Големина на текста:
ПЕРИОДИЧЕН ЗАКОН И ПЕРИОДИЧНА СИСТЕМА НА
ХИМИЧНИТЕ ЕЛЕМЕНТИ
(доц. Г. Велинов)
Като всяка голяма идея и научно обобщение периодичният закон има дълга
предистория.
През втората половина на 18 век започнало интензивно изучаване на химичните
елементи, в резултат на което били открити много нови елементи. Докато към
средата на 18 век били известни 15 елемента, към края на века техният брой
станал 30, а към края на 60
-те
години на 19 век били открити и описани 63
елемента. С нарастването на броя на елементите станало ясно, че те имат нещо
общо помежду си като цяло, което поставя въпроса за тяхното подреждане и
класифициране.
Още Лавуазие разделя химичните елементи на метали и неметали.
През 1829 г. Дьоберайнер развил идеята за триадите, като групирал известните
до тогава елементи с общи свойства - (Li - Na -K) , (Cl - Br - I) , (S - Se - Te) и др.
По-късно установил, че масата на средния елемент е средно аритметична от
масите на останалите два.
През 1862 г. Шанкуртоа предложил пространствена схема за подреждане на
химичните елементи. Тя имала форма на цилиндър, като по витловата линия под
ъгъл 45
о
били нанесени елементите по възходящ ред на атомните им тегла
(относителни атомни маси). Установено било, че елементите, чиито маси се
различават с 16 попадат един под друг и имат общи свойства. Общо взето обаче
схемата била неудачна, тъй като в една група попадат твърде различни по
свойства елементи.
В периода 1862-66 г. Нюлендс създава т.нар. “закон за октавите”. Той подрежда
елементите по възходящ ред на атомните им тегла (маси) в редове по 8, като
забелязва, че техните свойства се повтарят периодично след всеки 8-ми елемент.
Трябва да се отбележи, че споменатите по-горе изследователи откриват някои
елементи от същността на периодичния закон, но нито един от тях не го е изказал
ясно и най-вече не го е използвал като средство за научни предвиждания и
изводи.
Несъмнено главната заслуга за откриването на периодичния закон и
периодичната система принадлежи на Менделеев и Юлиус Лотр-Майер.
Независимо един от друг те открили, че свойствата на елементите са в
периодична зависимост от техните атомни тегла (маси) и правят периодична
класификация на елементите, която малко се е изменила в последващите години.
Менделеев публикува своята работа през 1869 г., няколко месеца преди Майер,
но няма съмнение, че и двамата учени са еднакво достойни за славата на
откриватели на периодичния закон. През 1882 г. Кралското научно общество
присъжда медала Деви на Менделеев и Лотр-Майер.
Менделеев има заслуга не само за откриване на периодичния закон, но той също
го използва като средство за научно предвиждане и предсказване свойствата на
някои елементи, които не са били открити по това време. Така напр. считайки
периодичността в свойствата за особено важен белег, той счел за необходимо да
се разменят местата на някои елементи, допускайки че техните атомни тегла
(маси) са неточно определени (Be, Os, Pt ).
Особено важен е бил фактът, че Менделеев е оставил свободни места в своята
таблица на все още неоткрити елементи, като е предсказал техните свойства въз
основа на мястото им в периодичната система (Sc, Ga, Ge).
Периодичният закон е бил общопризнат, въпреки че в периодичната сиситема
имало някои аномалии. Така напр. оказало се че атомните тегла (маси) на Те и I,
определени по това време, са точни и въпреки това тези елементи трябва да се
подредят в обратен ред (А
м
(Те)=127.6 , А
м
(I)=126.9). Също е положението при Co
1
и Ni. Освен това нямало място за инертните газове, открити в края на 19-ти век.
Очевидно било,че периодичността се обуславя не от атомните маси, а от
нещо друго, свързано със строежа на атома.
В началото на нашия век било направено сериозно изучаване на строежа на
атомите с помощта на рентгенови лъчи. Изследвайки рентгеновите спектри на
елементите Мозли (1913 г.) идва до извода, че поредният номер на елементите
е равен на броя на положителните товари (протоните) в ядрото на атомите
им. Тази величина се оказала по-важна от атомната маса и станало възможно по-
точно да се предсказват местата на неизвестните елементи, а също така това
дало обяснение на аномалиите при Te и I, Co и Ni. Така се появила новата
формулировка на периодичния закон:
Свойствата на химичните елементи и на съединенията им са в
периодична зависимост от броя на протоните в ядрата на техните
атоми (от поредния им номер), а още по-точно от електронната
структура на атомите им.
В тази формулировка е отразена идеята, че периодичната повтаряемост на
свойствата е свързана със строежа на електронната обвивка на атома. Появата
на нов тип електрони с други квантови числа, обуславят нови свойства на
елементите. Повтаряемостта на подобни свойства е свързана с това, че
периодично се повтарят еднотипни електронни конфигурации на атомите. В
това се състои и физическият смисъл на периодичността.
РОЛЯТА НА ЕЛЕКТРОНА ЗА ИЗЯСНЯВАНЕ ПЕРИОДИЧНОСТТА
В СВОЙСТВАТА НА ЕЛЕМЕНТИТЕ
Благодарение развитието на съвременната наука ставало все по-ясно, че най-
голяма роля за определяне свойствата на елементите има електронната им
кофигурация. Осъзнаването на тази роля дава възможност за по-дълбоко
разбиране на периодичния закон. Както е известно дадено енергетично
състояние на електрона се описва с 4 квантови числа. При това електроните
винаги се стремят да заемат най-ниското енергетично състояние, съответстващо
на n = 1, l = 0, m = 0 и s = +1/2 .
Очевидно е, че в една многоелектронна система, каквато е атома, не е възможно
всички електрони да се намират в това състояние. Определянето на възможните
(позволените) състояния на електроните в атома се определя с помощта на
принципа на Паули, а редът за тяхното заемане - с правилото на Клечковски.
При това очевидно е, че за химичните свойства не е важен общия брой
електрони, а само тези, които се намират в най-външния електронен слой,
защото те участват в образуването на химичната връзка. Естествено, известно
макар и не толкова силно влияние върху свойствата ще оказват и електроните от
предпоследния електронен слой. Следователно:
Аналогията в химичните свойства на елементите се дължи на
аналогия в строежа на последните два слоя от електронните
обвивки на техните атоми.
Електронната конфигурация на елементите може да се получи при
едновременното отчитане на следните правила:
!!! Виж от темата за Строеж на атома:
2
1) Таблицата за намиране на позволените състояния в електронната обвивка
съгласно принципа на Паули;
2) Енергетичния ред на позволените състояния, определен по правилото на
енергетичния ред и
3) Правилото на Хунд (правило за максималния спин), определящо реда за
заемане на орбиталите с еднаква енергия (p, d, f и т.н.).
Прието е положението на електроните в атомите схематично да се изразява по
два начина:
А: С помощта на т.нар. квантови клетки:
- орбитала,
? - електрон с ориентация на спина s = +1/2 ,
?? - двойка електрони с противоположни спинове.
Б: С помощта на т.нар. електронни формули:
Напр. 1е (H-атом) 1s
1
5e (B-атом) 1s
2
2s
2
p
1
и т.н.
За да се илюстрира появата на аналогични структури в електронната обвивка,
трябва да се разгледа естествения ред на химичните елементи подредени по
техните поредни (атомни) номера.
В първия период, респективно в първия електронен слой (К-слоя) има два
елемента - Н и Не:
H (Z=1) ? или 1s
1
He (Z=2) ?? или 1s
2
1s 1s
По аналогичен начин могат да се представят и елементите от втория период
(респ. втория електронен слой). В следващата таблица за краткост това е
направено само с помощта на електронните им формули:
II слой 8е
Li (Z=3) 1s
2
2s
1
N (Z=7) 1s
2
2s
2
2p
3
Be (Z=4) 1s
2
2s
2
O (Z=8) 1s
2
2s
2
2p
4
B (Z=5) 1s
2
2s
2
2p
1
F (Z=9) 1s
2
2s
2
2p
5
C (Z=6) 1s
2
2s
2
2p
2
Ne (Z=10 1s
2
2s
2
2p
6
завършва изграждането на втория слой(L-слоя).
Правилото на Хунд се илюстрира с електронните конфигурации напр. на N и O,
представени с помощта на квантови клетки (орбитали):
N (Z=7) O (Z=8)
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
КОМЕНТАРИ
(1-10 от 2)
mimi15263 написа на 22 сеп 2010 ОТГОВОРИ
ученичка
много добре се учи от тук от колкото в учебника
suzanka521 написа на 12 май 2009 ОТГОВОРИ
ученичка
 
Подобни материали
 

Преходни метали

28 апр 2011
·
238
·
29
·
5,164
·
651

Презентация за преходни метали по химия , в нея има много полезна информация...
 

Корозия на металите и защита от корозия

18 ное 2009
·
258
·
3
·
498
·
334

Механизъм на електрохимичната корозия – общата реакция на взаимодействие, водеща до разрушение на металите...
 

Колоидни разтвори

14 яну 2011
·
104
·
13
·
123
·
261

Към тях се причисляват и разтворите на високомолекулните вещества. Лиофилни (“обичащи разтворителя”) и лиофобни (“не понасящи методите за получаване кондензационни и дисперсионни утаяване в излишък на сребърен нитрат.
 

Значение на алкалните елементи

06 апр 2011
·
477
·
16
·
1,359
·
1,469
·
1

Значение на алкалните елементи за 7 клас в часовете по химия и опазване на околната среда...
 

Химичен елемент олово

19 юни 2011
·
136
·
14
·
540
·
332

Презентация за олово - разпространение, характеристики, приложение...
 
Онлайн тестове по Химия
Химия
входен тест по Химия за Ученици от 10 клас
Входящ тест по химия, съдържащ 21 въпроса от материала за девети клас. Всички въпроси са затворени и изискват един верен отговор.
(Лесен)
21
100
1
1 мин
18.01.2015
Химия и опазване на околната среда
изпитен тест по Химия за Ученици от 11 клас
Тестът е предназначен за проверка на знанията на учениците по химия и опазване на околната среда върху изучения материал през годината. Може да се ползва като тест за изходно ниво. Всеки въпрос има само един верен отговор.
(Лесен)
12
1
1
4 мин
12.04.2019
» виж всички онлайн тестове по химия

Периодичен закон и периодична система на химичните елементи

Материал № 17876, от 17 фев 2007
Свален: 853 пъти
Прегледан: 430 пъти
Качен от:
Предмет: Химия
Тип: Лекция
Брой страници: 8
Брой думи: 2,497
Брой символи: 14,923

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Периодичен закон и периодична система на химичн ..."?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Аделина Маджарова
преподава по Химия
в град Стара Загора
с опит от  13 години
16

Марияна Симеонова
преподава по Химия
в град Сливница
с опит от  31 години
11

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения