Статті / Навчальні статті
Періодичний закон і періодична система елементів Д.І. Менделєєва. Хімічний зв’язок
Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва — так називають упорядковану множину хімічних елементів та їх класифікацію. У короткій формі цієї системи чітко простежується розташування хімічних елементів у восьми вертикальних стовпчиках — групах, кожний з яких має свій номер і поділяється на головну та побічну підгрупи, і в семи горизонтальних рядах — періодах, з яких перші три дістали назву малі, а решта — великі.
Група — це вертикальний стовпчик хімічних елементів, подібних за властивостями утворених ними сполук.
Період — це горизонтальний ряд хімічних елементів, розміщених у порядку зростання їх атомних мас, що розпочинається лужним металічним елементом, а завершується інертним елементом.
Підтвердженням періодичної зміни властивостей хімічних елементів, форм і властивостей їх сполук є те, що кожна група має елементи з подібними властивостями й однаковою формою оксидів, гідратів оксидів, летких водневих сполук. Тому не випадково в нижній частині системи для кожної групи часто зазначають загальні формули вищих оксидів і летких водневих сполук неметалічних елементів.
Місце кожного хімічного елемента в періодичній системі чітко визначене (виняток становить Гідроген, його розташовують і в першій, і в сьомій групах), за кожним елементом закріплений його порядковий номер.
Атоми складаються з ядра та електронної оболонки. У ядрі містяться протони та нейтрони.
Сучасне формулювання періодичного закону.
Властивості хімічних елементів, а також утворених ними сполук перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їх атомів.
З’ясування фізичної суті періодичного закону значно розширило інформаційну функцію періодичної системи. Відомо, що:
порядковий номер хімічного елемента вказує на величину заряду ядра атома, кількість протонів у ядрі — на кількість електронів у електронній оболонці атома;
кількість нейтронів у ядрі атома дорівнює різниці між відносною атомною масою хімічного елемента та його порядковим номером;
номер періоду збігається з кількістю енергетичних рівнів (електронних шарів) в електронній оболонці атома;
хімічні елементи однієї підгрупи мають однакову електронну формулу зовнішнього енергетичного рівня (електронного шару);
в елементів головних підгруп кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні збігається з номером групи;
вища валентність атомів хімічного елемента в оксидах дорівнює номеру групи (існують винятки);
кількість неспарених електронів в атомах неметалічних елементів V–VІІ груп можна визначити дією віднімання: 8 — номер групи.
Електронні формули атомів.
В атомі не існує навіть двох однакових електронів. Це є підставою для написання електронних формул атомів, у яких відображено відмінності між формою атомних орбіталей (геометричних образів об’єму навколо ядерного простору, у якому ймовірність перебування електрона дорівнює 90–95 %), указано кількість електронів на підрівнях і рівнях.
Електронна формула атома — це запис розподілу електронів в атомі, у якому числами позначають енергетичні рівні (1, 2 …), літерами — підрівні (s, p, d, f),а верхніми індексами — кількість електронів на підрівнях. Наприклад: 14Si 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2.
Види хімічного зв’язку.
Основою теорії хімічного зв’язку є положення про те, що утворення хімічних зв’язків супроводжується досягненням атомами завершеної будови зовнішнього енергетичного рівня.
Хімічний зв’язок за допомогою спільних електронних пар називається ковалентним. Якщо спільні електронні пари рівновіддалені від ядер обох атомів, він — неполярний, а якщо зміщені в бік більш електронегативного атома — полярний.
Зв’язок, що утворюється в речовинах за рахунок притягування різнойменно заряджених йонів, називається йонним зв’язком.
Запитання і завдання для самоконтролю знань
1. Класифікуйте хімічні елементи з порядковими номерами в періодичній системі 5, 8, 13, 18, 25, 35 за такими ознаками: а) елементи одного періоду; б) елементи однієї групи; в) елементи однієї підгрупи.2. Напишіть електронну та графічну електронну формули атомів хімічних елементів Нітрогену й Фосфору. Що спільного в будові електронних оболонок атомів цих елементів?
3. Напишіть електронну та графічну електронну формули атомів хімічних елементів Магнію і Сульфуру. Що спільного в будові електронних оболонок їх атомів?
4. Поясніть утворення хімічних зв’язків на прикладі речовин: F2, HF, LiF.
Оцініть статтю: 