Tipos de tablas de elementos químicos. La estructura del sistema periódico de Mendeleev.

En esta lección aprenderá sobre la ley periódica de Mendeleev, que describe el cambio en las propiedades de los cuerpos simples, así como la forma y las propiedades de los compuestos de elementos dependiendo de la magnitud de sus masas atómicas. Considere cómo se puede describir un elemento químico por su posición en el Sistema Periódico.

Asunto: Ley periódica yEl sistema periódico de elementos químicos D. I. Mendeleev

Lección: descripción de un elemento por posición en la tabla periódica de elementos D. I. Mendeleev

En 1869, D.I. Mendeleev formuló su ley periódica sobre la base de datos sobre elementos químicos. Entonces sonó así: "Las propiedades de los cuerpos simples, así como las formas y propiedades de los compuestos de elementos dependen periódicamente de las masas atómicas de los elementos". Durante mucho tiempo, el significado físico de la ley de D.I. Mendeleev fue incomprensible. Todo cayó en su lugar después del descubrimiento de la estructura del átomo en el siglo XX.

La redacción moderna de la ley periódica: "Las propiedades de las sustancias simples, así como las formas y propiedades de los compuestos de los elementos dependen periódicamente de la magnitud de la carga del núcleo atómico".

La carga del núcleo de un átomo es igual al número de protones en el núcleo. El número de protones está equilibrado por el número de electrones en el átomo. Por lo tanto, el átomo es eléctricamente neutro.

Carga atómica en la tabla periódica es número de serie del artículo.

Número de períodomuestra la cantidad de niveles de energíaen el que giran los electrones.

Número de grupomuestra el número de electrones de valencia.Para elementos de los subgrupos principales, el número de electrones de valencia es igual al número de electrones en el nivel de energía externa. Son los electrones de valencia los responsables de la formación de enlaces químicos de un elemento.

Elementos químicos del grupo 8: los gases inertes tienen 8 electrones en la capa externa de electrones. Tal capa de electrones es energéticamente ventajosa. Todos los átomos tienden a llenar su capa externa de electrones con hasta 8 electrones.

¿Qué características de un átomo cambian periódicamente en el sistema periódico?

La estructura del nivel electrónico externo se repite.

El radio del átomo cambia periódicamente. En grupo radio esta incrementandocon un aumento en el número del período, a medida que aumenta el número de niveles de energía. En el período de izquierda a derecha ocurrirá el crecimiento del núcleo atómico, pero la atracción hacia el núcleo será mayor y, por lo tanto, el radio del átomo disminuye.

Cada átomo busca completar el último nivel de energía.Los elementos del grupo 1 en la última capa tienen 1 electrón. Por lo tanto, es más fácil para ellos devolverlo. Y es más fácil para los elementos del grupo 7 atraer 1 electrón perdido a un octeto. En el grupo, la capacidad de dar electrones aumentará de arriba a abajo, a medida que aumenta el radio del átomo y la atracción hacia el núcleo es menor. En el período de izquierda a derecha, la capacidad de dar electrones disminuye, porque el radio del átomo disminuye.

Cuanto más ligero es un elemento que proporciona electrones desde un nivel externo, mayores son sus propiedades metálicas y sus óxidos e hidróxidos tienen grandes propiedades básicas. Esto significa que las propiedades metálicas en grupos aumentan de arriba a abajo y en períodos de derecha a izquierda. Con propiedades no metálicas, lo contrario es cierto.

Higo. 1. La posición del magnesio en la mesa.

En el grupo, el magnesio es adyacente al berilio y al calcio. Figura 1. El magnesio es más bajo que el berilio, pero más alto que el calcio en el grupo. El magnesio tiene más propiedades metálicas que el berilio, pero menos que el calcio. Las propiedades básicas de sus óxidos e hidróxidos también están cambiando. En el período, el sodio está a la izquierda y el aluminio a la derecha del magnesio. El sodio exhibirá más propiedades metálicas que el magnesio, y más magnesio, persigue al aluminio. Por lo tanto, puede comparar cualquier elemento con sus vecinos en el grupo y el período.

Las propiedades ácidas y no metálicas cambian frente a las propiedades básicas y metálicas.

Caracterización del cloro por su posición en el sistema periódico de D.I. Mendeleev.

Higo. 4. La posición del cloro en la mesa.

. El valor del número de serie 17 muestra el número de protones17 y electrones17 en un átomo. Fig.4. La masa atómica 35 ayudará a calcular el número de neutrones (35-17 \u003d 18). El cloro se encuentra en el tercer período, lo que significa que el número de niveles de energía en el átomo es 3. Está en el grupo 7-A, se refiere a los elementos p. Esto no es de metal. Compare el cloro con su grupo de vecinos y período. Las propiedades no metálicas del cloro son mayores que el azufre, pero menores que el argón. El cloro tiene menos propiedades tontas que el flúor y más que el bromo. Distribuimos los electrones por niveles de energía y escribimos una fórmula electrónica. La distribución general de electrones tendrá esta forma. Ver Fig. cinco

Higo. 5. La distribución de electrones del átomo de cloro en niveles de energía.

Determine el estado de oxidación más alto y más bajo del cloro. El estado de oxidación más alto es +7, ya que puede dar 7 electrones de la última capa de electrones. El estado de oxidación más bajo es -1, porque el cloro necesita 1 electrón para completarse. Fórmula del óxido superior Cl 2 O 7 (óxido ácido), un compuesto de hidrógeno HCl.

En el proceso de retroceso o fijación de electrones, un átomo adquiere cargo condicional. Este cargo condicional se llama .

- Sencillo las sustancias tienen un grado de oxidación igual a a cero.

Los elementos pueden exhibir máximo estado de oxidación y el mínimo. El maximo el elemento muestra el estado de oxidación cuando datodos sus electrones de valencia desde el nivel electrónico externo. Si el número de electrones de valencia es igual al número de grupo, entonces el estado de oxidación máximo es igual al número de grupo.

Higo. 2. La posición del arsénico en la mesa.

Mínimo el estado de oxidación del elemento se manifestará cuando va a aceptartodos los electrones posibles para completar la capa de electrones.

Considere el ejemplo del elemento número 33 valores de estados de oxidación.

Este es arsénico As. Está en el quinto subgrupo principal. Fig. 2. En el último nivel electrónico, tiene cinco electrones. Entonces, devolviéndolos, tendrá un estado de oxidación de +5. Hasta la finalización de la capa de electrones, el átomo As carece de 3 electrones. Tirando de ellos, tendrá un estado de oxidación de -3.

La posición de los elementos de metales y no metales en el sistema periódico. Mendeleev.

Higo. 3. La posición de metales y no metales en la tabla.

EN lado los subgrupos son todos rieles . Si se mantiene mentalmente diagonal de boro a astatine luego mayor esta diagonal en los subgrupos principales será todo no metales y abajo esta diagonal es todo rieles . Fig. 3.

1. №№ 1-4 (p.125) Rudzitis G.E. Química inorgánica y orgánica. Grado 8: un libro de texto para instituciones educativas: un nivel básico / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman M .: Educación. 2011.176s .: Ill.

2. ¿Qué características de un átomo varían en periodicidad?

3. Describa el elemento químico del oxígeno por su posición en la tabla periódica de D. I. Mendeleev.

La visualización gráfica de la ley periódica es Sistema periódico elementos químicos. Se conocen más de \\ (700 \\) formas de la tabla periódica. La decisión oficial de la Unión Internacional de Químicos es su versión semi larga.

A cada elemento químico de la tabla se le asigna una celda, en la que se indican el símbolo y el nombre del elemento, el número de serie y la masa atómica relativa.

Una línea discontinua indica el límite entre metales y no metales.

La secuencia de disposición de los elementos no siempre coincide con un aumento de la masa atómica. Hay algunas excepciones a la regla. Entonces, la masa atómica relativa del argón es menor que la masa atómica del potasio, en el teluro, menos que el yodo.

Cada elemento tiene su propio ordinal (atómico) número , se encuentra en un determinado período y un determinado grupo.

Período: una serie horizontal de elementos químicos, que comienza con un metal alcalino (o hidrógeno) y termina con un gas inerte (noble).

En la mesa siete períodos. Cada uno contiene un cierto número de elementos:

\\ (1 \\) - punto - \\ (2 \\) del elemento,

\\ (2 \\) - punto - elementos \\ (8 \\),

\\ (3 \\) - punto - elementos \\ (8 \\),

\\ (4 \\) - punto - elementos \\ (18 \\),

\\ (5 \\) - punto - elementos \\ (18 \\),

\\ (6 \\) - punto - \\ (32 \\) del elemento (\\ (18 + 14 \\)),

\\ (7 \\) - punto - \\ (32 \\) del elemento (\\ (18 + 14 \\)).

Los primeros tres períodos se llaman pequeña períodos, el resto - grande . Tanto en períodos pequeños como grandes, un gradual debilitamiento de metales propiedades y refuerzo no metálico , solo en grandes períodos ocurre más suavemente.

Elementos con números de serie \\ (58 \\) - \\ (71 \\) ( lantánidos ) y \\ (90 \\) - \\ (103 \\) ( actínidos ) se sacan de la tabla y se encuentran debajo de ella. Estos son elementos del grupo IIIB. Los lantánidos pertenecen a el sexto período y actínidos - a séptimo .

El octavo período aparecerá en la tabla periódica cuando se abran nuevos elementos.

Grupo: una columna vertical de elementos químicos que tienen propiedades similares.

En la tabla periódica \\ (18 \\) grupos, numerados en números arábigos. Los números romanos se usan a menudo con la adición de las letras \\ (A \\) o \\ (B \\). En este caso, los grupos \\ (8 \\).

Grupos \\ (A \\) comience con elementos de períodos pequeños, también incluya elementos de períodos grandes; contienen metales y no metales. En una versión corta de la Tabla Periódica, esto subgrupos principales .

Los grupos \\ (B \\) contienen elementos de períodos largos, y estos son solo metales. En una versión corta de la Tabla Periódica, esto subgrupos laterales .

El número de elementos en grupos:

IA, VIIIA - por \\ (7 \\) elementos;

IIA - VIIA - por \\ (6 \\) elementos;

IIIB - \\ (32 \\) elemento (\\ (4 + 14 \\) lantánidos \\ (+ 14 \\) actinoides);

VIIIB - \\ (12 \\) elementos;

IB, IIB, IVB - VIIB - a lo largo del elemento \\ (4 \\).

La composición cuantitativa de los grupos cambiará a medida que se agreguen nuevos elementos a la tabla.

El número de grupo romano generalmente muestra mayor valencia en óxidos Pero para algunos elementos esta regla no se cumple. Entonces, flúor no es heptavalente, pero oxígeno - hexavalente. No muestres una valencia igual al número de grupo, helio , neón y argón - estos elementos no forman compuestos con oxígeno. Cobre es divalente, pero oro - trivalente, aunque estos son elementos del primer grupo.

Las propiedades de los elementos químicos les permiten combinarse en grupos apropiados. Sobre la base de este principio, se creó un sistema periódico que cambió la idea de las sustancias existentes y permitió asumir la existencia de elementos nuevos, previamente desconocidos.

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Sistema periódico de Mendeleev

La tabla periódica de elementos químicos fue compilada por D. I. Mendeleev en la segunda mitad del siglo XIX. ¿Qué es y para qué sirve? Combina todos los elementos químicos para aumentar el peso atómico, además, todos están dispuestos de manera que sus propiedades cambian periódicamente.

El sistema periódico de Mendeleev incorporó en un solo sistema todos los elementos existentes que anteriormente se consideraban simplemente sustancias separadas.

Según su estudio, se predijeron nuevos productos químicos y, posteriormente, se sintetizaron. La importancia de este descubrimiento para la ciencia no puede ser sobrestimada., estaba muy adelantado a su tiempo y dio impulso al desarrollo de la química durante muchas décadas.

Hay tres variaciones más comunes de la tabla, que se denominan convencionalmente "corto", "largo" y "extralargo". ». La principal es una mesa larga, oficialmente aprobadoLa diferencia entre ellos es el diseño de los elementos y la duración de los períodos.

Que es un periodo

El sistema contiene 7 períodos.. Se presentan gráficamente como líneas horizontales. En este caso, el período puede tener una o dos líneas, llamadas filas. Cada elemento posterior difiere del anterior por un aumento en la carga nuclear (número de electrones) por unidad.

Si no se complica, el período es una fila horizontal de la tabla periódica. Cada uno de ellos comienza con metal y termina con un gas inerte. En realidad, esto crea periodicidad: las propiedades de los elementos cambian dentro de un período, repitiéndose nuevamente en el siguiente. Los períodos primero, segundo y tercero están incompletos, se llaman pequeños y contienen 2, 8 y 8 elementos, respectivamente. El resto están completos, tienen 18 elementos cada uno.

¿Qué es un grupo?

El grupo es una columna vertical.que contiene elementos con la misma estructura electrónica o, más simplemente, con el mismo nivel superior. La tabla larga oficialmente aprobada contiene 18 grupos que comienzan con metales alcalinos y terminan con gases inertes.

Cada grupo tiene su propio nombre, lo que facilita la búsqueda o clasificación de elementos. Las propiedades metálicas se mejoran independientemente del elemento en una dirección de arriba hacia abajo. Esto se debe a un aumento en el número de órbitas atómicas: cuanto más hay, más débiles son los enlaces electrónicos, lo que hace que la red cristalina sea más pronunciada.

Metales en la tabla periódica

Metales en la mesaMendeleev tiene un número predominante, su lista es bastante extensa. Se caracterizan por características comunes, según sus propiedades son heterogéneas y se dividen en grupos. Algunos de ellos tienen poco en común con los metales en el sentido físico, mientras que otros pueden existir solo por fracciones de segundo y no se encuentran absolutamente en la naturaleza (al menos en el planeta), ya que fueron creados, más precisamente, calculados y confirmados en condiciones de laboratorio, artificialmente. Cada grupo tiene sus propias características., el nombre y es bastante diferente de los demás. Esta diferencia es especialmente pronunciada en el primer grupo.

Posición de metal

¿Cuál es la posición de los metales en el sistema periódico? Los elementos están dispuestos para aumentar la masa atómica o la cantidad de electrones y protones. Sus propiedades cambian periódicamente, por lo que no hay una ubicación precisa de forma individual en la tabla. ¿Cómo determinar los metales? ¿Es posible hacerlo de acuerdo con la tabla periódica? Para simplificar el problema, se inventó una técnica especial: condicionalmente, se dibuja una línea diagonal desde la unión de los elementos de Bor a Polonio (o Astat). Los de la izquierda son metales, a la derecha son no metales. Sería muy simple y genial, pero hay excepciones: germanio y antimonio.

Esta "técnica" es una especie de hoja de trucos, se inventó solo para simplificar el proceso de memorización. Para una presentación más precisa, recuerde que la lista de no metales es solo de 22 elementos,por lo tanto, respondiendo a la pregunta, ¿cuántos metales totales hay en la tabla periódica?

En la figura, puede ver claramente qué elementos son no metálicos y cómo están organizados en la tabla por grupos y períodos.

Propiedades físicas generales

Hay propiedades físicas generales de los metales. Éstos incluyen:

• El plastico.
• Brillo característico.
• Conductividad eléctrica.
• Alta conductividad térmica.
• Todos menos el mercurio están en estado sólido.

Debe entenderse que las propiedades de los metales varían mucho con respecto a su naturaleza química o física. Algunos de ellos no son muy similares a los metales en el sentido ordinario del término. Por ejemplo, el mercurio tiene una posición especial. En condiciones normales, está en estado líquido y no tiene una red cristalina, cuya presencia otros metales deben sus propiedades. Las propiedades de este último son condicionales en este caso; con ellas, el mercurio está más estrechamente relacionado con las características químicas.

¡Interesante! Los elementos del primer grupo, los metales alcalinos, no se presentan en forma pura, siendo parte de varios compuestos.

El metal más blando que existe en la naturaleza, el cesio, pertenece a este grupo. Él, como otras sustancias alcalinas similares, tiene poco en común con los metales más típicos. Algunas fuentes afirman que, de hecho, el metal más blando es el potasio, que es difícil de disputar o confirmar, ya que ninguno de los elementos existe por sí solo: al aislarse como resultado de una reacción química, se oxidan o reaccionan rápidamente.

El segundo grupo de metales, la tierra alcalina, está mucho más cerca de los grupos principales. El nombre de "tierra alcalina" proviene de la antigüedad, cuando los óxidos se llamaban "tierras" porque tienen una estructura friable y suelta. Los metales que poseen del grupo 3 poseen propiedades más o menos familiares (en el sentido cotidiano). A medida que aumenta el número de grupo, disminuye el número de metales

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Si la tabla periódica le parece difícil de entender, ¡no está solo! Aunque puede ser difícil entender sus principios, la capacidad de trabajar con él ayudará en el estudio de las ciencias naturales. Primero, estudie la estructura de la tabla y qué información se puede aprender de ella sobre cada elemento químico. Entonces puedes comenzar a estudiar las propiedades de cada elemento. Y finalmente, usando la tabla periódica, puede determinar el número de neutrones en el átomo de un elemento químico.

Pasos

Parte 1

Estructura de la mesa

La tabla periódica, o el sistema periódico de elementos químicos, comienza en la esquina superior izquierda y termina al final de la última fila de la tabla (en la esquina inferior derecha). Los elementos en la tabla están ordenados de izquierda a derecha en orden ascendente de su número atómico. El número atómico muestra cuántos protones están contenidos en un átomo. Además, con el aumento del número atómico, la masa atómica también aumenta. Por lo tanto, por la ubicación de un elemento en la tabla periódica, se puede determinar su masa atómica.

Como puede ver, cada elemento siguiente contiene un protón más que el elemento que lo precede. Esto es obvio cuando nos fijamos en los números atómicos. Los números atómicos aumentan en uno cuando se mueve de izquierda a derecha. Como los elementos están organizados en grupos, algunas celdas de la tabla permanecen vacías.

• Por ejemplo, la primera fila de la tabla contiene hidrógeno, que tiene el número atómico 1, y helio con el número atómico 2. Sin embargo, están ubicados en bordes opuestos, ya que pertenecen a diferentes grupos.

1. Aprenda sobre grupos que incluyen elementos con propiedades físicas y químicas similares. Los elementos de cada grupo se encuentran en la columna vertical correspondiente. Como regla, se denotan por un color, lo que ayuda a identificar elementos con propiedades físicas y químicas similares y a predecir su comportamiento. Todos los elementos de un grupo particular tienen el mismo número de electrones en la capa externa.

   • El hidrógeno puede atribuirse tanto al grupo de metales alcalinos como al grupo halógeno. En algunas tablas, se indica en ambos grupos.
   • En la mayoría de los casos, los grupos están numerados del 1 al 18, y los números se colocan en la parte superior o inferior de la tabla. Los números pueden indicarse en dígitos romanos (p. Ej., IA) o árabes (p. Ej., 1A o 1).
   • Al moverse a lo largo de la columna de arriba a abajo, dicen que está "viendo el grupo".

2. Descubra por qué hay celdas vacías en la tabla. Los elementos están ordenados no solo según su número atómico, sino también por grupos (los elementos del mismo grupo tienen propiedades físicas y químicas similares). Gracias a esto, es más fácil entender cómo se comporta este o aquel elemento. Sin embargo, con un aumento en el número atómico, los elementos que caen en el grupo correspondiente no siempre se encuentran; por lo tanto, las celdas vacías se encuentran en la tabla.

   • Por ejemplo, las primeras 3 líneas tienen celdas vacías, ya que los metales de transición se encuentran solo en el número atómico 21.
   • Los elementos con números atómicos del 57 al 102 pertenecen a elementos de tierras raras, y generalmente se colocan en un subgrupo separado en la esquina inferior derecha de la tabla.

3. Cada fila de la tabla representa un punto. Todos los elementos del mismo período tienen el mismo número de orbitales atómicos en los que se encuentran los electrones en los átomos. El número de orbitales corresponde al número del período. La tabla contiene 7 filas, es decir, 7 períodos.

   • Por ejemplo, los átomos de los elementos del primer período tienen un orbital, y los átomos de los elementos del séptimo período tienen 7 orbitales.
   • Como regla, los períodos se indican con números del 1 al 7 a la izquierda de la tabla.
   • Al moverse a lo largo de la línea de izquierda a derecha, dicen que está "viendo el período".

4. Aprenda a distinguir entre metales, metaloides y no metales. Comprenderá mejor las propiedades de un elemento si puede determinar a qué tipo pertenece. Por conveniencia, en la mayoría de las mesas, los metales, metaloides y no metales se indican en diferentes colores. Los metales están a la izquierda, y los no metales están en el lado derecho de la mesa. Los metaloides se encuentran entre ellos.

   Parte 2

   Designaciones de elementos

   1. Cada elemento se denota con una o dos letras latinas. Como regla, el símbolo de un elemento se muestra en mayúsculas en el centro de la celda correspondiente. Un símbolo es un nombre abreviado para un elemento que coincide con la mayoría de los idiomas. Al realizar experimentos y trabajar con ecuaciones químicas, generalmente se usan símbolos de elementos, por lo tanto, es útil recordarlos.

      • Por lo general, los símbolos de los elementos son una abreviatura de su nombre en latín, aunque para algunos, especialmente los elementos descubiertos recientemente, se derivan del nombre común. Por ejemplo, el helio se indica con el símbolo He, que está cerca del nombre común en la mayoría de los idiomas. Al mismo tiempo, el hierro se designa como Fe, que es una abreviatura de su nombre en latín.

   2. Preste atención al nombre completo del elemento, si aparece en la tabla. Este "nombre" del elemento se usa en textos simples. Por ejemplo, "helio" y "carbono" son los nombres de los elementos. Por lo general, aunque no siempre, los nombres completos de los elementos se indican debajo de su símbolo químico.

      • A veces, la tabla no indica los nombres de los elementos y solo proporciona sus símbolos químicos.

   3. Encuentra el número atómico. Por lo general, el número atómico de un elemento se encuentra en la parte superior de la celda correspondiente, en el medio o en la esquina. También puede estar debajo del símbolo o nombre del elemento. Los elementos tienen números atómicos del 1 al 118.

      • El número atómico es siempre un número entero.

   4. Recuerda que el número atómico corresponde al número de protones en el átomo. Todos los átomos de un elemento contienen el mismo número de protones. A diferencia de los electrones, el número de protones en los átomos de un elemento permanece constante. De lo contrario, habríamos obtenido otro elemento químico.