02. Структура Периодической системы химических элементов. Объяснительная и предсказательная функции Периодического закона

Характеристика разных форм таблицы

В начале XX века было открыто строение атома и стало ясно, что свойства химических элементов находятся в периодической зависимости не от атомных масс, а от заряда ядра атома, т. е. числа протонов в ядре.

Дальнейшее развитие Периодической системы заключалось в том, что ученые заполняли пустые клетки в таблице Менделеева: открыли семейство благородных газов. Открывались естественно и искусственно полученные радиоактивные элементы. В честь Юрия Оганесяна в 2016 году назван элемент — оганесон, на сегодня последний, 118-й по номеру в Периодической системе.

Таким образом, перед учеными встал вопрос о нижней границе Периодической системы, который остается открытым до сих пор.

Чаще всего можно увидеть три формы выражения Периодической системы: короткая или короткопериодная, длинная или длиннопериодная или сверхдлинная.

В короткой форме таблица изображена на рис. 2.

1-3 периоды занимают по 1 строке, 4-ый и последующие периоды занимают по 2 строчки. Символы элементов главных и побочных подгрупп выравниваются относительно разных краев клеток. Лантаноиды и актиноиды вынесены из общей таблицы.

В длинном варианте лантаноиды и актиноиды вынесены из общей таблицы, соответственно, так же как и в короткой, делая её более компактной. Нет главных и побочных подгрупп. Каждый период занимает ровно одну строчку (рис. 1).

Короткая форма Периодической системы

Каждая клеточка Периодической системы содержит символ одного химического элемента, у которого указан порядковый номер и значения относительной атомной массы элемента (рис. 3).

Период начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом.

Всего периодов семь. Исключением является 1-ый период. В его состав входит только 2 химических элемента: водород, который не считается щелочным металлом, и гелий.

1-ый, 2-ой, 3-ий периоды называются малыми. Они содержат 2 и 8 химических элементов и состоят из одного ряда.

4-7 периоды называются большими. 4-ый и 5-ый периоды включают в себя 18 элементов. 6-ой и 7-й состоят из 32 элементов. В 6-ом и 7-ом периодах есть группы, состоящие из 14 элементов. В 6-ом периоде эти элементы схожи по свойствам с лантаном, а в 7-ом – с актинием. Эти элементы вынесены за основную таблицу и называются лантаноиды и актиноиды. Они обладают одинаковыми свойствами.

Совокупность переходных металлов в каждом периоде называется вставной декадой, потому что этих металлов в каждом периоде 10.

Группой называется вертикальный ряд химических элементов. Все элементы группы имеют одинаковое число валентных электронов.

Группы в короткой форме таблицы делятся на главную «А» и побочную «Б» подгруппы.

В каждой главной подгруппе с ростом порядкового номера элемента химические свойства меняются от неметаллических на металлические.

В побочную подгруппу включаются только металлы, называемые переходными элементами.

Если подгруппа начинается элементами малого периода – это главная подгруппа. Подгруппа, которая начинается элементами большого периода, – это побочная подгруппа. Например, рассмотрим II группу периодической системы (рис. 4).

Бериллий Be – элемент 2-го периода.

Он начинает столбик элементов главной подгруппы. В её состав входят: Be. Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

Цинк Zn начинает побочную подгруппу, так как он входит в состав 4-го периода. В побочную подгруппу входит Zn, Cd, Hg.

Характеристика химического элемента по положению в таблице

Рассмотрим элемент Br (рис. 5). Его порядковый номер – 35, относительная атомная масса – 80. Находится в 4-ом периоде, в 7-ой главной подгруппе.

Рассмотрим элемент платину (рис. 6).

Символ – Pt, порядковый номер – 78, относительная атомная масса – 195. Находится  в 6-м периоде, в 8-й побочной подгруппе.

В состав каждой группы входит элементы с одинаковым числом валентных электронов. Следовательно, они будут обладать схожими химическими свойствами.

Названия некоторых групп элементов

Это отражается в названии некоторых групп элементов.

• Например, элементы главной подгруппы 1-ой группы – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – называются щелочные металлы.

• Элементы главной подгруппы 2-ой группы – Ca, Sr, Ba, Ra – называются щелочноземельные металлы.

• Халькогены O, S, Se, Te, Po – элементы 6-й группы главной подгруппы.

• Галогены: F, Cl, Br, J, At – элементы 7-й группы главной подгруппы.

• 8-ю главную подгруппу называют подгруппой инертных или благородных газов. Это He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

Химические свойства в периодах меняются с металлических через амфотерные на неметаллические. Таким образом, зная химические свойства элемента, можно предположить, где конкретно он находится в Периодической системе. И наоборот, если знать положение элемента в Периодической системе, можно предположить его химические свойства.

Значение Периодического закона Д. И. Менделеева

С момента открытия Периодического закона и Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, химия перестала быть описательной наукой. Теперь при помощи его таблицы можно предсказывать свойства любого химического элемента. Дальнейшее развитие физики и химии полностью подтвердило правоту Д. И. Менделеева, так были открыты семейства инертных газов. Для радиоактивных элементов были сначала описаны свойства, а затем они были получены. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева носят фундаментальный характер, являются основным законом природы.

Подведение итога урока

На уроке вы изучили тему «Структура Периодической системы химических элементов. Объяснительная и предсказательная функции Периодического закона». Вы узнали о значении Периодической таблицы Менделеева, ее функциях и возможностях.

Список литературы

1. Рудзитис Г. Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение. 2011. – 176 с.: ил.

2. Попель П. П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С. Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.

3. Габриелян О. С. Химия. 9 класс. Учебник. – Дрофа, 2001. – 224 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «chemport.ru»

2. Интернет-портал «hemi.nsu.ru»

3. Интернет-портал «hemi.nsu.ru»

Домашнее задание

1. №№ 193, 194 (с. 143) Попель П. П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С. Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.

2. Какие названия имеют некоторые группы химических элементов?

3. Сформулируйте Периодический закон. Чем отличается современная формулировка закона от данной Д. И. Менделеевым?