Periodiska systemets struktur enligt D.I. Mendelejev: Typer av periodisk förändring av kemiska elementers egenskaper.

TEMA 4. Struktur av det periodiska systemet av D. I. Mendelejev. Typer av periodicitet hos kemiska elementers egenskaper.

Exempel 1. Vilka är de högsta och lägsta oxidationsstegen för arsenik, selen och brom?
Skriv formlerna för föreningarna av dessa element som motsvarar dessa oxidationssteg.
Lösning: Det högsta oxidationssteget för ett element bestäms av gruppnummeret i det periodiska systemet där elementet finns. Det lägsta oxidationssteget bestäms av den hypotetiska laddningen som atomen får när den tar upp det antal elektroner som behövs för att skapa en stabil åttaelectronhölje (ns2np6).
Dessa element finns i de huvudsakliga undergrupperna V, VI, VII och har externa elektronkonfigurationer s2p3, s2p4, s2p5. Därför är oxidationsstegen för arsenik, selen och brom i föreningar:
As +5 (högsta), -3 (lägsta) --- As2O5, AsH3;
Se +6 (högsta), -2 (lägsta) --- SeO3, Na2Se;
Br +7 (högsta), -1 (lägsta) --- KBrO4, KBr.

Exempel 2. Vilket av elementen mangan eller brom, som ligger i fjärde perioden, har starkare metalliska egenskaper?
Lösning: Elektronkonfigurationerna för dessa element:
25Mn 1s22s22p63s23p64s23d5
35Br 1s22s22p63s23p64s23d104p5.
Mangan är ett d-element i VII gruppen av den sekundära undergruppen, medan brom är ett p-element i VII gruppen av den primära undergruppen. På det externa energinivån har manganatomen två elektroner, medan bromatomen har sju.
Atomer av typiska metaller kännetecknas av att de har ett litet antal elektroner på det externa energinivån, vilket innebär att de tenderar att förlora dessa elektroner. De har endast reduktionsegenskaper och bildar inte negativa joner. Element vars atomer på det externa energinivån har fler än tre elektroner har ett visst elektronaffinitet, och därför får de negativa oxidationssteg och bildar negativa joner. Därför har mangan, som alla metaller, endast reduktionsegenskaper, medan brom, som visar svaga reduktionsegenskaper, mer typiskt uppvisar oxidationsfunktioner. Följaktligen är de metalliska egenskaperna mer framträdande hos mangan.

Uppgifter FÖR SJÄLVSTÄNDIG LÖSNING

1. Ge den moderna formuleringen av den periodiska lagen. Hur skiljer den sig från den formulerad av D. I. Mendelejev?

2. Vilka tre element var en triumf för den periodiska lagen? Hur exakt stämde egenskaperna för dessa element och deras enklaste föreningar överens med de som förutsades av D. I. Mendelejev?

3. Visa hur den periodiska lagen illustrerar och bekräftar en av naturens allmänna lagar - lagen om övergång från kvantitet till kvalitet.

4. Hur förklarar atomens struktur periodiskheten i förändringen av kemiska elementers egenskaper?

5. Vad har det ordningsnummer för fysikalisk betydelse, och varför bestäms kemiska egenskaper av ett elements atomkärnas laddning?

6. Förklara tre fall (ange dem) av avvikelser från den sekventiella ordningen av elementens placering i det periodiska systemet baserat på deras atomvikt.

7. Vad är strukturen för det periodiska systemet? Perioder, grupper och undergrupper. Den fysikaliska betydelsen av periodens och gruppens nummer.

8. Under vilka omständigheter sammanfaller kapaciteten för att fylla energinivåer och antalet element i en period: a) de sammanfaller; b) de sammanfaller inte? Förklara orsaken.

9. Vilka kvantnummer motsvarar periodnummer? Ge en definition av period utifrån atomstrukturläran.

10. Vilka perioder i det periodiska systemet kallas små och vilka kallas stora? Vad bestämmer antalet element i varje period?

11. Ange de valensenergetiska undernivåerna i följande elektronkonfigurationer för neutrala atomer: a) [KL]3s23p1; b) [K]2s22p5; c) [KLM]4s24p3; d) [KL]4s23d8.

12. Var i det periodiska systemet finns ädelgaserna? Varför var de tidigare en del av den nollgruppen och vad kallades de?

13. Varför placeras väte i både grupp I och VII i det periodiska systemet? Vilket argument kan ges för båda alternativen?

14. Hur förändras egenskaperna hos elementen i de huvudsakliga undergrupperna i perioder och grupper? Vad orsakar dessa förändringar?

15. Vad är placeringen av två element i det periodiska systemet, där ett har det högsta värdet för joniseringspotential och elektronegativitet och det andra har de lägsta värdena för dessa egenskaper?

16. Hos atomerna av vilka element sker den så kallade "elektron-kollapsen"? Förklara orsaken till denna effekt.

17. Vid normala förhållanden är endast 11 kemiska element i sitt fria tillstånd gaser och 2 element är i vätskeform. Ange symbolerna och namnen på dessa element.

18. Valenselektronkonfigurationen för atomerna hos två element uttrycks som: a) 3s23p2 och 4s23d2; b) 4s23d3 och 4s23d104p3. I vilka perioder och grupper finns dessa element? Borde de skilja sig i sina egenskaper trots att de har samma antal valenselektroner?

19. Genom att känna till antalet element i varje period, bestäm ett elements placering i det periodiska systemet och dess grundläggande kemiska egenskaper baserat på ordningsnummer: 35, 42 och 56.

20. Trots sin egen formulering placerade D. I. Mendelejev tellur före jod och kobolt före nickel i sitt system. Förklara detta.

21. Vad kan förklara den allmänna trenden - minskning av atomradier med ökning av ordningsnummer i en period och ökning av atomradier med ökning av ordningsnummer i en grupp?

22. På vilket sätt är krom och svavel placerade i samma grupp i det periodiska systemet? Varför placeras de i olika undergrupper?

23. På vilket sätt är fosfor och vanadin placerade i samma grupp i det periodiska systemet? Varför placeras de i olika undergrupper?

24. Vilken rad av element är ordnad i stigande ordning av deras atomradier: a) Na, Mg, Al, Si; b) C, N, O, F; c) O, S, Sc, Fe; d) I, Br, Cl, F.

25. Vad är likheterna och skillnaderna mellan atomerna: a) F och Cl; b) N och P.