Mendeleevning birinchi qonuni. Davriy qonun, Mendeleyev kimyoviy elementlarning davriy tizimi va atomning tuzilishi

Birinchi variant Elementlarning davriy jadvali 1869 yilda Dmitriy Ivanovich Mendeleev tomonidan nashr etilgan va "Elementlar tizimining tajribasi" deb nomlangan.

DI. Mendeleev o'sha paytda ma'lum bo'lgan 63 ta elementni o'sish tartibida joylashtirgan atom massalari va kimyoviy elementlarning tabiiy qatorini oldi, unda kimyoviy xossalarning davriy takrorlanishini aniqladi. Bu seriya Kimyoviy elementlar hozirda davriy qonun deb nomlanadi (D.I.Mendeleyev tomonidan tuzilgan):

Oddiy jismlarning xossalari, shuningdek, elementlar birikmalarining shakllari va xossalari elementlarning atom og'irliklarining kattaligiga davriy bog'liqdir.

Qonunning amaldagi tahriri quyidagicha:

Kimyoviy elementlarning, oddiy moddalarning xususiyatlari, shuningdek birikmalarning tarkibi va xossalari davriy ravishda atom yadrolari zaryadlarining qiymatlariga bog'liq.

Grafik tasvir davriy qonun davriy jadval hisoblanadi.

Har bir elementning katakchasi uning eng muhim xususiyatlarini ko'rsatadi.

Davriy jadval o'z ichiga oladi guruhlar va davrlar.

Guruh- valentlik qatlamining bir xil elektron konfiguratsiyasi tufayli kimyoviy o'xshashlikka ega bo'lgan kimyoviy elementlar joylashgan davriy tizim ustuni.

D.I.ning davriy tizimi. Mendeleev sakkiz guruh elementlarni o'z ichiga oladi. Har bir guruh ikkita kichik guruhdan iborat: asosiy (a) va ikkilamchi (b). Asosiy kichik guruh o'z ichiga oladi s- va p- elementlar, yon tomonda - d- elementlar.

Guruh nomlari:

I-a ishqoriy metallar.

II-a ishqoriy yer metallari.

V-a Pniktogenlar.

VI-a xalkogenlar.

VII-a Galogenlar.

VIII-a Noble (inert) gazlar.

Davr yadrolarining ortib borayotgan zaryadlari tartibida joylashtirilgan, qator sifatida yozilgan elementlar ketma-ketligidir. Davr raqami atomdagi elektron sathlar soniga mos keladi.

Davr gidroksidi metall (yoki vodorod) bilan boshlanadi va asil gaz bilan tugaydi.

Parametr	Guruhdan pastga	O'ngdagi davr bo'yicha
Asosiy zaryad	ortib bormoqda	ortib bormoqda
Valentlik elektronlar soni	O'zgarmaydi	ortib bormoqda
Energiya darajalari soni	ortib bormoqda	O'zgarmaydi
Atom radiusi	ortib bormoqda	Kamayadi
Elektromanfiylik	Kamayadi	ortib bormoqda
Metall xossalari	Ko'paymoqda	Kamaytirish
Yuqori oksidda oksidlanish holati	O'zgarmaydi	ortib bormoqda
Vodorod birikmalarida oksidlanish darajasi (IV-VII guruh elementlari uchun)	O'zgarmaydi	ortib bormoqda

Mendeleyev kimyoviy elementlarining zamonaviy davriy tizimi.

Bu erda o'quvchi inson tomonidan ilmiy sohada kashf etilgan eng muhim qonunlardan biri - Mendeleev Dmitriy Ivanovichning davriy qonuni haqida ma'lumot topadi. Uning ma'nosi va kimyoga ta'siri bilan tanishasiz, ko'rib chiqiladi Umumiy holat, davriy qonunning xususiyatlari va tafsilotlari, kashfiyot tarixi va asosiy qoidalari.

Davriy qonun nima

Davriy qonun - bu tabiiy qonun 1869 yilda D. I. Mendeleev tomonidan kashf etilgan fundamental xususiyatga ega bo'lib, kashfiyotning o'zi ba'zi kimyoviy elementlarning xossalari va o'sha paytda ma'lum bo'lgan atom massasi qiymatlarini taqqoslash natijasida yuzaga kelgan.

Mendeleyev, uning qonuniga ko'ra, oddiy va murakkab jismlar elementlarning turli birikmalari esa ularning davriy turiga va atomining og'irligiga bog'liq bo'ladi.

Davriy qonun o'z turiga ko'ra noyobdir va bu tabiat va olamning boshqa fundamental qonunlaridan farqli o'laroq, matematik tenglamalar bilan ifodalanmaganligi bilan bog'liq. Grafik jihatdan u kimyoviy elementlarning davriy tizimida o'z ifodasini topadi.

Kashfiyot tarixi

Davriy qonunning kashf etilishi 1869 yilda bo'lib o'tdi, ammo barcha ma'lum bo'lgan x elementlarni tizimlashtirishga urinishlar bundan ancha oldin boshlangan.

Bunday tizimni yaratishga birinchi urinish 1829 yilda I. V. Debereyner tomonidan amalga oshirildi. U o'ziga ma'lum bo'lgan barcha kimyoviy elementlarni ushbu uchta komponent guruhiga kiritilgan atom massalari yig'indisining yarmiga yaqinligi bilan o'zaro bog'langan triadalarga ajratdi. Debereynerdan keyin A. de Chancourtua tomonidan elementlar tasnifining noyob jadvalini yaratishga harakat qilindi, u o'z tizimini "yer spirali" deb nomladi va undan keyin Nyulend oktavasini Jon Nyulands tuzdi. 1864 yilda deyarli bir vaqtning o'zida Uilyam Olding va Lotar Meyer mustaqil ravishda yaratilgan jadvallarni nashr etdilar.

Davriy qonun 1869 yil 8 martda ilmiy jamoatchilikka ko'rib chiqish uchun taqdim etildi va bu Rossiya X-jamiyatining yig'ilishida sodir bo'ldi. Mendeleyev Dmitriy Ivanovich o‘z kashfiyotini hammaning ko‘z o‘ngida e’lon qildi va o‘sha yili Mendeleyevning “Kimyo asoslari” darsligi nashr etildi, unda u yaratgan davriy sistema birinchi marta ko‘rsatildi. Bir yil o'tgach, 1870 yilda u maqola yozdi va uni RCSga ko'rib chiqish uchun taqdim etdi, bu erda davriy qonun tushunchasi birinchi marta qo'llanilgan. 1871 yilda Mendeleev kimyoviy elementlarning davriy haqiqiyligi haqidagi mashhur maqolasida o'z tadqiqotining to'liq tavsifini berdi.

Kimyo rivojiga qo'shgan bebaho hissasi

Davriy qonunning ahamiyati butun dunyodagi ilmiy hamjamiyat uchun nihoyatda katta. Buning sababi shundaki, uning ochilishi ham kimyo, ham fizika va biologiya kabi boshqa tabiiy fanlarning rivojlanishiga kuchli turtki berdi. Elementlarning ularning sifatli kimyoviy va fizik xususiyatlari bilan aloqasi ochiq edi va bu ham barcha elementlarning bir printsip bo'yicha tuzilishining mohiyatini tushunishga imkon berdi va kimyoviy elementlar tushunchalarining zamonaviy shakllantirilishini, konkretlashtirishni keltirib chiqardi. murakkab va oddiy tuzilishdagi moddalar haqida bilim.

Davriy qonundan foydalanish kimyoviy bashorat qilish muammosini hal qilish, ma'lum kimyoviy elementlarning xatti-harakatlarining sababini aniqlash imkonini berdi. Xuddi shu qonun natijasida atom fizikasi, shu jumladan yadro energiyasi ham mumkin bo'ldi. O'z navbatida, bu fanlar ushbu qonunning mohiyatini ufqlarini kengaytirish va tushunishga imkon berdi.

Davriy sistema elementlarining kimyoviy xossalari

Darhaqiqat, kimyoviy elementlar oddiy moddada va ularning ko'p sonli birikmalari hosil bo'lishi mumkin bo'lgan shaklda, erkin atom va ion holatida, solvatlangan yoki gidratlangan holda ularga xos xususiyatlar bilan bir-biriga bog'langan. Biroq, x-xsusiyatlar odatda ikkita hodisadan iborat: erkin holatdagi atomga xos xususiyatlar va oddiy modda. Ushbu turdagi xususiyatlar ularning ko'plab turlarini o'z ichiga oladi, lekin eng muhimlari:

1. Atom ionlanishi va uning energiyasi, elementning jadvaldagi o'rniga, tartib raqamiga bog'liq.
2. Atom va elektronning energiya aloqasi, xuddi atom ionlanishi kabi, elementning davriy jadvaldagi joylashishiga bog'liq.
3. O'zgarmas qiymatga ega bo'lmagan, ammo turli omillarga qarab o'zgarishi mumkin bo'lgan atomning elektronegativligi.
4. Atomlar va ionlarning radiuslari - bu erda, qoida tariqasida, harakat holatidagi elektronlarning to'lqin tabiati bilan bog'liq bo'lgan empirik ma'lumotlardan foydalaniladi.
5. Oddiy moddalarning atomizatsiyasi - elementning reaktivlik qobiliyatining tavsifi.
6. Oksidlanish darajalari rasmiy xususiyatdir, ammo elementning eng muhim xususiyatlaridan biri sifatida namoyon bo'ladi.
7. Oddiy moddalar uchun oksidlanish potentsiali - bu moddaning suvli eritmalarda ta'sir qilish potentsialini o'lchash va ko'rsatish, shuningdek, oksidlanish-qaytarilish xususiyatlarining namoyon bo'lish darajasi.

Ichki va ikkilamchi turdagi elementlarning davriyligi

Davriy qonun tabiatning yana bir muhim komponenti - ichki va ikkilamchi davriylik haqida tushuncha beradi. Atom xususiyatlarini o'rganishning yuqorida aytib o'tilgan sohalari, aslida, o'ylagandan ko'ra ancha murakkabroqdir. Buning sababi shundaki, jadvalning s, p, d elementlari davrdagi (ichki davriylik) va guruhdagi (ikkilamchi davriylik) holatiga qarab sifat xususiyatlarini o'zgartiradi. Masalan, s elementning birinchi guruhdan sakkizinchi guruhga p-elementga o'tishning ichki jarayoni ionlangan atomning energiya egri chizig'idagi minimal va maksimal nuqtalar bilan birga keladi. Bu hodisa atomning davrdagi holatiga ko'ra xususiyatlarining o'zgarishi davriyligining ichki nomuvofiqligini ko'rsatadi.

Natijalar

Endi o'quvchi Mendeleev davriy qonuni nima ekanligini aniq tushunadi va ta'riflaydi, uning inson va turli fanlarning rivojlanishi uchun ahamiyatini tushunadi va uning hozirgi qoidalari va kashfiyot tarixi haqida tasavvurga ega bo'ladi.

Ushbu bobdagi materialni muvaffaqiyatli ishlab chiqish natijasida talaba:

bilish

• davriy qonunning zamonaviy shakllantirilishi;
• davriy tizimning tuzilishi va ko'p elektronli atomlardagi pastki darajalarning energiya ketma-ketligi o'rtasidagi bog'liqlik;
• "davr", "guruh", "5-element", "p-elementlar" tushunchalariga ta'riflar, "d- elementlar”, “/-elementlar”, “ionlanish energiyasi”, “elektronga yaqinlik”, “elektronegativlik”, “van der Vaals radiusi”, “klark”;
• geokimyoning asosiy qonuni;

qila olish

Klechkovskiy qoidalariga muvofiq davriy tizimning tuzilishini tavsiflang;

Shaxsiy

Atomlar xossalari va elementlarning kimyoviy xossalari o'zgarishining davriy tabiati, davriy tizimning uzoq davrli versiyasining xususiyatlari haqida g'oyalar; kimyoviy elementlarning ko'pligi bilan ularning davriy sistemadagi o'rni bilan bog'liqligi, litosfera va tirik materiyadagi makro va mikroelementlar haqida.

Davriy qonunning zamonaviy shakllantirilishi

Davriy qonun - kimyoning eng umumiy qonuni - 1869 yilda Dmitriy Ivanovich Mendeleev tomonidan kashf etilgan. O'sha paytda atomning tuzilishi hali ma'lum emas edi. D. I. Mendeleyev oʻz kashfiyotini elementlarning atom massalari ortishi bilan xossalarining muntazam oʻzgarishiga asoslanib qilgan.

Atomlarning tuzilishi kashf etilgandan so'ng, ularning xossalari elektron qobiqlarning tuzilishiga bog'liq ekanligi ma'lum bo'ldi. umumiy soni atomdagi elektronlar. Atomdagi elektronlar soni uning yadrosining zaryadiga teng. Shuning uchun davriy qonunning zamonaviy formulasi quyidagicha.

Kimyoviy elementlarning xossalari va ular hosil qiladigan oddiy va murakkab moddalar ularning atomlari yadrosining zaryadiga davriy bog'liqdir.

Davriy qonunning ahamiyati shundaki, u kimyoviy ma'lumotlarni tizimlashtirish va tasniflashning asosiy vositasi, kimyoviy ma'lumotlarni izohlashning juda muhim vositasi, kimyoviy birikmalarning xossalarini bashorat qilishning kuchli quroli va yo'naltirilgan izlanish vositasidir. oldindan belgilangan xususiyatlarga ega birikmalar.

Davriy qonun tenglamalar ko'rinishidagi matematik ifodaga ega emas, u deb nomlangan jadvalda aks ettirilgan. kimyoviy elementlarning davriy tizimi. Davriy jadval jadvallarining ko'plab variantlari mavjud. Kitobning birinchi va ikkinchi rangli qo'shimchalariga joylashtirilgan uzoq va qisqa muddatli versiyalar eng ko'p qo'llaniladi. Davriy tizimning asosiy tarkibiy birligi davr hisoblanadi.

P raqami bilan davr atom yadrosi zaryadining ortib borish tartibida joylashgan kimyoviy elementlar ketma-ketligi deyiladi, ular ^-elementlar bilan boshlanadi va ^-elementlar bilan tugaydi.

Ushbu ta'rifda P - davr raqami asosiyga teng kvant soni bu davrning barcha elementlari atomlarida yuqori energiya darajasi uchun. atomlarda s-elementlar 5-kichik darajalar tugallangan, atomlarda p-elementlar - mos ravishda p-kichik darajalar. Yuqoridagi ta'rifdan istisno bu birinchi davr bo'lib, unda p-elementlar mavjud emas, chunki birinchi energiya darajasida (n = 1) faqat 15-daraja mavjud. Davriy jadval ham o'z ichiga oladi d-elementlar, uning ^-kichik darajalari tugallangan va /-elementlar, ularning /-kichik darajalari tugallangan.

Yadro tuzilishi va atomlarda elektronlarning taqsimlanishi haqidagi ma'lumotlar davriy qonun va elementlarning davriy tizimini fundamental fizik pozitsiyalardan ko'rib chiqishga imkon beradi. Zamonaviy g'oyalarga asoslanib, davriy qonun quyidagicha tuzilgan:

Oddiy moddalarning xossalari, shuningdek, elementlar birikmalarining shakllari va xossalari davriy ravishda atom yadrosining zaryadiga (seriya raqami) bog'liqdir.

D.I davriy jadvali. Mendeleev

Hozirgi vaqtda davriy tizimni ifodalashning 500 dan ortiq variantlari ma'lum: bu davriy qonunni uzatishning turli shakllari.

1869-yil 1-martda D.I.Mendeleyev tomonidan taklif qilingan elementlar tizimining birinchi varianti uzun shaklli variant deb ataladi. Bu variantda davrlar bir qatorda joylashtirilgan.

Davriy tizimda 7 ta gorizontal davr mavjud bo'lib, ulardan dastlabki uchtasi kichik, qolganlari esa katta deb ataladi. Birinchi davrda 2 ta element, ikkinchi va uchinchida har biri 8 ta, toʻrtinchi va beshinchisida 18 ta, oltinchida 32 ta, yettinchi (toʻliq boʻlmagan)da 21 ta element mavjud. Har bir davr, birinchisidan tashqari, ishqoriy metaldan boshlanib, asil gaz bilan tugaydi (7-davr tugallanmagan).

Davriy tizimning barcha elementlari bir-birini kuzatib borish tartibida raqamlangan. Element raqamlari tartib yoki atom raqamlari deb ataladi.

Tizim 10 qatordan iborat. Har bir kichik davr bir qatordan, har bir katta davr ikki qatordan iborat: juft (yuqori) va toq (pastki). Katta davrlarning juft qatorlarida (to'rtinchi, oltinchi, sakkizinchi va o'ninchi) faqat metallar mavjud va chapdan o'ngga qatordagi elementlarning xususiyatlari biroz o'zgaradi. Katta davrlarning toq qatorlarida (beshinchi, ettinchi va to'qqizinchi) qatordagi elementlarning xossalari chapdan o'ngga qarab o'zgaradi, xuddi tipik elementlarda bo'lgani kabi.

Katta davrlar elementlarini ikki qatorga bo'lishning asosiy xususiyati ularning oksidlanish darajasidir. Ularning bir xil qiymatlari elementlarning atom massalari ortishi bilan bir davrda ikki marta takrorlanadi. Masalan, to'rtinchi davrda K dan Mn gacha bo'lgan elementlarning oksidlanish darajalari +1 dan +7 gacha o'zgaradi, undan keyin Fe, Co, Ni triadasi (bular juft qatorning elementlari), shundan so'ng bir xil o'sadi. Cu dan Br gacha bo'lgan elementlarning oksidlanish darajalari kuzatiladi (toq qatorning elementlari). Bitta (juft) qatordan iborat yettinchidan tashqari boshqa yirik davrlarda ham xuddi shunday holatni ko‘ramiz. Elementlarning birikma shakllari ham katta davrlarda ikki marta takrorlanadi.

Oltinchi davrda lantandan keyin seriya raqamlari 58-71 bo'lgan 14 ta element mavjud bo'lib, ular lantanidlar deb ataladi ("lantanidlar" so'zi lantanga o'xshash, "aktinidlar" - "aktiniy kabi") Ba'zan ularni lantanidlar va aktinidlar deb ham atashadi. , ya’ni lantaniddan keyin, aktiniydan keyin degan ma’noni bildiradi).Lantanidlar jadvalning pastki qismida alohida joylashtiriladi va hujayradagi yulduzcha ularning tizimda joylashish ketma-ketligini bildiradi: La-Lu.Lantanidlarning kimyoviy xossalari juda katta. o'xshash.Masalan, ularning barchasi reaktiv metallar bo'lib, suv bilan reaksiyaga kirishib, gidroksid va vodorod hosil qiladi. Bundan lantanidlar kuchli gorizontal o'xshashlikka ega ekanligi kelib chiqadi.

Ettinchi davrda 90-103 seriyali 14 ta element aktinidlar oilasini tashkil qiladi. Ular, shuningdek, alohida-alohida - lantanidlar ostida joylashtiriladi va tegishli katakchada ikkita yulduzcha ularning tizimdagi joylashuvi ketma-ketligini ko'rsatadi: Ac-Lr. Biroq, lantanidlardan farqli o'laroq, aktinidlar uchun gorizontal analogiya zaif ifodalangan. Ular o'z birikmalarida ko'proq turli oksidlanish darajalarini namoyish etadilar. Masalan, aktiniyning oksidlanish darajasi +3, uran esa +3, +4, +5 va +6 ga teng. Aktinidlarning kimyoviy xossalarini o'rganish ularning yadrolarining beqarorligi tufayli juda qiyin.

Davriy jadvalda sakkizta guruh vertikal ravishda joylashtirilgan (rim raqamlari bilan ko'rsatilgan). Guruh raqami ular birikmalarda namoyon bo'ladigan elementlarning oksidlanish darajasi bilan bog'liq. Qoida tariqasida, elementlarning eng yuqori ijobiy oksidlanish darajasi guruh raqamiga teng. Istisnolar ftordir - uning oksidlanish darajasi -1; mis, kumush, oltin +1, +2 va +3 oksidlanish darajasini ko'rsatadi; VIII guruh elementlaridan +8 oksidlanish darajasi faqat osmiy, ruteniy va ksenon uchun ma'lum.

VIII guruhda asil gazlar mavjud. Ilgari ular kimyoviy birikmalar hosil qila olmaydi, deb hisoblar edi.

Har bir guruh ikkita kichik guruhga bo'linadi - asosiy va ikkilamchi, davriy tizimda ba'zilarining o'ngga, boshqalari esa chapga siljishi bilan ta'kidlanadi. Asosiy kichik guruh tipik elementlardan (ikkinchi va uchinchi davr elementlari) va kimyoviy xossalari bo'yicha ularga o'xshash katta davrlar elementlaridan iborat. Ikkilamchi kichik guruh faqat metallardan iborat - katta davrlarning elementlari. VIII guruh boshqalardan farq qiladi. Asosiy geliy kichik guruhiga qo'shimcha ravishda, u uchta yon kichik guruhni o'z ichiga oladi: temir kichik guruhi, kobalt kichik guruhi va nikel kichik guruhi.

Asosiy va ikkilamchi kichik guruhlar elementlarining kimyoviy xossalari sezilarli darajada farqlanadi. Masalan, in VII guruh asosiy kichik guruh metall bo'lmagan F, CI, Br, I, At, ikkilamchi - Mn, Tc, Re metallaridan iborat. Shunday qilib, kichik guruhlar bir-biriga eng o'xshash elementlarni birlashtiradi.

Geliy, neon va argondan tashqari barcha elementlar kislorodli birikmalar hosil qiladi; Kislorodli birikmalarning faqat 8 ta shakli mavjud. Davriy tizimda ular odatda elementlarning oksidlanish darajasining ortib borish tartibida har bir guruh ostida joylashgan umumiy formulalar bilan ifodalanadi: R 2 O, RO, R 2 O 3, RO 2, R 2 O 5, RO 3, R. 2 O 7, RO 4, bu erda R bu guruhning elementi. Yuqori oksidlarning formulalari guruhning barcha elementlariga (asosiy va ikkilamchi) qo'llaniladi, elementlar guruh raqamiga teng oksidlanish darajasini ko'rsatmaydigan holatlar bundan mustasno.

IV guruhdan boshlab asosiy kichik guruhlarning elementlari gazsimon vodorod birikmalarini hosil qiladi, bunday birikmalarning 4 ta shakli mavjud.Ular ham RN 4, RN 3, RN 2, RN ketma-ketlikda umumiy formulalar bilan ifodalanadi. Vodorod birikmalarining formulalari asosiy kichik guruhlarning elementlari ostida joylashgan va faqat ularga tegishli.

Kichik guruhlardagi elementlarning xossalari tabiiy ravishda o'zgaradi: yuqoridan pastgacha metall xususiyatlar kuchayadi va metall bo'lmaganlar zaiflashadi. Shubhasiz, metall xossalari fransiyda, keyin seziyda ko'proq namoyon bo'ladi; metall bo'lmagan - ftorda, keyin - kislorodda.

Atomlarning elektron konfiguratsiyasini hisobga olish asosida elementlar xossalarining davriyligini vizual tarzda kuzatish ham mumkin.

Elementlarning atomlarida tashqi sathda joylashgan elektronlar soni ortib borish tartibida muntazam ravishda takrorlanadi. Seriya raqamining ortishi bilan elementlarning xossalarining davriy o'zgarishi ularning atomlari tuzilishining davriy o'zgarishi, ya'ni tashqi energiya darajalaridagi elektronlar soni bilan izohlanadi. Atomning elektron qobig'idagi energiya darajalari soniga ko'ra, elementlar etti davrga bo'linadi. Birinchi davr elektron qobig'i bitta energiya darajasidan iborat bo'lgan atomlardan iborat, ikkinchi davrda - ikkitadan, uchinchisida - uchtadan, to'rtinchisida - to'rtdan va hokazo Har bir yangi davr yangi energiya darajasidan boshlanadi. darajasini to'ldirishni boshlaydi.

Davriy tizimda har bir davr atomlari tashqi sathda bitta elektronga ega bo'lgan elementlar - gidroksidi metall atomlari bilan boshlanadi va tashqi darajadagi atomlari 2 ta (birinchi davrda) yoki 8 ta elektronga (keyingi barcha elementlarda) ega bo'lgan elementlar bilan tugaydi. ) - asil gaz atomlari.

Bundan tashqari, tashqi elektron qatlamlar elementlarning atomlari (Li, Na, K, Rb, Cs) uchun o'xshashligini ko'ramiz; (Be, Mg, Ca, Sr); (F, Cl, Br, I); (He, Ne, Ag, Kr, Xe) va hokazo.Shuning uchun yuqoridagi elementlar guruhining har biri davriy sistemaning ma'lum bir asosiy kichik guruhida: Li, Na, K, Rb, Cs I, F guruhida, Cl, Br, I - VIIda va boshqalar.

Aynan atomlarning elektron qobiqlari tuzilishining o'xshashligi tufayli ularning fizik va kimyoviy xossalari o'xshashdir.

Raqam asosiy kichik guruhlar energiya darajasidagi elementlarning maksimal soni bilan belgilanadi va 8 ga teng. O'tish elementlari (elementlar) soni yon kichik guruhlar) d-kichik darajadagi elektronlarning maksimal soni bilan aniqlanadi va katta davrlarning har birida 10 ga teng.

Kimyoviy elementlarning davriy tizimida D.I. Mendeleev, yon kichik guruhlardan biri bir vaqtning o'zida kimyoviy xossalari bo'yicha bir-biriga yaqin bo'lgan uchta o'tish elementini o'z ichiga oladi (Fe-Co-Ni, Ru-Rh-Pd, Os-Ir-Pt triadalari deb ataladi), so'ngra yon kichik guruhlar soni. , shuningdek, asosiylari, sakkizta.

O'tish elementlariga o'xshab, davriy tizimning pastki qismida mustaqil qatorlar shaklida joylashtirilgan lantanidlar va aktinidlar soni f-kichik darajadagi elektronlarning maksimal soniga teng, ya'ni 14 ga teng.

Davr atomida tashqi sathda bitta s-elektron bo'lgan element bilan boshlanadi: birinchi davrda u vodorod, qolganida - ishqoriy metallar. Davr asil gaz bilan tugaydi: birinchisi - geliy bilan (1s 2), qolgan davrlar - tashqi darajadagi atomlari elektron konfiguratsiyaga ega bo'lgan elementlar bilan. ns 2 np 6.

Birinchi davr ikkita elementni o'z ichiga oladi: vodorod (Z = 1) va geliy (Z = 2). Ikkinchi davr litiy elementi bilan boshlanadi (Z= 3) va neon bilan tugaydi (Z= 10). Ikkinchi davrda sakkizta element mavjud. Uchinchi davr natriy (Z = 11) bilan boshlanadi, uning elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1. Uchinchi energiya darajasini to'ldirish undan boshlandi. U inert gaz argonida tugaydi (Z= 18), uning 3 va 3 p pastki darajalari to'liq to'ldirilgan. Argonning elektron formulasi: 1s 2 2s 2 2p 6 Zs 2 3p 6. Natriy litiyning analogi, argon neonning analogidir. Uchinchi davrda, ikkinchisida bo'lgani kabi, sakkizta element mavjud.

To'rtinchi davr kaliydan boshlanadi (Z = 19), uning elektron tuzilishi 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p64s 1 formulasi bilan ifodalanadi. Uning 19-elektroni 4s pastki sathini egallagan, uning energiyasi 3d pastki sathning energiyasidan past. Tashqi 4s elektron elementga natriynikiga o'xshash xususiyatlarni beradi. Kaltsiyda (Z = 20) 4s pastki sathi ikkita elektron bilan to'ldiriladi: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2. Skandiy elementidan (Z = 21), 3d pastki sathni to'ldirish boshlanadi, chunki u 4p -kichik darajaga qaraganda energetik jihatdan qulayroqdir. 3d pastki sathining beshta orbitalini o'nta elektron egallashi mumkin, bu skandiydan sinkgacha bo'lgan atomlarda uchraydi (Z = 30). Demak, Sc ning elektron strukturasi 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2, rux esa 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 formulasiga mos keladi. Kichik elementlarning atomlarida inert gaz kriptonigacha (Z = 36) 4p pastki darajasi to'ldirilmoqda. To'rtinchi davrda 18 ta element mavjud.

Beshinchi davr rubidiydan (Z = 37) inert gaz ksenoniga (Z = 54) elementlarni o'z ichiga oladi. Ularning energiya darajalarini to'ldirish to'rtinchi davr elementlari bilan bir xil: Rb va Sr dan keyin itriydan o'nta element. (Z= 39) kadmiyga (Z = 48), 4d pastki daraja to'ldiriladi, undan keyin elektronlar 5p pastki darajasini egallaydi. Beshinchi davrda, to'rtinchida bo'lgani kabi, 18 ta element mavjud.

Seziyning oltinchi davri elementlarining atomlarida (Z= 55) va bariy (Z = 56), 6s pastki darajasi to'ldiriladi. Lantanda (Z = 57) bitta elektron 5d pastki sathiga kiradi, shundan so'ng bu pastki sathning to'ldirilishi to'xtaydi va 4f pastki sathi to'la boshlaydi, ularning etti orbitalini 14 ta elektron egallashi mumkin. Bu Z = 58 - 71 bo'lgan lantanid elementlarning atomlari uchun sodir bo'ladi. Tashqaridan uchinchi darajadagi chuqur 4f pastki darajasi bu elementlar bilan to'ldirilganligi sababli ular juda o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega. Gafniy (Z = 72) bilan d-pastki darajani to'ldirish davom etadi va simob (Z = 80) bilan tugaydi, shundan so'ng elektronlar 6p-pastki darajani to'ldiradi. Darajani to'ldirish asil gaz radonida (Z = 86) yakunlanadi. Oltinchi davrda 32 ta element mavjud.

Ettinchi davr tugallanmagan. Elektron darajalarni elektronlar bilan to'ldirish oltinchi davrga o'xshaydi. Frantsiyada 7s pastki sathini (Z = 87) va radiyni (Z = 88) to'ldirgandan so'ng, aktiniy elektron 6d pastki sathiga kiradi, shundan so'ng 5f pastki sathi 14 ta elektron bilan to'ldirila boshlaydi. Bu Z = 90 - 103 bo'lgan aktinid elementlarning atomlari uchun sodir bo'ladi. 103-elementdan keyin b d-pastki daraja to'ldiriladi: kurchatoviumda (Z = 104), = 105), elementlar Z = 106 va Z = 107. Aktinidlar, lantanidlar kabi, juda ko'p o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega.

3d pastki sathi 4s pastki sathidan keyin to'ldirilgan bo'lsa-da, u formulada avvalroq joylashtirilgan, chunki bu darajadagi barcha pastki darajalar ketma-ket yozilgan.

Qaysi pastki daraja oxirgi marta elektronlar bilan to'ldirilganiga qarab, barcha elementlar to'rt turga (oilalarga) bo'linadi.

1. s - Elementlar: tashqi sathning s-kichik darajasi elektronlar bilan to'ldirilgan. Bularga har bir davrning dastlabki ikkita elementi kiradi.

2. p - Elementlar: tashqi sathning p-pastki darajasi elektronlar bilan to'ldirilgan. Bular har bir davrning oxirgi 6 ta elementi (birinchi va yettinchidan tashqari).

3. d - elementlar: tashqaridan ikkinchi darajali d-pastki sathi elektronlar bilan to'ldiriladi va bir yoki ikkita elektron tashqi sathda qoladi (Pd uchun - nol). Bularga s- va p-elementlar orasida joylashgan katta davrlarning interkalyar o'n yilliklari elementlari kiradi (ular o'tish davri elementlari deb ham ataladi).

4. f - elementlar: tashqaridan uchinchi darajali f-pastki sathi elektronlar bilan to'ldiriladi va tashqi sathda ikkita elektron qoladi. Bular lantanidlar va aktinidlardir.

Davriy sistemada 14 ta s-element, 30-p-element, 35-d-element, 28 f-element mavjud.Bir turdagi elementlar bir qator umumiy kimyoviy xossalarga ega.

D. I. Mendeleyevning davriy tizimi kimyoviy elementlarning atomlarining elektron tuzilishiga ko'ra tabiiy tasnifidir. Atomning elektron tuzilishi, demak, elementning xossalari davriy tizimning tegishli davridagi va kichik guruhidagi elementning holatiga qarab baholanadi. Elektron darajalarni to'ldirish naqshlari davrlardagi elementlarning har xil sonini tushuntiradi.

Shunday qilib, D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlarning davriy tizimidagi elementlarning joylashishining qat'iy davriyligi energiya sathlarini to'ldirishning izchil tabiati bilan to'liq izohlanadi.

Topilmalar:

Atomlarning tuzilishi nazariyasi elementlar xossalarining davriy o'zgarishini tushuntiradi. Atom yadrolarining musbat zaryadlarining 1 dan 107 gacha ko'tarilishi tashqi energiya darajasi tuzilishining davriy takrorlanishiga olib keladi. Va elementlarning xususiyatlari asosan tashqi darajadagi elektronlar soniga bog'liq bo'lganligi sababli, ular vaqti-vaqti bilan takrorlanadi. Bu davriy qonunning jismoniy ma'nosi.

Qisqa davrlarda atom yadrolarining musbat zaryadi ortishi bilan tashqi darajadagi elektronlar soni ortadi (birinchi davrda 1 dan 2 gacha, ikkinchi va uchinchi davrlarda 1 dan 8 gacha) , bu elementlarning xususiyatlarining o'zgarishini tushuntiradi: davr boshida (birinchi davrdan tashqari) gidroksidi metall mavjud bo'lib, keyin metall xossalari asta-sekin zaiflashadi va metall bo'lmagan xususiyatlar ortadi.

Katta davrlarda, yadro zaryadining ortishi bilan, sathlarni elektronlar bilan to'ldirish qiyinroq kechadi, bu ham kichik davrlar elementlariga nisbatan elementlarning xususiyatlarining murakkabroq o'zgarishini tushuntiradi. Shunday qilib, uzoq davrlarning teng qatorlarida, ortib borayotgan zaryad bilan, tashqi darajadagi elektronlar soni doimiy bo'lib qoladi va 2 yoki 1 ga teng bo'ladi. Shuning uchun, elektronlar tashqi (tashqaridan ikkinchi) darajani to'ldirganda, bu qatorlardagi elementlarning xossalari nihoyatda sekin o'zgaradi. Faqat toq qatorlarda, tashqi sathdagi elektronlar soni yadro zaryadining o'sishi bilan (1 dan 8 gacha) ortib ketganda, elementlarning xossalari xuddi odatdagidek o'zgara boshlaydi.

Atomlar tuzilishi haqidagi ta'limot nuqtai nazaridan D.I.ning bo'linishi. Mendeleev barcha elementlarning etti davr uchun. Davr raqami atomlarning elektronlar bilan to'ldirilgan energiya darajalari soniga to'g'ri keladi.Shuning uchun s-elementlar barcha davrlarda, p-elementlar ikkinchi va undan keyingi davrlarda, d-elementlar to'rtinchi va undan keyingi davrlarda, f-elementlar esa elektronlar bilan to'ldirilgan. oltinchi va ettinchi davrlar.

Energiya sathlarini elektronlar bilan to'ldirishdagi farq asosida guruhlarning kichik guruhlarga bo'linishi ham oson tushuntiriladi. Asosiy kichik guruhlarning elementlari uchun tashqi darajalarning s-kichik darajalari (bular s-elementlar) yoki p-kichik darajalari (bular p-elementlar) to'ldiriladi. Yon kichik guruhlarning elementlari uchun (ikkinchi tashqi darajadagi d-pastki sathi (bular d-elementlar) to'ldiriladi. Lantanidlar va aktinidlar uchun mos ravishda 4f- va 5f-kichik darajalar to'ldiriladi (bular f-elementlar). Shunday qilib, har bir kichik guruhda atomlari tashqi elektron darajadagi o'xshash tuzilishga ega bo'lgan elementlar birlashtiriladi.Shu bilan birga, asosiy kichik guruhlar elementlarining atomlari tashqi sathlarda guruh soniga teng elektronlar sonini o'z ichiga oladi. .Ikkinchi darajali kichik guruhlarga atomlari tashqi sathda joylashgan elementlar kiradi ikki yoki bitta elektron.

Tuzilishdagi farqlar, shuningdek, bir guruhning turli kichik guruhlari elementlarining xususiyatlarida farqlarni keltirib chiqaradi. Shunday qilib, halogen kichik guruh elementlari atomlarining tashqi darajasida marganets kichik guruhining ettita elektronlari mavjud - har birida ikkita elektron. Birinchisi tipik metallar, ikkinchisi esa metallardir.

Ammo bu kichik guruhlarning elementlari ham umumiy xususiyatlarga ega: ichiga kirish kimyoviy reaksiyalar, ularning barchasi (ftor F dan tashqari) kimyoviy bog'lanish hosil qilish uchun 7 ta elektronni berishi mumkin. Bunday holda, marganets kichik guruhining atomlari tashqi tomondan 2 ta elektronni va keyingi sathdan 5 ta elektronni beradi. Shunday qilib, ikkilamchi kichik guruhlarning elementlarida valentlik elektronlari nafaqat tashqi, balki oxirgidan oldingi (tashqaridan ikkinchi) darajalar bo'lib, bu asosiy va ikkilamchi kichik guruhlar elementlarining xususiyatlaridagi asosiy farqdir.

Bundan tashqari, guruh raqami, qoida tariqasida, kimyoviy bog'lanishlarni shakllantirishda ishtirok etishi mumkin bo'lgan elektronlar sonini ko'rsatadi. Bu guruh raqamining jismoniy ma'nosi.

Shunday qilib, atomlarning tuzilishi ikkita naqshni aniqlaydi:

1) elementlarning xususiyatlarining gorizontal o'zgarishi - chapdan o'ngga bo'lgan davrda metall xususiyatlar zaiflashadi va metall bo'lmagan xususiyatlar kuchayadi;

2) vertikal bo'ylab elementlarning xususiyatlarining o'zgarishi - seriya raqamining ko'payishi bilan kichik guruhda metall xususiyatlar kuchayadi va metall bo'lmaganlar zaiflashadi.

Bunday holda, element (va tizimning katakchasi) gorizontal va vertikal kesishgan joyda joylashgan bo'lib, uning xususiyatlarini belgilaydi. Bu izotoplari sun'iy ravishda olingan elementlarning xossalarini topish va tavsiflashga yordam beradi.

1. D. I. Mendeleyevning davriy qonuni tabiatning boshqa qonunlari kabi tushuntirish, umumlashtiruvchi va bashorat qilish funksiyalarini bajarishini isbotlang. Kimyo, fizika va biologiya kurslaridan sizga ma'lum bo'lgan boshqa qonunlarning ushbu funktsiyalarini ko'rsatadigan misollar keltiring.

Mendeleyev davriy qonuni kimyoning asosiy qonunlaridan biridir. Aytish mumkinki, barcha zamonaviy kimyo uning ustiga qurilgan. U atomlar xossalarining ularning tuzilishiga bog'liqligini tushuntiradi, bu bog'liqlikni barcha elementlar uchun umumlashtiradi, ularni turli guruhlarga ajratadi, shuningdek, xossalariga qarab tuzilishi va tuzilishiga qarab xususiyatlarini taxmin qiladi.

Tushuntirish, umumlashtiruvchi va bashorat qilish funktsiyalariga ega bo'lgan boshqa qonunlar ham mavjud. Masalan, energiyaning saqlanish qonuni, yorug'likning sinishi qonuni, Mendelning genetik qonuni.

2. Atomidagi elektronlari sonlar qatoriga ko'ra sathlarda joylashgan kimyoviy elementni ayting: 2, 5. Bu element qanday oddiy moddadan iborat? Uning vodorod birikmasining formulasi nima va uning nomi nima? Bu elementning eng yuqori oksidi qanday formulaga ega, uning xarakteri qanday? Ushbu oksidning xossalarini xarakterlovchi reaksiya tenglamalarini yozing.

3. Berilliy ilgari III guruh elementi sifatida tasniflangan va uning nisbiy atom massasi 13,5 deb hisoblangan. Nima uchun D. I. Mendeleyev uni II guruhga o‘tkazdi va berilliyning atom massasini 13,5 dan 9 gacha tuzatdi?

Ilgari berilliy elementi xatolik bilan III guruhga kiritilgan. Buning sababi berilliyning atom massasini noto'g'ri aniqlash edi (9 o'rniga 13,5 ga teng deb hisoblangan). D. I. Mendeleyev berilliyning II guruhga kirishini asoslab bergan kimyoviy xossalari element. Beriliyning xossalari Mg va Ca ning xossalariga juda o'xshash va Alnikidan butunlay farq qilgan. Be ga qo'shni elementlar Li va B ning atom massalari mos ravishda 7 va 11 ekanligini bilgan D. I. Mendeleev berilliyning atom massasi 9 ga teng, deb taklif qildi.

4. Atomida elektronlar energiya sathlari bo'yicha bir qator raqamlar bo'yicha taqsimlangan kimyoviy elementdan hosil bo'lgan oddiy modda bilan: 2, 8, 8, 2 va № elementlardan hosil bo'lgan oddiy moddalar o'rtasidagi reaksiyalar tenglamalarini yozing. Davriy tizimda 7 va 8-sonlar. Reaksiya maxsulotlaridagi kimyoviy bog’lanish turi qanday? Boshlang'ich oddiy moddalar va ularning o'zaro ta'siridan hosil bo'lgan mahsulotlarning kristalli tuzilishi qanday?

5. Quyidagi elementlarni metall xossalarini mustahkamlash tartibida joylashtiring: As, Sb, N, P, Bi. Olingan qatorni shu elementlar atomlarining tuzilishidan kelib chiqib asoslang.

N, P, As, Sb, Bi - metall xususiyatlarini mustahkamlash. Guruhlardagi metall xossalari kuchayadi.

6. Quyidagi elementlarni metall bo'lmagan xususiyatlarni mustahkamlash tartibida joylashtiring: Si, Al, P, S, Cl, Mg, Na. Olingan qatorni shu elementlar atomlarining tuzilishidan kelib chiqib asoslang.

Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl - metall bo'lmagan xususiyatlarni mustahkamlash. Davrlarda metall bo'lmagan xususiyatlar kuchayadi.

7. Formulalari: SiO2, P2O5, Al2O3, Na2O, MgO, Cl2O7 bo'lgan oksidlarning kislotali xossalarini susaytirish tartibida joylashtiring. Olingan qatorni asoslang. Ushbu oksidlarga mos keladigan gidroksidlarning formulalarini yozing. Siz taklif qilgan seriyada ularning kislota xarakteri qanday o'zgaradi?

8. Bor, berilliy va litiy oksidlarining formulalarini yozing va ularni asosiy xossalari bo‘yicha o‘sish tartibida joylashtiring. Ushbu oksidlarga mos keladigan gidroksidlarning formulalarini yozing. Ularning kimyoviy tabiati qanday?

9. Izotoplar nima? Davriy qonunning shakllanishiga izotoplarning ochilishi qanday yordam berdi?

Elementlarning davriy tizimi kimyoviy elementlarning munosabatlarini aks ettiradi. Elementning atom raqami yadro zaryadiga, son jihatdan unga teng soniga teng protonlar. Bitta elementning yadrolaridagi neytronlar soni protonlar sonidan farqli o'laroq har xil bo'lishi mumkin. Yadrolari mavjud bo'lgan bir xil element atomlari boshqa raqam neytronlarga izotoplar deyiladi.

Har bir kimyoviy element bir nechta izotoplarga ega (tabiiy yoki sun'iy). Kimyoviy elementning atom massasi uning barcha tabiiy izotoplari massalarining ko'pligini hisobga olgan holda o'rtacha qiymatiga teng.

Izotoplar kashf etilishi bilan elementlarni davriy sistemada taqsimlashda ularning atom massalari emas, balki yadrolarning zaryadlari ishlatila boshlandi.

10. Nima uchun D. I. Mendeleyevning davriy sistemasidagi elementlar atom yadrolarining zaryadlari monoton ravishda o‘zgaradi, ya’ni har bir keyingi element yadrosining zaryadi oldingi element atom yadrosining zaryadiga nisbatan bittaga ortadi va elementlarning xossalari va ular hosil qilgan moddalar davriy ravishda o'zgaradi?

Buning sababi, elementlar va ularning birikmalarining xossalari elektronlarning umumiy soniga bog'liq emas, balki faqat oxirgi qatlamda joylashgan valentlik elektronlariga bog'liq. Valentlik elektronlari soni davriy ravishda o'zgarib turadi, shuning uchun elementlarning xususiyatlari ham davriy ravishda o'zgaradi.

11. Davriy qonunning uchta formulasini keltiring, unda kimyoviy elementlarni sistemalashtirish uchun nisbiy atom massasi, atom yadrosining zaryadi va atomning elektron qavatidagi tashqi energiya sathlarining tuzilishi asos qilib olinadi.

1. Kimyoviy elementlar va ular hosil qilgan moddalarning xossalari elementlarning nisbiy atom massalariga davriy bog'liqlikda bo'ladi.
2. Kimyoviy elementlar va ular hosil qilgan moddalarning xossalari elementlarning atom yadrolarining zaryadiga davriy bog'liqlikda bo'ladi.
3. Kimyoviy elementlarning xossalari va ular hosil qilgan moddalar atomning elektron qobig'idagi tashqi energiya sathlarining tuzilishiga davriy bog'liqlikda bo'ladi.