TÉMA 4. Dmitrij Ivanovics Mendeljejev periódusos rendszerének szerkezete. A kémiai elemek tulajdonságainak periodikus jellege.

Példa 1. Milyen legmagasabb és legalacsonyabb oxidációs állapotokat mutatnak az arzén, a szelén és a bróm?
Készítsen képleteket ezen elemek vegyületeiről, amelyek megfelelnek ezeknek az oxidációs állapotoknak.
Megoldás: Az elem legmagasabb oxidációs állapotát a periódusos rendszer csoportja határozza meg, amelyben az elem található. A legalacsonyabb oxidációs állapot az az elektrosztatikus töltés, amelyet az atom akkor vesz fel, amikor annyi elektront ad hozzá, amennyi szükséges egy stabil nyolcelectronos héj (ns2np6) kialakításához. Az említett elemek a következő fő csoportokban találhatók: V, VI, VII. csoportok, és külső energiaszintjük szerkezete a következő: s2p3, s2p4, s2p5. Ezért az arzén, szelén, bróm oxidációs állapotai a következőek:
As +5 (legmagasabb), -3 (legalacsonyabb) --- As2O5, AsH3;
Se +6 (legmagasabb), -2 (legalacsonyabb) --- SeO3, Na2Se;
Br +7 (legmagasabb), -1 (legalacsonyabb) --- KBrO4, KBr.

Példa 2. Melyik elem a 4. periódusban, a mangán vagy a bróm mutatja erősebben a fémes tulajdonságokat?
Megoldás: Az említett elemek elektronikus képletei:
25Mn 1s22s22p63s23p64s23d5
35Br 1s22s22p63s23p64s23d104p5.

A mangán - d-eleme VII. csoportnak mellékcsoportjában található, míg a bróm - p-eleme VII. csoport főcsoportjában található. A mangán atomjának külső energiaszintjén két elektron található, míg a bróm atomjának hét. Az atomok tipikus fémek esetén kis számú elektronnal rendelkeznek a külső energiaszinten, és ezért hajlamosak ezeket elveszíteni. Csak redukáló tulajdonságokkal rendelkeznek, és nem alkotnak negatív ionokat. Azok az elemek, amelyek atomjaik külső energiaszintjén több mint három elektront tartalmaznak, vonzódnak az elektronokhoz, és ezért negatív oxidációs állapotot vesznek fel, és negatív ionokat alkotnak. Így a mangán, mint minden fém, csak redukáló tulajdonságokkal rendelkezik, míg a bróm, amely gyenge redukáló tulajdonságokkal rendelkezik, inkább oxidáló funkciókat mutat. Ezért a fémes tulajdonságok erősebben kifejeződnek a mangánban.

Feladatok Önálló Megoldásra

  1. Adja meg a modern periódusos törvény fogalmát. Miben különbözik a D. I. Mendeljejev által adott fogalomtól?

  2. Mely három elem felfedezése volt a periódusos törvény diadala? Hogyan egyeztek meg ezeknek az elemeknek és egyszerű vegyületeiknek tulajdonságai pontosan a D. I. Mendeljejev által előrejelzettekkel?

  3. Mutassa be, hogyan illusztrálja és igazolja a periódusos törvény a természet fejlődésének egyik általános törvényét - a mennyiség átmenetét minőséggé.

  4. Hogyan magyarázza az atom szerkezetének elmélete a kémiai elemek tulajdonságainak periodikus változását?

  5. Mi a fizikai jelentése az elemek rendszámának, és miért határozzák meg végső soron az elem kémiai tulajdonságait az atommag töltései?

  6. Magyarázza meg három esetet (határozza meg őket), amelyek eltérnek az elemek periódusos rendszerbeli elhelyezkedésének sorozatától az atomtömeg növekedése szerint?

  7. Mi a periód