Характеристика элемента по Периодической системе Д.И. Менделеева

Периодическая система химических
элементов Д.И. Менделеева

МЕТАЛЛЫ И НЕМЕТАЛЛЫ

Если от элемента бора (В) провести условную линию к элементу астату (At), то в главных подгруппах окажутся: правее и выше линии «B – At» – неметаллы; левее и ниже – металлы. Элементы, оказавшиеся вблизи этой линии проявляют переходные свойства. Неметаллов, включая благородные газы, насчитывается 22, все остальные элементы, в том числе и вновь синтезируемые, относятся к металлам. В побочных подгруппах находятся только металлы. Для металлов характерно небольшое число электронов на внешнем энергетическом уровне (1-3) и электроотрицательность ниже 2. Неметаллам присуща высокая электроотрицательность, 4 и более электронов на внешнем уровне. При образовании химических связей атомы металлов отдают внешние электроны, а атомы неметаллов их захватывают.

СТРОЕНИЕ АТОМА
Атомы имеют сложное строение: вокруг положительно заряженного массивного ядра движутся по определённым орбитам с огромной скоростью практически невесомые отрицательно заряженные электроны.
Ядро состоит из нуклонов – протонов(+) и нейтронов(0). По форме орбиты электроны бывают 4 типов: s, p, d и f и образуют электронные облака (орбитали) 4 видов. Общее число электронов в атоме равно числу протонов в ядре, а число электронов на внешнем уровне (у элементов главных подгрупп) равно номеру группы. Число энергетических уровней (электронных слоёв) в атоме равно номеру периода.

ФОРМУЛЫ АТОМОВ
В современной химии строение атомов принято изображать при помощи электронно-графических формул. На этой схеме показано строение 2-го и 3-го электронных уровней атома Na и превращение его в ион Na+:

ФОРМУЛЫ АТОМОВ
На таких формулах квадратом обозначается электронная орбиталь, стрелки внутри квадрата символизируют электроны, этажное расположение обозначает уровни и подуровни электронов. Графическая часть формулы подтверждается буквенно-цифровым обозначением. Отсюда их название: электронно-графические формулы.

ПОЛОЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ
По положению в Системе можно определить:
Заряд ядра, число протонов в ядре и общее число электронов = порядковый номер элемента;
Число энергетических уровней (электронных оболочек) = номер периода;
Число электронов на внешнем уровне у элементов главных подгрупп = номер группы;
Металл или неметалл – по расположению относительно линии «B-At».

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТА
Химический элемент можно характеризовать по следующим пунктам:
Положение в Периодической системе;
Металл или неметалл;
Электроотрицательность, то есть сила притяжения электронов к ядру;
Степень окисления, то есть число отданных или захваченных в процессе образования данного вещества, электронов (применяется к любым химическим элементам);
Валентность, то есть число образованных в данном веществе общих пар электронов (корректнее применять эту характеристику только к неметаллам).

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АТОМОВ
Для атомов присуще стремление приобрести более устойчивую и энергетически выгодную электронную конфигурацию, характерную для благородных газов (завершённый внешний энергетический уровень – «электронный октет»). В результате взаимодействия между собой, атомы более электроотрицательных элементов захватывают электроны на внешний уровень, а атомы менее электроотрицательных элементов – отдают свои внешние электроны.

Каждый элемент занимает строго отведенную ему ячейку, которая расположена в определенном периоде и определенной группе.
В каждой ячейке содержится информация об элементе:
- символ элемента
название элемента
порядковый номер
его атомная масса

План – алгоритм характеристики элемента по его положению в ПСХЭ Д. И. Менделеева
1. Название
2. Химический знак, относительная атомная масса (Ar)
3. Порядковый номер
4. Номер периода (большой 4-7 или малый 1-3)
5. Номер группы, подгруппа (главная «А» или побочная «Б»)
6. Состав атома: число электронов, число протонов, число нейтронов

Подсказка!
Число электронов = числу протонов = порядковому номеру;
Число нейтронов = атомная масса (Ar из таблицы Менделеева) – число протонов.

7. Вид элемента (s, p, d, f)
Подсказка!
s-элементы: это первые два элемента в 1-7 периодах;
p-элементы: последние шесть элементов1-6 периодов;
d-элементы: это элементы больших периодов (по 10 штук) между s- и p-элементами;
f- элементы: это элементы 6 и 7 периодов – лантаноиды и актиноиды, они вынесены вниз таблицы.

8. Схема строения атома (распределение электронов по энергоуровням), завершённость внешнего уровня.
Подсказка!
Внешний уровень завершён у элементов VIII группы главной подгруппы "А" - Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

Подсказка! Для написания схемы нужно знать следующее:
Заряд ядра атома = порядковому номеру атома;
Число энергетических уровней определяют по номеру периода, в котором находится элемент;
У s- и p-элементов на последнем (внешнем) от ядра энергетическом уровне число электронов равно номеру группы, в которой находится элемент. Например, Na+11)2)8)1=номеру группы

4. У d - элементов на последнем уровне число электронов всегда равно 2 (исключения – хром, медь, серебро, золото и некоторые другие на последнем уровне содержат 1 электрон).
Например, Ti+22)2)8)10)2 ; Cr++24)2)8)13)1– исключение

Максимальное возможное число электронов на уровнях определяют по формуле: Nэлектронов = 2n2, где n – номер энергоуровня.
Например, I уровень – 2 электрона, II – 8 электронов, III – 18 электронов, IV– 32 электрона и т.д.

9. Электронная и электронно-графическая формулы строения атома
Подсказка!
Для написания электронной формулы используйте шкалу энергий:
s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s…
Помните! На s – орбитали максимум может быть 2 электрона, на p – 6, на d – 10, на f – 14 электронов.
Например, +11Na 1s22s22p63s1; +22Ti 1s22s22p63s23p64s23d2

10. Металл или неметалл
Подсказка!
К неметаллам относятся: 2 s-элемента - водород и гелий и 20 p-элементов – бор, углерод, азот, кислород, фтор, неон, кремний, фосфор, сера, хлор, аргон, мышьяк, селен, бром, криптон, теллур, йод, ксенон, астат и радон.
К металлам относятся: все d- и f-элементы, все s-элементы (исключения водород и гелий), некоторые p-элементы.

11. Высший оксид (только для s, p)
Подсказка!
Общая формула высшего оксида дана под группой химических элементов (R2O, RO и т.д.)

12. Летучее водородное соединение
(только для s, p)
Подсказка!
Общая формула летучего водородного соединения дана под группой химических элементов (RH4, RH3 и т.д.) – только для элементов 4 -8 групп.