Периодический закон Д.И. Менделеева

Д. И. Менделеев
Историческая справка
Периодический закон
Структура периодической системы
Периоды
Группы и подгруппы
ПП/П/з и строение атома
Характеристика элемента

Для того, чтобы узнать символ химического элемента, его атомный номер и массу, мы можем воспользоваться периодической таблицей.
В периодической таблице химические элементы расположены в порядке возрастания их атомной массы, и их свойства периодически повторяются. Сначала - каждый восьмой элемент имеет схожие свойства, затем - каждый восемнадцатый элемент, и наконец - каждый тридцать второй.
Периодичность свойств химических элементов впервые заметил русский химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1909).
В его честь периодическую таблицу химических элементов назвали таблицей Менделеева.

Менделеев Дмитрий Иванович
Русский ученый-энциклопедист. Родился 27 января (8 февраля) 1834 в Тобольске. Менделеев был членом более 90 академий наук, научных обществ, университетов разных стран. Он является одним и основателей Русского химического общества (1868); неоднократно избирался его президентом (1883–1884, 1891, 1892, 1894). Имя ученого – менделевий – носит 101-й элемент в периодической таблице. В 1962 АН СССР учредила премию и Золотую медаль им. Менделеева за лучшие работы по химии и химической технологии, в 1964 имя Менделеева было занесено на доску почета Бриджпортского университета в США наряду с именами Эвклида, Архимеда, Коперника, Галилея, Ньютона, Лавуазье.
Умер Менделеев в Петербурге 20 января
(2 февраля) 1907.

Историческая справка.
По мере развития химии как отрасли науки и открытия многих новых элементов ряд ученых предпринимали попытки классифицировать известные химические элементы.
В 1865 году Д. А. Ньюлендс расположил элементы в порядке возрастания их атомной массы.
В 1829 году немецкий ученый Д. В. Деберейнер, профессор химии, технологии и фармакологии университета Йены, попытался расположить элементы, группируя их в так называемые триады, или тройки.
Например, он сгруппировал вместе:
Li, Na, K;
Ca, Sr, Ba;
P, As, S;
Cl, Br, J.
В 1869 году русский химик Дмитрий Иванович Менделеев предложил таблицу, включающую все элементы, известные к тому времени. Эта таблица, с некоторыми изменениями, используется и по сей день как периодическая таблица элементов.
Классификацией химических элементов занимался также и Ю. Л. Мейер, профессор химии технического университета в Карлсруэ. Он опубликовал свою периодическую таблицу элементов в 1870 году.

Д.В. Деберейнер
Д.А. Ньюлендс

За основу классификации химических элементов Менделеев принял массу атомов элементов. Располагая известные на то время элементы в порядке возрастания их атомных весов, Менделеев обнаружил, что свойства элементов периодически повторяются. В 1869 г. Менделеев открыл периодический закон и в 1871 г. так его сформулировал: «Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости от их атомного веса».
Сейчас основной характеристикой, определяющей принадлежность атома к тому или иному элементу, является заряд ядра атома, который соответствует порядковому номеру элемента в периодической системе. Поэтому современная формулировка периодического закона такова:
Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений химических элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядер атомов элементов или от порядкового номера элементов.

Графическим отображением периодического закона является периодическая система химических элементов.
В периодической системе все элементы составляют 7 периодов. Первый период включает 2 элемента - водород и гелий. С калия до криптона и с рубидия до ксенона четвертый и пятый периоды включают в себя уже 18 элементов. Шестой период содержит 32 элемента. Седьмой период не закончен. Периодичность в повторении свойств химических элементов различна.
Три первых периода называются малыми, остальные - большими.

Периоды (горизонтальные ряды) пронумерованы - от 1 до 7. Номер периода соответствует числу электронных слоев в атомах элементов, принадлежащих к данному периоду.
Каждый период начинается с очень активного металла и заканчивается неметаллом - благородным газом.
Давайте посмотрим на третий период. Он начинается с натрия - активного металла, затем идут магний и алюминий, далее находится кремний - металлоид. А заканчивается этот период четырьмя неметаллами: фосфором, серой, хлором и аргоном.
В периодах, например во втором, в ряду от лития до неона по мере возрастания зарядов ядер свойства элементов изменяются в совершенно определенном направлении. Валентность по кислороду от лития к азоту у каждого последующего элемента увеличивается на единицу, а валентность по водороду от углерода к фтору, наоборот, уменьшается на единицу. Металлические свойства от лития к фтору постепенно ослабевают, а неметаллические - усиливаются.

В периодической таблице элементы распределяются по группам (колонки).
Группы обозначаются римскими цифрами - от I до VIII.
Каждая группа делится на две подгруппы: главную (А группа) и побочную (Б группа).
Названия групп происходят от названий первых элементов в колонках - например, группа бериллия, группа бора. Исключение составляет первая группа, которая называется группа лития, хотя начинается с водорода. Водород был помещен в первую группу, т. к. он имеет один валентный электрон, хотя его свойства сильно отличаются от свойств других элементов первой группы.
Химические элементы, находящиеся в одной группе, имеют одинаковое число валентных электронов. Следовательно, они обладают сходными химическими свойствами. Они обычно имеют одинаковую валентность и образуют соединения схожего типа.
У химических элементов главных подгрупп число валентных электронов равно номеру группы.
Химические элементы побочных подгрупп отличаются очень сложным расположением электронов по электронным слоям.
Все элементы, находящиеся в первой группе периодической системы, имеют по одному валентному электрону.

Элементы с похожими свойствами в вертикальных столбцах этой таблицы образуют подгруппы. Подгруппы с элементами второго и третьего коротких периодов называются главными, а остальные - побочными. Всего в таблице 8 главных и 8 побочных подгрупп: всего 16. Главные подгруппы обозначаются индексом “а” - Iа, IIа. Побочные подгруппы обозначаются индексом “б” - Iб, IIб и т. д.
В подгруппу IIIб входят по 14 элементов семейства лантаноидов и актиноидов, вынесенные в виде отдельных строк за пределы основной таблицы. Это происходит потому, что элементы этих семейств имеют большое сходство химических свойств и размещаются в одной клетке основной таблицы.

Периодическая таблица химических элементов является незаменимым помощником для химика.
Все элементы, как естественные, так и полученные в результате ядерных превращений, располагаются в периодической таблице в порядке возрастания атомной массы.
Атомный номер элемента соответствует числу протонов в его ядре и, следовательно, числу электронов.
Массовое число - это общее число протонов и нейтронов в ядре данного изотопа.
Число валентных электронов для элементов главных подгрупп (подгрупп А) равно номеру группы этих элементов.

Характеристика элемента включает:
1- Положение в п/c:
Атомный номер, массовое число
Номер периода
Номер группы
Главная или побочная подгруппа
2- Строение атома:
Число электронов, протонов, нейтронов
Распределение электронов по уровням
Электронная формула
3- Прогноз свойств:
Металл или неметалл
Предполагаемые формулы и свойства соединений