Периодический закон и таблица Д.И. Менделеева: малые периоды и группы

1 марта 1869 года великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев сформулировал Периодический закон:

«Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».

Современная формулировка закона уточняет причину этой периодичности:

«Свойства химических элементов и образуемых ими веществ находятся в периодической зависимости от заряда атомных ядер (порядкового номера Z)».

Периодичность обусловлена тем, что по мере возрастания заряда ядра периодически повторяется одинаковое строение внешнего электронного слоя атомов.

Периодическая система состоит из периодов и групп:

1. Периоды (7 горизонтальных рядов):

• 1-й период (2 элемента: H, He) — ультракороткий;

• 2-й и 3-й периоды (по 8 элементов: от Li до Ne, от Na до Ar) — малые периоды;

• 4-й, 5-й, 6-й, 7-й периоды — большие периоды (включают d- и f-элементы: лантаноиды и актиноиды).

Номер периода указывает на общее число заполняющихся энергетических уровней атома.

2. Группы (8 вертикальных столбцов в короткопериодной форме или 18 в длиннопериодной):

Каждая группа делится на главную (A) и побочную (B) подгруппы. Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов (s- и p-элементы). Побочные подгруппы состоят только из металлов больших периодов (d-элементы).

При движении по периодической таблице свойства элементов закономерно изменяются:

1. В периоде слева направо (с ростом Z):

• Заряд ядра возрастает;

• Число электронных уровней остается постоянным;

• Радиус атома уменьшается (электроны сильнее притягиваются к ядру);

• Электроотрицательность и неметаллические (окислительные) свойства возрастают;

• Металлические (восстановительные) свойства ослабевают.

2. В главной подгруппе сверху вниз (с ростом Z):

• Число электронных уровней увеличивается;

• Радиус атома увеличивается;

• Внешние электроны слабее удерживаются ядром;

• Металлические свойства и химическая активность металлов возрастают;

• Неметаллические свойства ослабевают.

Пошаговый сравнительный анализ элементов:

Классический вопрос ЕНТ:

«Как изменяются кислотно-основные свойства оксидов в 3-м периоде слева направо: Na₂O -> MgO -> Al₂O₃ -> SiO₂ -> P₂O₅ -> SO₃ -> Cl₂O₇?»

Закономерность:

• Na₂O — основной оксид (сильное основание NaOH, щелочь);

• MgO — основной оксид (основание средней силы Mg(OH)₂);

• Al₂O₃ — АМФОТЕРНЫЙ оксид (проявляет свойства как кислот, так и оснований! Al(OH)₃);

• SiO₂ — слабокислотный оксид (слабая кислота H₂SiO₃);

• P₂O₅ — кислотный оксид (кислота средней силы H₃PO₄);

• SO₃ — кислотный оксид (сильная серная кислота H₂SO₄);

• Cl₂O₇ — сильнокислотный оксид (очень сильная хлорная кислота HClO₄).

Вывод: Основные свойства ослабевают, кислотные свойства закономерно усиливаются!