Периодический закон – это величайшее открытие в химии. Сделал его наш отечественный ученый – Дмитрий Иванович Менделеев. Собственно, графиком к этому закону служит известная всем таблица.
Менделеев задолго до открытия строения атома, расположил атомы в порядке возрастания зарядов их ядер. И при том, предсказал, что будут открыты новые элементы, определил их положение в периодической системе, их порядковый номер и даже химические свойства.
Современная формулировка периодического закона: свойства атомов и веществ, которые они образуют, находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра этого атома.
В каждом периоде свойства атомов периодически повторяются, поэтому в группах (А и Б – подгруппах отдельно) собраны элементы с похожими свойствами.
Это сходство где-то отчетливо, где-то отмечается только в совпадении валентности, некоторых химических свойств у атомов одной группы и подгруппы.
Нужно знать конкретные названия у некоторых групп химических элементов:
- Металлы I-A группы (первой группы главной подгруппы): Li, Na, K, Rb, Cs. Это щелочные металлы.
Щелочные металлы – это типичные металлы, самые активные, эталонные металлы. Все они проявляют типичные металлические свойства.
- Металлы II-А группы (второй группы главной подгруппы), НО начиная с кальция: Ca, Sr, Ba. Это щелочно-земельные металлы.
Их тоже объединяет общность химических свойств.
- Элементы VI-А группы (шестой группы главной подгруппы): O, S, Se, Te. Это халькогены (в переводе означает «рождающие руды»).
- Элементы VII-А группы (седьмой группы главной подгруппы): F, Cl, Br, I. Это галогены (в переводе означает «рождающие соли»).
Галогены – это типичные неметаллы.
- Элементы VIII-A группы (восьмой группы главной подгруппы): He, Ne, Ar, Kr, Xe. Это аэрогены, или благородные газы.
Внешний энергетический уровень у благородных газов полностью заполнен. Поэтому атомы этих элементов не склонны образовывать химические связи (поэтому и называются инертными газами т.е. малоактивными). Даже друг с другом, простые вещества – благородные газы представлены одноатомными молекулами.
Сравните молекулы простого вещества кислорода (O2) и гелия (He):
Закономерности изменения свойства атомов в периодической системе.
- Радиус атома.
В группе радиус атома увеличивается (сверху вниз). Это понятно: чем больше энергетических уровней (электронных слоев), тем больше места они занимают и, следовательно, больше радиус атома.
В периоде радиус атома уменьшается с увеличением порядкового номера. Что на первый взгляд не очень логично. Но это объяснимо.
Рассмотрим на примере лития и фтора. У обоих два энергетического уровня (2 слоя). У лития 1 электрон на внешнем уровне, а у фтора – 7. Поэтому заряд внешнего уровня лития минус один (-1), а у фтора минус семь (-7).
Минус семь притягивается к «плюсу» ядра сильнее, чем минус один. Поэтому фтор лучше «прижимает» свои внешние электроны и радиус от этого у него меньше.
- Электроотрицательность – это способность атома притягивать и удерживать электроны.
Чем больше радиус атома, тем тяжелее удерживать и притягивать электроны.
Поэтому в группе сверху вниз электроотрицательность уменьшается. Чем ниже в группе – тем больше слоев. Много слоев – хуже притягиваются электроны.
В периоде: радиус слева направо уменьшается, значит и электроотрицательность растет.
Все самое электроотрицательное – справа и сверху. Из практических соображений важно запомнить четыре самых электроотрицательных атомов. Это пригодится нам в дальнейшем.
Благородные газы мы не рассматриваем – у них полностью заполнен внешний энергетический уровень, химически они малоактивны, ни о какой электроотрицательности и речи не идет.
Четыре самых электроотрицательных элемента:
- Неметаллические свойства.
Электроотрицательность – это мера неметалличности. Неметаллы имеют такие химические свойства потому, что у них высокая электроотрицательность. Неметаллы постоянно стремятся забрать электроны и держать их близко к себе.
Неметаллические свойства изменяются в периодической системе так же, как и электроотрицательность.
- Металлические свойства.
Металлы, наоборот, стремятся отдать свои электроны, поэтому их плохо удерживают. Металлы поэтому и проявляют металлические свойства, потому что у них низкая электроотрицательность.
Металлические свойства изменяются обратно пропорционально электроотрицательности.
Резюме:
- Элементы IA-группы – щелочные металлы.
- Ca, Sr Ba (элементы IIA-группы, КРОМЕ Be и Mg) – щелочно-земельные металлы.
- Элементы VIA-группы – халькогены.
- Элементы VIIA-группы – галогены.
- Элементы VIIIA-группы – аэрогены, или благородные газы.
