Химия · 9 класс · Габриелян · урок 1 · только теория
Периодический закон. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
Периодический закон и Периодическая система — главный компас в мире химии. Он упорядочивает все известные элементы и объясняет, почему их свойства меняются закономерно. Понимание этого закона позволяет предсказывать свойства веществ, даже не проводя опытов.
Чему учимся понимать
Научиться объяснять закономерности изменения свойств элементов и их соединений по положению в Периодической системе.
Зачем это нужно
Периодический закон — фундамент всей химии. Он позволяет систематизировать знания о более чем 100 элементах, предсказывать свойства новых веществ и создавать материалы с заданными характеристиками. Это язык, на котором химики всего мира понимают друг друга.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.
- Порядковый номер элемента равен заряду ядра его атома, то есть числу протонов.
- Номер периода равен числу энергетических уровней в атоме элемента.
- Номер группы (для элементов главных подгрупп) равен числу электронов на внешнем энергетическом уровне.
- В пределах периода металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются.
- В пределах главной подгруппы металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают.
- Высшая валентность элемента по кислороду равна номеру группы, а по водороду — разности между 8 и номером группы.
- Периодический закон — это закон природы, а Периодическая система — его графическое отображение.
Определения
- Периодический закон
- Свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.
- Период
- Горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания заряда ядра, с одинаковым числом энергетических уровней.
- Группа
- Вертикальный столбец элементов, у которых одинаковое число электронов на внешнем уровне (для главных подгрупп).
- Главная подгруппа
- Элементы, у которых валентные электроны находятся на внешнем уровне (s- и p-элементы).
- Побочная подгруппа
- Элементы, у которых валентные электроны находятся и на внешнем, и на предвнешнем уровнях (d- и f-элементы).
- Заряд ядра атома
- Положительный заряд, равный числу протонов в ядре, который определяет порядковый номер элемента.
Ключевые факты и правила
- Порядковый номер элемента = заряд ядра = число протонов = число электронов в нейтральном атоме.
- Номер периода = число энергетических уровней, на которых находятся электроны.
- Номер группы (для главных подгрупп) = число электронов на внешнем уровне.
- В периодах слева направо радиус атома уменьшается, а число электронов на внешнем уровне растёт, поэтому металлические свойства ослабевают, а неметаллические — усиливаются.
- В главных подгруппах сверху вниз радиус атома увеличивается, поэтому металлические свойства усиливаются, а неметаллические — ослабевают.
- Высшая валентность по кислороду равна номеру группы, а по водороду — 8 минус номер группы (для элементов IV–VII групп).
- Периодический закон был открыт Д. И. Менделеевым в 1869 году, а современная формулировка учитывает заряд ядра, а не атомную массу.
Теория
Вспомни, что атом состоит из ядра и электронов, а заряд ядра определяет, какой это элемент.
Пойми, что свойства элемента зависят от числа электронов на внешнем уровне и радиуса атома.
Научись определять по положению элемента в таблице: заряд ядра, число уровней, число внешних электронов.
Проследи, как меняются эти характеристики при движении по периоду (слева направо) и по группе (сверху вниз).
Свяжи изменение характеристик с изменением металлических и неметаллических свойств.
Используй таблицу как справочник: зная положение элемента, предсказывай его свойства и свойства его соединений.
Примеры
- Пример 1случай
Натрий (Na)
Пояснение
- типичный металл, стоит в 3-м периоде и I группе главной подгруппы
- У него 3 энергетических уровня и 1 электрон на внешнем, поэтому он легко его отдаёт
- Пример 2случай
Хлор (Cl)
Пояснение
- типичный неметалл, стоит в 3-м периоде и VII группе главной подгруппы
- У него 7 электронов на внешнем уровне, и ему легче принять 1 электрон, чем отдать 7
- Пример 3реакция
- В ряду Li → Na → K (I группа главная подгруппа) металлические свойства усиливаются: литий реагирует с водой медленно, натрий — активно, калий — с воспламенением
- Пример 4реакция
- В ряду Na → Mg → Al (3-й период) металлические свойства ослабевают: натрий — активный металл, магний — менее активный, алюминий — уже проявляет амфотерные свойства
Интересно знать
- Менделеев оставил пустые клетки в таблице для ещё не открытых элементов и предсказал их свойства. Например, галлий, скандий и германий были открыты позже и почти точно совпали с предсказаниями.
- Первоначально Менделеев расположил элементы по возрастанию атомной массы, но для некоторых пар (например, теллур и йод) поменял порядок, чтобы соблюсти сходство свойств. Позже выяснилось, что он был прав, так как заряд ядра у них растёт правильно.
- Периодическая система — не просто таблица, а карта, по которой можно «путешествовать», предсказывая свойства элементов.
Связанные темы
- Строение атома
- Химическая связь
- Свойства металлов и неметаллов
- Характеристика химического элемента по положению в Периодической системе