Презентация на тему Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

Менделеевым
в 1869 году

образуют, находятся в периодической зависимости от величины атомного номера

элемента.
В основу современной классификации элементов положен главный признак – заряд ядра и электронная конфигурация атомов.

до открытия электрона!

Сформулированный закон позволил:
уточнить атомные массы многих

известных Менделееву элементов;
предсказать существование и свойства неизвестных в то время элементов
(экасилиция (германия), экабора (галлия) и экаалюминия (скандия).

Графическим отображением ПЗ является ПС

от греческого следующий за; оид – от греческого подобный).
Аналогично,

актиниды (актиноиды) – 5f элементы
Галогены – элементы 17 группы
Халькогены - элементы 16 группы
Пниктогены - элементы 15 группы

свойств элементов, определяемых электронным строением, относятся:
радиусы;
потенциалы ионизации;

сродство к электрону;
электроотрицательность.

Все эти характеристики закономерно изменяются по периодам и группам

характеристик атомов и ионов – их размеры.

Строение соединений –

расположение атомов в пространстве (расстояния между атомами, углы).

Единица измерения расстояний - 1Å

между ядрами соседних атомов

между ядрами соседних атомов
Металлический радиус и ковалентный радиус

называют атомными радиусами

пример CsCl: из данных РСА определяют карту электронной плотности

и там где минимум электронной плотности на прямой Cs-Cl, проводят границу между Cs+ и Cl-

при увеличении атомного номера (Z):
Li(1s22s1) → F(1s22s22p5) – валентные

электроны занимают орбитали одной оболочки, но увеличивается заряд ядра.

Атомный радиус увеличивается в группе при увеличении атомного номера (Z):
Li([He]2s1) → Cs([Xe]5s1) – валентные электроны занимают орбитали с большим главным квантовым числом.

Изменение атомных радиусов в группах меньше, чем в периодах. В группах изменение немонотонно (одна из причин – «лантанидное сжатие»)

в Å, в скобках указано КЧ

окружения (КЧ) –
чем больше КЧ, тем больше радиус.
В пределах

периода размеры анионов больше размеров катионов (упрощенно: катионы – маленькие, анионы – большие).

Ионный радиус увеличивается в группе при увеличении атомного номера: Li+ ([He] → Cs+ ([Xe]).

Изоэлектронные катионы – Na+, Mg2+, Al3+ имеют одинаковую электронную конфигурацию [Ne], но отличаются зарядом, ионный радиус сильно уменьшается.

Изоэлектронные анионы – P3-, S2-, Cl- имеют одинаковую электронную конфигурацию [Ar], но отличаются зарядом, ионный радиус уменьшается

Ti2+ (1,00 Å) → Ni2+ (0,83 Å) –

уменьшение радиуса катиона, но различия небольшие.

Зависимость от заряда: Fe2+ (0,75 Å) → Fe3+ (0,69 Å). Больше положительный заряд, меньше ионный радиус.

эВ) – минимальная энергия для удаления электрона от атома

(или иона), находящегося в газообразном состоянии:
А(г) → А+(г) + е(г); I = E(A+, г.) – E(A, г.)

Максимальное значение I имеют инертные газы,
минимальные – щелочные металлы.

значения I увеличиваются, т.к. увеличивается заряд ядра.

Вертикальная периодичность –

в пределах одной группы значения I уменьшаются (не сильно): например, Li ([He]2s1) → Cs ([Xe]6s1)

– 9,32 эВ, В – 8,30 эВ. Различия в

электронном строении – у В один электрон находится на 2p орбитали, р орбитали более диффузные, по сравнению с s орбиталями.
N – 14,53 эВ, O – 13,62 эВ. Катион O+ имеет три электрона на 2р уровне (p уровень заполнен ровно на половину - это выгодно энергетически).

когда элемент входит в состав химических соединений.
Определение электроотрицательности по

Малликену:
χМ = ½(I+Ea)
Сродство к электрону (Ea, эВ) :
А(г) + е(г) → А-(г) Ea = E(A, г.) – E(A-, г.)

элемента.

Электроотрицательность уменьшается в группе при увеличении атомного номера элемента.

→ Э+ + ОН-

Кислотные свойства: ЭОН → ЭО-

+ Н+

Изменение по группе:
увеличение ионного радиуса приводит к ослаблению связи с ОН-

коррелирует с увеличением заряда катиона и уменьшением радиуса катиона

аниона и изменение заряда аниона) действуют в противоположных направлениях.
Главным

является изменение заряда аниона.

предсказать относительную силу кислот:
для кислородсодержащих кислот:
сила кислоты Э(ОН)nОm тем

выше, чем больше m
рКа ~ 8 −5m;
для многоосновных кислот: при отщеплении каждого
последующего Н+ рКа увеличивается на ~5.

HClO ≡ Cl(OH) (m=0) – очень слабая кислота (рКа ~ 10−8);
HClO2 ≡ Cl(OH)О (m=1) – кислота средней силы (рКа ~ 10−2);
HClO3 ≡ Cl(OH)О2 (m=2) – сильная кислота;
HClO4 ≡ Cl(OH)О3 (m=3) – очень сильная кислота.

Н3РО4: рКа1 ~ 10−2; рКа2 ~ 10−6; рКа3 ~ 10−12.

2Н+ → Н2Э (Э – халькоген)
Окислительные свойства уменьшаются в

ряду O2, S, Se, Te

Восстановительные свойства увеличиваются в ряду H2O, H2S, H2Se, H2Te

Аналогичные закономерности для галогенов.
Э2 + 2е + 2Н+ → 2НЭ (Э – галоген)

– s и p:
14 группа: CO2, SiO2, GeO2 –

практически не являются окислителями;
PbO2 – сильный окислитель.

Переходные металлы:
5 группа: V(V) – окислитель,
Nb(V) и Ta(V) – не являются окислителями.
6 группа: Cr(VI) - окислитель,
Mo(VI) и W(VI) – не являются окислителями.
7 группа: Mn(VII) - окислитель,
Tc(VII) и Re(VII) – не являются окислителями.