոնի և բիսմութի ատոմները՝ 5 դոլար, պոլոնիումի ատոմները՝ 6 դոլար։

Մետաղների ատոմները բնութագրվում են էլեկտրաբացասականության փոքր արժեքներով (0,7 $-ից մինչև $ 1,9 $) և չափազանց նվազեցնող հատկություններով, այսինքն. էլեկտրոններ նվիրաբերելու ունակություն.

Դուք արդեն գիտեք, որ Դ.Ի. Մենդելեևի Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում մետաղները գտնվում են բորի-աստատին անկյունագծից ցածր, ինչպես նաև դրա վերևում՝ կողային ենթախմբերում: Ժամանակաշրջաններում և հիմնական ենթախմբերում ձեզ հայտնի օրինաչափությունները գործում են տարրերի ատոմների մետաղի, հետևաբար՝ նվազող հատկությունների փոփոխության մեջ։

Քիմիական տարրերը, որոնք գտնվում են բորի մոտ՝ աստատին անկյունագծով ($ Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb $) ունեն երկակի հատկություններ. որոշ միացություններում նրանք իրենց մետաղների նման են պահում, մյուսներում՝ ոչ մետաղների հատկություններ։

Կողմնակի ենթախմբերում սերիական համարի ավելացմամբ մետաղների նվազեցնող հատկությունները ամենից հաճախ նվազում են։

Դա կարելի է բացատրել նրանով, որ այս մետաղների ատոմների միջուկի հետ վալենտային էլեկտրոնների կապի ուժի վրա ավելի շատ ազդում է միջուկային լիցքի մեծությունը, այլ ոչ թե ատոմի շառավիղը։ Զգալիորեն մեծանում է միջուկային լիցքի մեծությունը, մեծանում է էլեկտրոնների ձգողականությունը դեպի միջուկ։ Միևնույն ժամանակ, ատոմի շառավիղը մեծանում է, բայց ոչ այնքան էականորեն, որքան հիմնական ենթախմբերի մետաղների համար։

Քիմիական տարրերից առաջացած պարզ նյութերը՝ մետաղները, և բարդ մետաղ պարունակող նյութերը կարևոր դեր են խաղում Երկրի հանքային և օրգանական «կյանքում»։ Բավական է հիշել, որ մետաղական տարրերի ատոմները (իոնները) այն միացությունների անբաժանելի մասն են, որոնք որոշում են նյութափոխանակությունը մարդու մարմնում և կենդանիների մեջ։ Օրինակ՝ մարդու արյան մեջ 76 դոլար տարր է հայտնաբերվել, որից միայն 14 դոլարը մետաղներ չեն։ Մարդու մարմնում որոշ տարրեր՝ մետաղներ (կալցիում, կալիում, նատրիում, մագնեզիում) առկա են մեծ քանակությամբ, այսինքն. են մակրոէլեմենտներ.Իսկ մետաղները, ինչպիսիք են քրոմը, մանգանը, երկաթը, կոբալտը, պղինձը, ցինկը, մոլիբդենը, առկա են փոքր քանակությամբ, այսինքն. սա հետք տարրեր.

I-III խմբերի հիմնական ենթախմբերի մետաղների կառուցվածքի առանձնահատկությունները.

Ալկալիական մետաղներ- սրանք I խմբի հիմնական ենթախմբի մետաղներ են: Նրանց ատոմները արտաքին էներգիայի մակարդակի վրա ունեն մեկ էլեկտրոն: Ալկալիական մետաղները ուժեղ վերականգնող նյութեր են: Նրանց վերականգնողական կարողությունը և ռեակտիվությունը մեծանում են տարրի հերթական թվի աճով (այսինքն՝ Պարբերական աղյուսակում վերևից ներքև): Դրանք բոլորն էլ էլեկտրոնային հաղորդունակ են։ Ալկալիական մետաղի ատոմների միջև կապի ուժը նվազում է տարրի հերթական թվի աճով: Նվազում են նաև դրանց հալման և եռման կետերը։ Ալկալիական մետաղները փոխազդում են շատ պարզ նյութերի` օքսիդացնող նյութերի հետ: Ջրի հետ ռեակցիաներում առաջանում են ջրում լուծվող հիմքեր (ալկալիներ)։

Հողալկալիական տարրերը II խմբի հիմնական ենթախմբի տարրերն են։ Այս տարրերի ատոմները պարունակում են երկու էլեկտրոն արտաքին էներգիայի մակարդակում: Դրանք վերականգնող նյութեր են և ունեն $ + 2 $ օքսիդացման աստիճան: Այս հիմնական ենթախմբում ընդհանուր օրենքներ են դիտվում ֆիզիկական և քիմիական հատկություններկապված վերևից ներքև խմբում ատոմների չափի մեծացման հետ, ատոմների միջև քիմիական կապը նույնպես թուլանում է: Իոնի չափի մեծացումով թուլանում են թթվային հատկությունները և մեծանում են օքսիդների և հիդրօքսիդների հիմնական հատկությունները։

III խմբի հիմնական ենթախումբը կազմված է բոր, ալյումին, գալիում, ինդիում և թալիում տարրերից։ Բոլոր տարրերը վերաբերում են $ p $ -տարրերին: Արտաքին էներգիայի մակարդակում նրանցից յուրաքանչյուրն ունի երեք $ (s ^ 2p ^ 1) $ էլեկտրոն, ինչը բացատրում է հատկությունների նմանությունը: Օքսիդացման վիճակը $ + 3 $: Խմբի ներսում միջուկի լիցքի ավելացման հետ մեկտեղ մեծանում են մետաղական հատկությունները։ Բորը ոչ մետաղական տարր է, մինչդեռ ալյումինն արդեն ունի մետաղական հատկություններ։ Բոլոր տարրերը կազմում են օքսիդներ և հիդրօքսիդներ:

Անցումային տարրերի ± պղինձ, ցինկ, քրոմ, երկաթի բնութագրում Դ.Ի.Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում իրենց դիրքով և դրանց ատոմների կառուցվածքային առանձնահատկություններով

Մետաղական տարրերի մեծ մասը գտնվում է Պարբերական աղյուսակի կողմնակի խմբերում:

Չորրորդ շրջանում չորրորդ էլեկտրոնային շերտը հայտնվում է կալիումի և կալցիումի ատոմներում, և $ 4s $ ենթամակարդակը լցվում է, քանի որ այն ավելի ցածր էներգիա ունի, քան $ 3d $ ենթամակարդակը: $ K, Ca-ն $ -տարրեր են, որոնք պատկանում են հիմնական ենթախմբերին: $ Sc $-ից մինչև $ Zn $ ատոմներում $ 3d $ ենթամակարդակը լցված է էլեկտրոններով:

Եկեք դիտարկենք, թե ինչ ուժեր են գործում ատոմին ավելացված էլեկտրոնի վրա միջուկային լիցքի ավելացմամբ: Մի կողմից, կա ատոմային միջուկի ներգրավումը, որը ստիպում է էլեկտրոնին զբաղեցնել ամենացածր ազատ էներգիայի մակարդակը: Մյուս կողմից՝ վանում արդեն գոյություն ունեցող էլեկտրոնների կողմից։ Երբ էներգիայի մակարդակում կան $ 8 $ էլեկտրոններ ($ s- $ և $ p- $ ուղեծրերը զբաղված են), նրանց ընդհանուր վանող ազդեցությունն այնքան ուժեղ է, որ հաջորդ էլեկտրոնը ընկնում է $ d- $-ից ցածր էներգիայի փոխարեն: այնքան բարձր է հաջորդ մակարդակի $ s- $ ուղեծիրը: Արտաքին էներգիայի մակարդակների էլեկտրոնային կառուցվածքը կալիումի համար կազմում է $ ... 3d ^ (0) 4s ^ 1 $, կալցիումի համար - $ ... 3d ^ (0) 4s ^ 2 $:

Սկանդիումին ևս մեկ էլեկտրոնի ավելացումը հանգեցնում է $ 3d $ ուղեծրի լրացման սկզբին` ավելի բարձր էներգիայի $4p $ ուղեծրերի փոխարեն: Սա էներգետիկ առումով ավելի շահավետ է ստացվում։ $ 3d $ -օրբիտալի լրացումն ավարտվում է ցինկով, որն ունի էլեկտրոնային կառուցվածք $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) 3s ^ (2) 3p ^ (6) 3d ^ (10) 4s. ^ 2 $. Հարկ է նշել, որ պղնձի և քրոմի տարրերի համար նկատվում է էլեկտրոնի «իջման» ֆենոմեն։ Պղնձի ատոմում տասներորդ $ d $ էլեկտրոնը տեղափոխվում է երրորդ $ 3d $ ենթամակարդակ:

Պղնձի էլեկտրոնային բանաձեւը $ ... 3d ^ (10) 4s ^ 1 $ է: Չորրորդ էներգիայի մակարդակում գտնվող քրոմի ատոմը ($ s $ -օրբիտալ) պետք է ունենա 2 $ էլեկտրոն: Այնուամենայնիվ, երկու էլեկտրոններից մեկը գնում է երրորդ էներգիայի մակարդակ՝ դեպի չլցված $ d $ -օրբիտալ, նրա էլեկտրոնային բանաձևը $ ... 3d ^ (5) 4s ^ 1 $ է։

Այսպիսով, ի տարբերություն հիմնական ենթախմբերի տարրերի, որտեղ առկա է արտաքին մակարդակի ատոմային ուղեծրերի աստիճանական լրացում էլեկտրոններով, երկրորդական ենթախմբերի տարրերում լրացվում են նախավերջին էներգիայի մակարդակի $ d $ -օրբիտալները։ Այստեղից էլ անվանումը՝ $ d $ -տարրեր։

Պարբերական աղյուսակի ենթախմբերի տարրերից առաջացած բոլոր պարզ նյութերը մետաղներ են: Շնորհիվ ավելինատոմային ուղեծրերը, քան հիմնական ենթախմբերի մետաղական տարրերը, $ d $ - տարրերի ատոմները մեծ թիվ են կազմում քիմիական կապերմիմյանց միջև և, հետևաբար, ստեղծել ավելի դիմացկուն բյուրեղյա վանդակ: Այն ավելի ամուր է ինչպես մեխանիկական, այնպես էլ ջեռուցման առումով։ Հետևաբար, կողային ենթախմբերի մետաղները բոլոր մետաղների մեջ ամենաուժեղն ու հրակայունն են։

Հայտնի է, որ եթե ատոմն ունի ավելի քան երեք վալենտային էլեկտրոն, ապա տարրն արտահայտում է փոփոխական վալենտություն։ Այս կետը վերաբերում է $ d $ -տարրերի մեծամասնությանը: Նրանց առավելագույն վալենտությունը, ինչպես հիմնական ենթախմբերի տարրերում, հավասար է խմբի թվին (չնայած կան բացառություններ)։ Հավասար թվով վալենտային էլեկտրոններ ունեցող տարրերը խմբում ընդգրկված են նույն $ (Fe, Co, Ni) $ թվով:

$ d $ -տարրերում նրանց օքսիդների և հիդրօքսիդների հատկությունների փոփոխությունը մեկ ժամանակահատվածում ձախից աջ շարժվելիս, այսինքն. դրանց վալենտության բարձրացմամբ, այն գալիս է հիմնական հատկություններից ամֆոտերայինից մինչև թթվային: Օրինակ, քրոմը ունի $ + 2, +3, + 6 $ արժեքներ; և դրա օքսիդները՝ $ CrO $ - հիմնային, $ Cr_ (2) O_3 $ - ամֆոտեր, $ CrO_3 $ - թթվային:

IV ± VII խմբերի հիմնական ենթախմբերի ոչ մետաղների ընդհանուր բնութագրերը՝ կապված Դ.Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում նրանց դիրքի և դրանց ատոմների կառուցվածքային առանձնահատկությունների հետ.

Քիմիական տարրեր՝ ոչ մետաղներ

Քիմիական տարրերի հենց առաջին գիտական ​​դասակարգումը եղել է դրանց բաժանումը մետաղների և ոչ մետաղների։ Այս դասակարգումը ներկայումս չի կորցրել իր նշանակությունը։

Ոչ մետաղներ- դրանք քիմիական տարրեր են, որոնց ատոմները բնութագրվում են էլեկտրոններ ընդունելու ունակությամբ մինչև արտաքին շերտի ավարտը՝ արտաքին էլեկտրոնային շերտի վրա, որպես կանոն, չորս կամ ավելի էլեկտրոնների առկայության և համեմատած ատոմների փոքր շառավիղով։ մետաղի ատոմներով։

Այս սահմանումը մի կողմ է թողնում հիմնական ենթախմբի VIII խմբի տարրերը՝ իներտ, կամ ազնիվ գազեր, որոնց ատոմներն ունեն ամբողջական արտաքին էլեկտրոնային շերտ։ Այս տարրերի ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան այնպիսին է, որ դրանք չեն կարող վերագրվել ոչ մետաղներին, ոչ էլ ոչ մետաղներին: Դրանք այն առարկաներն են, որոնք տարանջատում են տարրերը մետաղների և ոչ մետաղների՝ նրանց միջև սահմանային դիրք զբաղեցնելով։ Իներտ կամ ազնիվ գազերը («ազնվականությունը» արտահայտվում է իներտությամբ) երբեմն անվանում են ոչ մետաղներ, բայց պաշտոնապես՝ ըստ ֆիզիկական բնութագրերի։ Այս նյութերը մնում են գազային մինչև շատ ցածր ջերմաստիճան: Այսպիսով, հելիումը չի մտնում հեղուկ վիճակ$ t ° = -268,9 ° С $-ում:

Այս տարրերի քիմիական իներտությունը հարաբերական է։ Քսենոնի և կրիպտոնի համար հայտնի են ֆտորով և թթվածնով միացություններ՝ $ KrF_2, XeF_2, XeF_4 $ և այլն։ Անկասկած, այդ միացությունների առաջացման մեջ իներտ գազերը վերականգնող նյութերի դեր են կատարել։

Ոչ մետաղների սահմանումից հետևում է, որ դրանց ատոմները բնութագրվում են էլեկտրաբացասականության բարձր արժեքներով։ Այն տատանվում է 2 դոլարից մինչև 4 դոլար: Ոչ մետաղները հիմնական ենթախմբերի տարրեր են, հիմնականում՝ $ p $ - տարրեր, բացառությամբ ջրածնի՝ s-տարրերի։

Բոլոր ոչ մետաղական տարրերը (բացի ջրածնից) զբաղեցնում են D.I-ի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի վերին աջ անկյունը:

Այնուամենայնիվ, հատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել Պարբերական աղյուսակում ջրածնի երկակի դիրքին` I և VII խմբերի հիմնական ենթախմբերում: Սա պատահական չէ։ Մի կողմից, ջրածնի ատոմը, ինչպես ալկալիական մետաղների ատոմները, արտաքին (և միայն դրա համար) էլեկտրոնային շերտի վրա ունի մեկ էլեկտրոն (էլեկտրոնի կազմաձևում $ 1s ^ 1 $), որը նա ի վիճակի է նվիրաբերել՝ ցուցաբերելով հատկություններ։ նվազեցնող նյութից:

Իր միացությունների մեծ մասում ջրածինը, ինչպես ալկալիական մետաղները, ցուցադրում է օքսիդացման աստիճան $ + 1 $: Սակայն ջրածնի ատոմով էլեկտրոնի վերադարձն ավելի դժվար է, քան ալկալիական մետաղների ատոմները: Մյուս կողմից, ջրածնի ատոմը, ինչպես հալոգենի ատոմները, չունի մեկ էլեկտրոն մինչև արտաքին էլեկտրոնային շերտի ավարտը, ուստի ջրածնի ատոմը կարող է ընդունել մեկ էլեկտրոն՝ ցուցադրելով օքսիդացնող նյութի հատկություններ և հալոգենին բնորոշ օքսիդացման վիճակը՝ $։ 1 $ հիդրիդներում (մետաղների հետ միացություններ, ինչպիսիք են հալոգեններով մետաղների միացությունները՝ հալոգեններ): Բայց մեկ էլեկտրոնի կցումը ջրածնի ատոմին ավելի դժվար է, քան հալոգենների դեպքում։

Ոչ մետաղների տարրերի ատոմների հատկությունները

Ոչ մետաղների ատոմներում գերակշռում են օքսիդացնող հատկությունները, այսինքն. էլեկտրոններ կցելու ունակությունը. Այս ունակությունը բնութագրվում է էլեկտրաբացասականության արժեքով, որը բնականաբար փոխվում է ժամանակաշրջաններում և ենթախմբերում:

Ֆտորը ամենահզոր օքսիդացնող նյութն է, նրա ատոմները քիմիական ռեակցիաներում չեն կարողանում էլեկտրոններ նվիրաբերել, այսինքն. ցույց տալ վերականգնող հատկություններ:

Արտաքին էլեկտրոնային շերտի կոնֆիգուրացիա:

Այլ ոչ մետաղները կարող են ցուցադրել նվազեցնող հատկություններ, թեև շատ ավելի թույլ, քան մետաղները. ժամանակաշրջաններում և ենթախմբերում նրանց վերականգնողական կարողությունը փոխվում է հակառակ հերթականությամբ՝ համեմատած օքսիդատիվի հետ։

Քիմիական տարրեր-ոչ մետաղներ ընդամենը $16 $! Ոչ շատ, եթե հաշվի առնեք, որ $114 $ ապրանքները հայտնի են: Երկու ոչ մետաղական տարրեր կազմում են երկրակեղևի զանգվածի $76%-ը։ Սրանք են թթվածինը ($ 49% $) և սիլիցիումը ($ 27% $): Մթնոլորտը պարունակում է երկրակեղևի թթվածնի զանգվածի $0,03% $: Ոչ մետաղները կազմում են բույսի զանգվածի $98,5% $, մարդու մարմնի քաշի $97,6% $: Ոչ մետաղները $ C, H, O, N, S, P $ օրգանոգեններ են, որոնք կազմում են կենդանի բջջի ամենակարեւոր օրգանական նյութերը՝ սպիտակուցներ, ճարպեր, ածխաջրեր, նուկլեինաթթուներ։ Օդը, որը մենք շնչում ենք, ներառում է պարզ և բարդ նյութեր, որոնք ձևավորվում են նաև ոչ մետաղական տարրերով (թթվածին $ O_2 $, ազոտ $ N_2 $, ածխաթթու գազ$ СО_2 $, ջրի գոլորշի $ Н_2О $ և այլն):

Ջրածինը Տիեզերքի հիմնական տարրն է։ Տիեզերական շատ օբյեկտներ (գազի ամպեր, աստղեր, ներառյալ Արևը) կեսից ավելին կազմված են ջրածնից: Երկրի վրա այն, ներառյալ մթնոլորտը, հիդրոսֆերան և լիտոսֆերան, կազմում է ընդամենը $0,88% $: Բայց սա ըստ զանգվածի է, իսկ ջրածնի ատոմային զանգվածը շատ փոքր է։ Հետևաբար, դրա փոքր պարունակությունը միայն ակնհայտ է, և Երկրի վրա յուրաքանչյուր $100 $ ատոմից $17 $-ը ջրածնի ատոմներ են: