Principalul model al acestei schimbări este întărirea naturii metalice a elementelor pe măsură ce crește Z. Acest model este pronunțat în special în subgrupele IIIa-VIIa. Pentru metalele I A-III A-subgrupe se observă o creștere a activității chimice. În elementele subgrupelor IVA - VIIA, pe măsură ce Z crește, se observă o slăbire a activității chimice a elementelor. Pentru elementele subgrupelor b, schimbarea activității chimice este mai dificilă.

Teorie sistem periodic a fost dezvoltat de N. Bohr și alți oameni de știință în anii 20. Secolului 20 și se bazează pe o schemă reală de formare a configurațiilor electronice ale atomilor. Conform acestei teorii, pe măsură ce Z crește, umplerea învelișurilor și subînvelișurilor de electroni în atomii elementelor incluse în perioadele sistemului periodic are loc în următoarea secvență:

Numerele perioadei
1 2 3 4 5 6 7
1s 2s2p 3s3p 4s3d4p 5s4d5p 6s4f5d6p 7s5f6d7p

Pe baza teoriei sistemului periodic, se poate da următoarea definiție a unei perioade: o perioadă este o colecție de elemente care încep cu un element cu valoarea n. egal cu numărul perioadei și l=0 (s-elemente) și se termină cu un element cu aceeași valoare n și l = 1 (p-elemente) (vezi Atom). Excepția este prima perioadă care conține doar 1s elemente. Numărul de elemente în perioade rezultă din teoria sistemului periodic: 2, 8, 8. 18, 18, 32 ...

În figură, simbolurile elementelor de fiecare tip (elementele s-, p-, d- și f-) sunt reprezentate pe un anumit fundal de culoare: elementele s - pe roșu, elementele p - pe portocaliu, elementele d - pe albastru, elemente f - pe verde. Fiecare celulă conține numere de serie și mase atomice elemente, precum și configurațiile electronice ale învelișurilor de electroni exterioare, care determină practic proprietățile chimice ale elementelor.

Din teoria sistemului periodic rezultă că subgrupurile a includ elemente cu și egal cu numărul perioadei și l = 0 și 1. Subgrupurile b includ acele elemente în ai căror atomi sunt învelișurile care au rămas anterior incomplete. efectuat. De aceea, prima, a doua și a treia perioadă nu conțin elemente ale subgrupurilor b.

Structura sistemului periodic elemente chimice strâns legată de structura atomilor elementelor chimice. Pe măsură ce Z crește, tipuri similare de configurație ale învelișurilor de electroni exterioare sunt repetate periodic. Și anume, ele determină principalele caracteristici ale comportamentului chimic al elementelor. Aceste caracteristici se manifestă diferit pentru elementele subgrupurilor A (elementele s și p), pentru elementele subgrupurilor b (elementele d tranziționale) și pentru elementele familiilor f - lantanide și actinide. . Un caz special este reprezentat de elementele primei perioade - hidrogen și heliu. Hidrogenul se caracterizează printr-o activitate chimică ridicată, deoarece singurul său electron b se desprinde ușor. În același timp, configurația heliului (1) este foarte stabilă, ceea ce determină inactivitatea sa chimică completă.

Elementele subgrupurilor A sunt umplute cu învelișuri de electroni exterioare (cu n egal cu numărul perioadei); prin urmare, proprietățile acestor elemente se modifică semnificativ pe măsură ce crește Z. Astfel, în a doua perioadă, litiul (configurația 2s) este un metal activ care pierde cu ușurință un singur electron de valență; beriliul (2s~) este de asemenea un metal, dar mai puțin activ datorită faptului că electronii săi exteriori sunt legați mai ferm de nucleu. În plus, borul (2s "p) are un caracter metalic slab pronunțat și toate elementele ulterioare ale celei de-a doua perioade, în care are loc construcția unei subcopii 2p, sunt deja nemetale. Configurația cu opt electroni a exteriorului. învelișul de electroni neonul (2s ~ p ~) - un gaz inert - este foarte durabil.

Proprietățile chimice ale elementelor din a doua perioadă se explică prin dorința atomilor lor de a dobândi configurația electronică a celui mai apropiat gaz inert (configurație heliu - pentru elemente de la litiu la carbon sau configurație neon - pentru elemente de la carbon la fluor). Acesta este motivul pentru care, de exemplu, oxigenul nu poate prezenta o stare de oxidare mai mare, egală cu numărul de grup: la urma urmei, este mai ușor pentru el să realizeze configurația neon prin achiziționarea de electroni suplimentari. Aceeași natură a modificării proprietăților se manifestă în elementele perioadei a treia și în elementele s și p ale tuturor perioadelor ulterioare. În același timp, slăbirea forței legăturii dintre electronii exteriori și nucleul din subgrupele A pe măsură ce Z crește se manifestă în proprietățile elementelor corespunzătoare. Astfel, pentru elementele s, există o creștere vizibilă a activității chimice pe măsură ce crește Z, iar pentru elementele p, o creștere a proprietăților metalice.

În atomii elementelor d tranziționale, se completează învelișuri neterminate anterior cu valoarea numărului cuantic principal și cu unul mai puțin decât numărul perioadei. Cu unele excepții, configurația învelișurilor de electroni exterioare ale atomilor elementului de tranziție este ns. Prin urmare, toate elementele d sunt metale și de aceea modificările proprietăților elementelor 1 pe măsură ce crește Z nu sunt la fel de puternice precum am văzut cu elementele s și p. În stările de oxidare superioare, elementele d prezintă o anumită similitudine cu elementele p ale grupurilor corespunzătoare ale sistemului periodic.

Caracteristicile proprietăților elementelor triadelor (VIII-subgrupul b) sunt explicate prin faptul că d-subshell-urile sunt aproape de finalizare. Acesta este motivul pentru care metalele de fier, cobalt, nichel și platină, de regulă, nu sunt înclinate să dea compuși cu stări de oxidare superioare. Singurele excepții sunt ruteniul și osmiul, care dau oxizii RuO4 și OsO4. Pentru elementele subgrupurilor B I- și II, subshell-ul d se dovedește a fi de fapt complet. Prin urmare, ele prezintă stări de oxidare egale cu numărul grupului.

În atomii de lantanide și actinide (toți sunt metale), finalizarea învelișurilor de electroni anterior incomplete are loc cu valoarea numărului cuantic principal și cu două unități mai puțin decât numărul perioadei. În atomii acestor elemente, configurația învelișului exterior de electroni (ns2) rămâne neschimbată. În același timp, electronii f nu afectează de fapt proprietățile chimice. De aceea lantanidele sunt atât de asemănătoare.

Pentru actinide, situația este mult mai complicată. În domeniul sarcinilor nucleare Z = 90 - 95, electronii bd și 5/ pot lua parte la interacțiuni chimice. Și din aceasta rezultă că actinidele prezintă o gamă mult mai largă de stări de oxidare. De exemplu, pentru neptuniu, plutoniu și americiu, sunt cunoscuți compuși în care aceste elemente acționează într-o stare de șapte valențe. Numai pentru elementele care pleacă de la curiu (Z = 96) starea trivalentă devine stabilă. Astfel, proprietățile actinidelor diferă semnificativ de cele ale lantanidelor și, prin urmare, ambele familii nu pot fi considerate similare.

Familia actinidelor se termină cu un element cu Z = 103 (lawrencium). Nota proprietăți chimice kurchatovium (Z = 104) și nilsborium (Z = 105) arată că aceste elemente ar trebui să fie analogi ai hafniului și, respectiv, tantalului. Prin urmare, oamenii de știință cred că, după familia actinidelor din atomi, începe umplerea sistematică a subînvelișului 6d.

Numărul finit de elemente pe care le acoperă sistemul periodic este necunoscut. Problema limitei sale superioare este, poate, principala ghicitoare a sistemului periodic. Cel mai greu element găsit în natură este plutoniul (Z = 94). Limita atinsă a fuziunii nucleare artificiale este un element cu numărul de serie 107. Rămâne intrebare deschisa: se vor putea obține elemente cu numere ordinale mari, care și câte? Nu se poate răspunde încă cu nicio certitudine.

Sunt determinate proprietățile elementelor și compușii acestora: 1 - sarcini ale nucleelor ​​atomice, 2 - razele atomice.

Perioade mici. Luați în considerare modificarea unor proprietăți ale elementelor și compușilor acestora folosind exemplul perioadei II (vezi Tabelul 3). În a doua perioadă, odată cu creșterea sarcinii pozitive a nucleelor ​​atomice, are loc o creștere secvențială a numărului de electroni la nivelul exterior, care este cel mai îndepărtat de nucleul atomic și deci ușor deformat, ceea ce duce la o scăderea rapidă a razei atomice. Aceasta explică slăbirea rapidă a proprietăților metalice și reducătoare ale elementelor, întărirea elementelor nemetalice și proprietăți oxidante, o creștere a proprietăților acide ale oxizilor și hidroxizilor și o scădere a proprietăților bazice. Perioada se încheie cu un gaz nobil (Ne). În a treia perioadă, proprietățile elementelor și compușilor acestora se modifică în același mod ca și în a doua, deoarece atomii elementelor din această perioadă repetă structurile electronice ale atomilor elementelor din a doua perioadă (3s- și 3p-subniveluri)

Perioade mari (IV, V). În rânduri egale de perioade mari (IV, V), începând de la al treilea element, numărul de electroni din penultimul nivel crește secvențial, în timp ce structura nivelului exterior rămâne neschimbată. Penultimul nivel este situat mai aproape de nucleul atomic și, prin urmare, se deformează într-o măsură mai mică. Acest lucru duce la o scădere mai lentă a razei atomice. De exemplu:

O consecință a unei modificări lente a razei atomilor și a aceluiași număr de electroni la nivelul exterior este, de asemenea, o scădere lentă a proprietăților metalice și reducătoare ale elementelor și compușilor acestora. Deci, în rândul par al perioadei IV K - Mn - metale active Fe - Ni - metale activitate medie(comparați cu elementele din perioada II, unde al treilea element, borul, nu mai este un metal).

Și pornind de la grupa III a unei serii impare, proprietățile elementelor și compușilor lor se schimbă în același mod ca în perioade mici, deoarece nivelul extern începe să se dezvolte. Astfel, structura nivelului de energie este decisivă în proprietățile elementelor și compușilor acestora. Fiecare perioadă luată în considerare se încheie și cu un gaz nobil.

Având în vedere modificarea unor proprietăți ale elementelor și compușilor acestora în perioade, putem trage următoarele concluzii:

1. Fiecare perioadă începe cu un metal alcalin și se termină cu un gaz nobil.

2. Proprietățile elementelor și compușilor acestora se repetă periodic deoarece structurile nivelurilor de energie se repetă periodic. sens fizic lege periodică.

În principalele subgrupe, numărul nivelurilor de energie crește, ceea ce duce la creșterea razelor atomice. Prin urmare, în principalele subgrupe (de sus în jos), electronegativitatea scade, proprietățile megalitice și reducătoare ale elementelor cresc, în timp ce proprietățile nemetalice și oxidante scad, proprietățile de bază ale oxizilor și hidroxizilor cresc și proprietățile acide. scădea. De exemplu, luați în considerare subgrupul principal al grupului II.

Astfel, proprietățile unui element și ale compușilor săi sunt intermediare între două elemente adiacente acestuia în termeni de perioadă și subgrup.

În funcție de coordonatele (numărul perioadei și numărul de grup) ale unui element din sistemul periodic al lui D. I. Mendeleev, este posibil să se determine structura electronică a atomului său și, prin urmare, să se prevadă proprietățile sale principale.

1. numărul de niveluri electronice dintr-un atom defineste numărul perioadei Conține elementul corespunzător.

2. Numărul total de electroni, situate în orbitalii s- și p ai nivelului exterior (pentru elementele subgrupurilor principale) și în orbitalii d ai pre-orbitalii și s-orbitalii nivelului exterior (pentru elementele subgrupurilor secundare; excepții:

defineste număr de grup.

3. elemente f sunt situate fie în subgrupul lateral al grupului III (varianta pe termen scurt), fie între grupele IIA- și IIIB (varianta pe termen lung) - lantanide(№ 57-70), actinide(№ 89-102).

4. atomi elemente perioade diferite, dar un subgrup avea aceeași structură a nivelurilor electronice exterioare și pre-exterioareși, prin urmare, au proprietăți chimice similare.

5. numărul maxim de oxidare al elementului coincide cu numărul grupului în care se află elementul. Natura oxizilor și hidroxizilor formați de element depinde de numărul oxidant al elementelor din ele. Oxizi și hidroxizi în care elementul se află în stare de oxidare:

Cu cât gradul de oxidare al elementului acidiform este mai mare, cu atât este mai pronunțat proprietăți acide oxizi si hidroxizi.

Prin urmare: oxizii și hidroxizii elementelor grupelor I-III sunt predominant amfoteri. Oxizii și hidroxizii elementelor din grupele IV-VII sunt predominant acizi (la gradul maxim de oxidare). Oxizi și hidroxizi ai acelorași elemente, dar cu gradul cel mai de jos oxidarea poate fi de altă natură.

6. Legăturile elementelor cu hidrogen poate fiîmpărțit în 3 mari grupe:

a) hidruri asemănătoare sărurilor metale active(LiH - , CaH - si etc.);

b) compuşi hidrogen covalenti ai elementelor p (B2H6, CH4, NH3, H20, HF etc.);

c) faze asemănătoare metalelor formate din elemente d şi f; aceştia din urmă sunt de obicei compuşi nestoichiometrici şi este adesea dificil să se decidă dacă să se facă referire la ei ca compuşi individuali sau soluţii solide.

Compușii cu hidrogen ai elementelor din grupa IV (CH 4 -metan, SiH 4 - silan) nu interacționează cu acizii și bazele, practic nu se dizolvă în apă.

Compușii cu hidrogen ai elementelor din grupa V (NH 3 -amoniac) atunci când sunt dizolvați în apă formează baze.

Compușii cu hidrogen ai elementelor grupelor VI și VII (H2S, HF) formează acizi când sunt dizolvați în apă.

7. elementele perioadei a doua, în atomii cărora este umplut al 2-lea strat de electroni, sunt foarte diferite de toate celelalte elemente. Acest lucru se explică prin faptul că energia electronilor din al doilea strat este mult mai mică decât energia electronilor din straturile următoare și că al doilea strat nu poate conține mai mult de opt electroni.

8. elementele d din aceeași perioadă diferă mai puțin între ele decât elementele subgrupelor principale, în care sunt construite straturile electronice exterioare.

9. Diferențele în proprietățile lantanidelor, în atomii cărora se formează învelișul f, care aparține celui de-al treilea strat din exterior, sunt nesemnificative.

Fiecare perioadă(cu excepția primului) începe cu un metal tipic și se termină cu un gaz nobil precedat de un nemetal tipic.

Modificarea proprietăților elementelor într-o perioadă:

1) slăbirea proprietăților metalice;

2) scăderea razei atomului;

3) întărirea proprietăților oxidante;

4) energia de ionizare crește;

5) afinitatea electronică crește;

6) electronegativitatea crește;

7) crește proprietățile acide ale oxizilor și hidroxizilor;

8) pornind de la grupa IV (pentru elementele p), stabilitatea crește compuși cu hidrogen iar proprietățile lor acide sunt îmbunătățite.

Modificarea proprietăților elementelor dintr-un grup:

1) crește proprietățile metalice;

2) raza atomului crește;

3) consolidarea proprietăților reducătoare;

4) energia de ionizare scade;

5) afinitatea electronică scade;

6) electronegativitatea scade;

7) cresc principalele proprietăți ale oxizilor și hidroxizilor;

8) pornind de la grupa IV (pentru elementele p), stabilitatea compușilor cu hidrogen scade, proprietățile lor acide și oxidante cresc.

VALENŢĂ- capacitatea atomilor elementelor de a se forma legături chimice. Cantitativ, valența este determinată de numărul de electroni nepereche.

În 1852, chimistul englez Edward Frankland a introdus conceptul de forță de legătură. Această proprietate a atomilor a fost numită mai târziu valență.

valența este 2, deoarece există 2 electroni nepereche.

GRAD DE OXIDAARE- sarcina condiționată a unui atom, care se calculează din ipoteza că molecula constă numai din ioni.

Spre deosebire de valență, starea de oxidare are un semn.

stare de oxidare pozitivăeste egal cu numărul de electroni extrași (dați) dintr-un atom dat. Un atom poate dona toți electronii nepereche.

putere negativă oxidareeste egal cu numărul de electroni atrași (atașați) unui atom dat; doar nemetalele o arata. Atomii nemetalelor atașează un astfel de număr de electroni care este necesar pentru a forma o configurație stabilă de opt electroni a nivelului exterior.

De exemplu: N-3; S-2; Cl-; C-4.

în perioade de la stânga la dreapta:

raza atomilor scade;
electronegativitatea elementelor crește;
numărul de electroni de valență crește de la 1 la 8 (egal cu numărul grupului);
· cel mai înalt grad oxidarea crește (egal cu numărul grupului);
numărul de straturi de electroni ale atomilor nu se modifică;
proprietățile metalice sunt reduse;
· se măresc proprietăţile nemetalice ale elementelor.

Modificarea unor caracteristici ale elementelor într-un grup de sus în jos:
sarcina nucleelor ​​atomilor crește;
raza atomilor crește;
numărul de niveluri de energie (straturi electronice) ale atomilor crește (egal cu numărul perioadei);
numărul de electroni de pe stratul exterior de atomi este același (egal cu numărul grupului);
puterea legăturii dintre electronii stratului exterior și nucleu scade;
Electronegativitatea scade
metalicitatea elementelor crește;
nemetalicitatea elementelor scade.

Elementele care se află în același subgrup sunt elemente analoge, deoarece au unele proprietăți generale(aceeași valență mai mare, aceleași forme de oxizi și hidroxizi etc.). Aceste proprietăți generale sunt explicate prin structura stratului electronic exterior.

Mai multe despre modelele de modificări ale proprietăților elementelor pe perioade și grupuri

Proprietățile acido-bazice ale hidroxizilor depind de care dintre cele două legături din lanțul E-O-H este mai puțin puternică.
Dacă legătura E-O este mai puțin puternică, atunci hidroxidul apare principal proprietăți dacă О−Н − acid.
Cu cât aceste legături sunt mai slabe, cu atât este mai mare rezistența bazei sau a acidului corespunzător. Rezistența legăturilor E–O și O–H din hidroxid depinde de distribuția densității electronice în lanțul E–O–H. Acesta din urmă este cel mai puternic afectat de starea de oxidare a elementului și de raza ionică. O creștere a stării de oxidare a unui element și o scădere a razei sale ionice determină o schimbare a densității electronilor către atom
element din lanțul E ← O ←N. Acest lucru duce la slăbirea legăturii O–H și la întărirea legăturii E–O. Prin urmare, proprietățile de bază ale hidroxidului sunt slăbite, iar proprietățile acide sunt îmbunătățite.

1. Ce studiază informatica?



Tehnologii computerizate


informația este intangibilă





proces.
miros
sunet
vorbirea umană
gust
Fotografie

criptare
transmiterea de informații
stocare a datelor
sortarea listelor
căutare în baza de date






6. Ce este codificarea?
instrument de regăsire a informațiilor

denaturarea informaţiei
modificarea tipului de informații

Test pe tema: „Informații și procese informaționale”
1. Ce studiază informatica?
orice procese şi fenomene legate de informaţie
programare pe calculator
relația dintre fenomene din natură
Tehnologii computerizate
metode matematice de rezolvare a problemelor
2. Marcați toate afirmațiile corecte.
informația este intangibilă
informația este o reflectare a lumii reale
informaţia caracterizează diversitatea
la primirea informaţiei, incertitudinea cunoaşterii scade
există o definiție strictă a informațiilor
3. Marcați tipurile de informații pe care computerul încă nu le cunoaște
proces.
miros
sunet
vorbirea umană
gust
Fotografie
4. Selectați procese care pot fi numite procesare a informațiilor.
criptare
transmiterea de informații
stocare a datelor
sortarea listelor
căutare în baza de date
5. Marcați toate afirmațiile corecte.
informațiile pot exista doar împreună cu transportatorul
stocarea informațiilor este unul dintre procesele informaționale
pentru a extrage informații dintr-un mesaj, o persoană folosește cunoștințele
prelucrarea informaţiei este o modificare a conţinutului acesteia
când informația este scrisă, proprietățile media se schimbă
6. Ce este codificarea?
instrument de regăsire a informațiilor
înregistrarea informațiilor într-un alt sistem de semne
denaturarea informaţiei
modificarea tipului de informații
modificarea cantității de informații

selectarea elementelor necesare


modificarea ordinii elementelor
eliminarea elementelor inutile

pentru a transmite informații?


principii?
_______________________________________________________________

rezolvarea unor probleme?
_______________________________________________________________

tu?
_______________________________________________________________







sisteme?
_______________________________________________________________
7. Ce frază poate servi ca definiție a sortării?
selectarea elementelor necesare
aranjați elementele unei liste într-o ordine dată
aranjarea alfabetică a șirurilor
modificarea ordinii elementelor
eliminarea elementelor inutile
8. Care este numele modificării proprietăților media care este utilizată
pentru a transmite informații?
_______________________________________________________________
9. Care este numele cunoașterii, care sunt fapte, legi,
principii?
_______________________________________________________________
10. Cum se numește cunoștințele care sunt algoritmii
rezolvarea unor probleme?
_______________________________________________________________
11. Cum se numesc ideile unei persoane despre natură, societate și despre sine
tu?
_______________________________________________________________
12. Marcați toate afirmațiile corecte.
informaţia primită depinde de cunoştinţele destinatarului
informatiile primite depind doar de mesajul primit
obținerea de informații crește întotdeauna cunoștințele
cunoașterea crește doar atunci când informația primită este cunoscută parțial
aceleași informații pot fi prezentate sub diferite forme
13. Care este numele informațiilor înregistrate (codificate) într-o anumită formă, în special, în informațiile computerizate
sisteme?
_______________________________________________________________

Răspuns:
1 2 3 4 5 6 7
a, b, ha, b, c, ha, ha, d, e a, c, e b, gb
8 9 10 11 12 13 semnal declarativ cunoștințe procedurale date a, d, e