S-, p-, d- и f-елементи. Разлика между амфотерни оксиди и основни и киселинни оксиди

s-, p-елементите са разположени в главните подгрупи периодичната таблица DI. Менделеев (подгрупа А). Всеки период започва с два s-елемента, а последните шест (с изключение на първия период) са p-елементи. За s- и p-елементите валентните електрони са електроните и орбиталите на външния слой на атома. Броят на външните електрони е равен на номера на групата (с изключение на и ). Когато всички валентни електрони участват в образуването на връзки, елементът проявява най-високата степен на окисление, която е числено равна на номера на групата. Съединения, в които елементи от нечетни групи показват нечетни степени на окисление, а елементи от четни групи показват четни степени на окисление, са по-енергийно стабилни (Таблица 8).

s-елементи. Атомите на елементите s 1 имат един електрон на последното ниво и проявяват степен на окисление само +1, са силни редуциращи агенти, най-много активни метали. В съединенията преобладава йонното свързване. С кислорода те образуват оксиди. Оксидите се образуват при недостиг на кислород или индиректно чрез пероксиди и супероксиди (по изключение). Пероксидите и супероксидите са силни окислители. Оксидите съответстват на силно разтворими основи - алкали, поради което се наричат ​​s 1 елементи алкални метали . Алкалните метали реагират активно с водата по следната схема: . Солите на s 1 металите обикновено са силно разтворими във вода.

S-елементите от група II показват степен на окисление +2. Това също са доста активни метали. Във въздуха те се окисляват до оксиди, които съответстват на основите. Разтворимостта и основният характер на базите нарастват от до. Съединението проявява амфотерни свойства (Таблици 8, ​​9). Берилият не реагира с вода. Магнезият реагира с вода при нагряване, други метали реагират по следната схема: образуват алкали и се наричат алкалоземни.

Алкални и някои алкалоземни металипоради висока активност те не могат да бъдат в атмосферата и се съхраняват при специални условия.

При взаимодействие с водород s-елементите образуват йонни хидриди, които се подлагат на хидролиза в присъствието на вода:

r-Елементисъдържат от 3 до 8 електрона в последното ниво. Повечето p-елементи са неметали. При типичните неметали електронната обвивка е близо до завършване, т.е. те са в състояние да приемат електрони до последното ниво (окислителни свойства). Окислителната способност на елементите нараства в период от ляво на дясно, а в група - отдолу нагоре. Най-мощните окислители са флуорът, кислородът, хлорът и бромът. Неметалите също могат да проявяват редуциращи свойства (с изключение на F2), например:

;

Водородът, борът, въглеродът, силицийът, германият, фосфорът, астатът и телурът проявяват предимно редуциращи свойства. Примери за връзки с отрицателна степенокисляване на неметални: бориди, карбиди, нитриди, сулфиди и др. (Таблица 9).

При определени условия неметалите реагират помежду си, като например се получават съединения с ковалентна връзка. Неметалите образуват летливи съединения с водорода (изкл.). Хидридите от групи VI и VII проявяват киселинни свойства във водни разтвори. Когато амонякът се разтвори във вода, се образува слаба основа.

p-елементите, разположени вляво от диагонала бор-астат, се класифицират като метали. Техните метални свойства са много по-слабо изразени от тези на s-елементите.

С кислорода p-елементите образуват оксиди. Оксидите на неметалите са киселинни по природа (с изключение на - необразуващи сол). Р-металите се характеризират с амфотерни съединения.

Киселинно-базовите свойства се променят периодично, например в период III:

Много p-елементи могат да проявяват променливи степени на окисление, образувайки оксиди и киселини с различен състав, например:

Киселинни свойстванарастват с увеличаване на степента на окисление. Например, киселината е по-силна, по-силна, – амфотерна, – киселинен оксид.

киселини, образувани от елементитези в най-висока степен на окисление са силни окислители.

d-елементисе наричат ​​още преходни. Те са разположени в големи периоди, между s- и p-елементите. В d-елементите девет енергийно близки орбитали са валентни орбитали.

На външния слой има 1-2 e електрон (ns), останалите са разположени в пред-външния (n-1)d слой.

Примери за електронни формули: .

Тази структура на елементите определя общи свойства. Прости вещества, образувани от преходни елементи, са метали . Това се обяснява с наличието на един или два електрона във външното ниво.

Наличието на частично запълнени d-орбитали в атомите на d-елементите определя тяхното разнообразие от степени на окисление . За почти всички от тях е възможно степента на окисление +2 - според броя на външните електрони. Най-високата степен на окисление съответства на номера на групата (с изключение на желязото, елементите от подгрупите кобалт, никел и мед). Съединенията с по-висока степен на окисление са по-стабилни и са подобни по форма и свойства на подобни съединения от основните подгрупи:

Оксидите и хидроксидите на даден d-елемент в различни степени на окисление имат различни киселинно-алкални свойства. Има модел: с увеличаване на степента на окисление природата на съединенията се променя от основна през амфотерна до кисела . Например:

Поради разнообразието от степени на окисление за химията на d-елемента характеризиращ се с редокс реакции. IN по-високи степениокислителните елементи проявяват окислителни свойства, а в степен на окисление +2 - редуциращи свойства. До средна степен съединенията могат да бъдат както окислители, така и редуциращи агенти.

d-елементите имат голям брой свободни орбитали и следователно са добри комплексообразуващи агенти, Съответно те са част от сложни съединения. Например:

– калиев хексацианоферат (III);

– натриев тетрахидроксоцинкат (II);

– диаминсребро(I) хлорид;

– трихлортриамин кобалт.

Контролни въпроси

261. Опишете лабораторни и промишлени методи за производство на водород. Какво състояние на окисление може да прояви водородът в своите съединения? Защо? Дайте примери за реакции, при които водородният газ играе ролята на а) окислител; б) редуциращ агент.

262. Какви магнезиеви и калциеви съединения се използват като свързващи вещества? строителни материали? Какво определя техните стипчиви свойства?

263. Какви съединения се наричат ​​негасена и гасена вар? Запишете уравненията на реакциите за получаването им. Какво съединение се образува, когато негасената вар се калцинира с въглища? Кои са окислителите и редукторите в последната реакция? Напишете електронни и молекулярни уравнения.

264. Пишете химични формулиследните вещества: сода каустик, кристална сода, калцинирана сода, поташ. Обяснете защо водните разтвори на всички тези вещества могат да се използват като обезмаслители.

265. Напишете уравнение за хидролизата на натриев пероксид. Как се нарича разтворът на натриев прекис в техниката? Разтворът ще запази ли свойствата си, ако се вари? Защо? Напишете съответното уравнение на реакцията в електронен и молекулен вид.

266. На какви свойства на алуминия се основава използването му: а) като конструктивен материал; б) за производство на газобетон; в) като част от термити по време на студено заваряване. Запишете уравненията на реакцията.

267. Каква е агресивността на природната и индустриалната вода към алуминия и алуминиевия цимент? Начертайте съответните уравнения на реакцията.

268. Какви съединения се наричат ​​карбиди? На какви групи са разделени? Напишете уравненията на реакцията за взаимодействие на калциев и алуминиев карбид с вода, къде се използват?

269. Напишете уравненията на реакцията, които могат да се използват за извършване на следните трансформации:

Какво е агресивен въглероден диоксид?

270. Защо в технологиите се разтваря калай солна киселина, и олово в азот? Напишете съответните уравнения на реакцията в електронен и молекулен вид.

271. Запишете уравненията на реакциите, които трябва да бъдат изпълнени, за да се извършат трансформациите:

Къде се използват тези вещества в технологиите?

272. Напишете молекулярни и електронни уравнения за реакциите на амоняк и хидразин с кислород, къде се използват тези реакции?

273. Какви свойства проявява сярната киселина в редокс реакциите? Напишете в молекулярна и електронна форма уравненията за следните взаимодействия: а) разредена сярна киселина с магнезий; б) концентрирана сярна киселина с мед; в) концентрирана сярна киселина с въглища.

274. За отстраняване на серен диоксид от димните газове могат да се използват следните методи: а) адсорбция с твърд магнезиев оксид; b) превръщане в калциев сулфат чрез реакция с калциев карбонат в присъствието на кислород; в) превръщане в свободна сяра. Който Химични свойствапроявява ли серен диоксид в тези реакции? Напишете подходящите уравнения. Къде могат да се използват получените продукти?

275. Какво специални свойстваима ли флуороводородна киселина? Запишете уравненията на реакциите, които трябва да бъдат изпълнени, за да се извършат трансформациите:

Дайте имена на веществата. Къде се използват тези трансформации?

276. Когато хлорът реагира с гасена вар, се образува белина. Напишете уравнението на реакцията, посочете окислителя и редуктора. Дайте химическото наименование на получения продукт, напишете го структурна формула. Къде се използва белина?

277. Разгледайте характеристиките на d-елементите, като използвате манган и неговите съединения като пример. Потвърдете отговора си с уравнения на реакцията. За редоксреакции, съставяне на електронен баланс, посочване на окислителя и редуктора.

278. Коя основа е по-здрава или ? Защо? Какви свойства проявява, когато се слее с алкални и основни оксиди? Напишете няколко примера за получаването на такива съединения. Какви са имената на получените продукти?

279. Кои железни соли намират най практическа употреба, къде и за какво се използват? Потвърдете отговора си с уравнения на реакцията.

280. Дайте имена на веществата, съставете уравнения за реакциите, които трябва да се извършат, за да се извършат трансформациите:

за окислителен редукционни реакциинапишете електронни уравнения, посочете окислителя, редуктора. Каква среда трябва да се поддържа по време на утаяването на хром(III) хидроксид? Защо?

Елементите в периодичната таблица на Менделеев са разделени на s-, p-, d-елементи. Това разделение се извършва въз основа на това колко нива има електронната обвивка на атома на елемента и на какво ниво завършва запълването на обвивката с електрони.

ДА СЕ s-елементивключват елементи IA групи – алкални метали . Електронна формула на валентната обвивка на атомите на алкални метали ns1. Стабилното състояние на окисление е +1. Елементи IA-групиимат подобни свойства поради сходната структура на електронната обвивка. С увеличаването на радиуса в Li-Fr групата връзката между валентния електрон и ядрото отслабва и йонизационната енергия намалява. Атомите на алкалните елементи лесно отдават валентния си електрон, което ги характеризира като силни редуциращи агенти.

Редукционните свойства се увеличават с увеличаване на серийния номер.

ДА СЕ р-елементивключва 30 елемента IIIA-VIIIA-групипериодичната таблица; p-елементите са разположени във втория и третия минорен период, както и в четвъртия до шестия голям период. Елементи IIIA-групиимат един електрон в p орбиталата. IN IVA-VIIIA-групинаблюдава се запълване на р-поднивото с до 6 електрона. Общ електронна формулар-елементи ns2np6. В периоди с нарастващ ядрен заряд, атомните радиуси и йонните радиуси на р-елементите намаляват, йонизационната енергия и електронният афинитет се увеличават, електроотрицателността се увеличава, окислителната активност на съединенията и неметални свойстваелементите са укрепени. В групите радиусите на атомите се увеличават. От 2p елементи до 6p елементи йонизационната енергия намалява. Металните свойства на p-елемента в групата се увеличават с увеличаване на атомния номер.

ДА СЕ d-елементиИма 32 елемента от периодичната таблица IV–VII големи периоди. IN IIIБ-групаатомите имат първия електрон в d-орбиталата, в следващите B-групи d-поднивото се запълва с до 10 електрона. Обща формула за външната електронна обвивка (n-1)dansb, където a=1?10, b=1?2. С увеличаване на поредния номер свойствата на d-елементите се променят леко. D-елементите бавно увеличават атомния радиус и те също имат променлива валентност, свързана с непълнотата на външното d-електронно подниво. В по-ниски степени на окисление d-елементите проявяват метални свойства; с увеличаване на атомния номер в групи B те намаляват. В разтворите d-елементите с най-висока степен на окисление проявяват киселинни и окислителни свойства и обратно при по-ниски степени на окисление. Елементите с междинни степени на окисление проявяват амфотерни свойства.

8. Ковалентна връзка. Метод на валентната връзка

Химическата връзка, осъществявана от общи електронни двойки, възникващи в обвивките на свързани атоми, имащи антипаралелни спинове, се нарича атомна или ковалентна връзка.Ковалентната връзка е двуелектронна и двуцентрова (задържа ядрата). Образува се от атоми от един вид – ковалентен неполярни– нова електронна двойка, възникваща от два несдвоени електрона, става обща за два хлорни атома; и атоми от различен тип, близки по химичен характер – ковалентни полярен.Елементите с по-голяма електроотрицателност (Cl) ще изтеглят споделени електрони от елементи с по-малка електроотрицателност (H). Атомите с несдвоени електрони, имащи успоредни спинове, се отблъскват един друг - не възниква химическа връзка. Методът за образуване на ковалентна връзка се нарича обменен механизъм.

Свойства на ковалентните връзки. Дължина на връзката –междуядрено разстояние. Колкото по-късо е това разстояние, толкова по-силна е химическата връзка. Комуникационна енергия –количеството енергия, необходимо за разкъсване на връзка. Множеството на връзката е право пропорционална на енергията на връзката и обратно пропорционална на дължината на връзката. Комуникационна посока –специфично подреждане на електронни облаци в молекула. Насищаемост– способността на атома да образува определен брой ковалентни връзки. Химическата връзка, образувана от припокриващи се електронни облаци по ос, свързваща центровете на атомите, се нарича ?-Връзка.Връзка, образувана от припокриващи се електронни облаци, перпендикулярни на оста, свързваща центровете на атомите, се нарича ?-Връзка. Пространствената ориентация на ковалентната връзка се характеризира с ъглите между връзките. Тези ъгли се наричат ъгли на свързване. Хибридизация –процесът на преструктуриране на електронни облаци с различна форма и енергия, водещ до образуването на хибридни облаци, идентични по едни и същи параметри. Валентност- номер химически връзки (ковалентен ), чрез които един атом е свързан с други. Електроните, участващи в образуването на химични връзки, се наричат валентност. Броят на връзките между атомите е равен на броя на неговите несдвоени електрони, участващи в образуването на общи електронни двойки, следователно валентността не взема предвид полярността и няма знак. В съединения, в които няма ковалентна връзка, има степен на окисление –конвенционалния заряд на атом, базиран на предположението, че той се състои от положително или отрицателно заредени йони. Концепцията за степен на окисление се прилага за повечето неорганични съединения.

Принадлежността на даден елемент към електронното семейство се определя от характера на неговото запълване енергийни поднива:

s-елементи – запълване на външното s-подниво при наличие на два или осем електрона в пред-външното ниво, например:

Li 1s 2 2s 2

с-елементите са активни метали, чиито характерни степени на окисление са числено равни на броя на електроните на последното ниво:

1 за алкални метали и +2 за елементи от втора група

p-елементи – запълване на външното p-подниво, например:

F 1s 2 2s 2 2p5

Елементите B до Ne включително образуват първата серия стр-елементи (елементи от основните подгрупи), в атомите на които най-отдалечените от ядрото електрони се намират на второто подниво на външното енергийно ниво.

d-елементи – запълване на пред-външното d-подниво, например:

V 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3

d-елементите принадлежат към металите.

f-елементи – запълване на f-поднивото на второ ниво отвън, например:

Nd 1s 2 2s 2 2p 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 4

f-елементите са елементи от семействата на актинидите и лантанидите.

Квантова механика, сравнявайки електронни конфигурацииатоми стига до следните теоретични заключения:

1. Структурата на външната обвивка на атома е периодична функция на зарядното число на атома Z.

2. Тъй като химичните свойства на атома се определят от структурата на външната обвивка, от предходния параграф следва: химичните свойства на елементите периодично зависят от заряда на ядрото.

Контролни въпроси

1. Ядрен модел на структурата на атома. Изотопи (радионуклиди).

2. Квантово – механичен модел на структурата на атома.

3. Квантови числа (главни, орбитални, магнитни, спинови).

4. Структурата на електронните обвивки на атомите. Принципът на Паули. Принцип на най-малко енергия. Правилото на Хунд.

5. Електронни структурни формули на атомите. Хибридизация атомни орбитали.

6. Характеристики на атома. Атомен радиус. Електроотрицателност. Електронен афинитет. Йонизационна енергия. S, p, d, f – електронни семейства от атоми.

Типични задачи

Проблем № 1. Радиусите на Na + и Cu + йони са еднакви (0,098 nm). Обяснете разликата в точките на топене на натриевия хлорид (801°C) и медния (I) хлорид (430°C).

С еднакви заряди и размери на Na + и Cu + йони, Cu + йонът има 18-електронна външна обвивка и поляризира по-силно Cl - аниона от Na + йона, който има електронната структура на благороден газ. Следователно в медния (I) хлорид в резултат на поляризацията по-голяма част от електронния заряд се прехвърля от аниона към катиона, отколкото в натриевия хлорид. Ефективните заряди на йони в кристал CuCl стават по-малки от NaCl и електростатичното взаимодействие между тях става по-слабо. Това обяснява повече ниска температуратопене на CuCl в сравнение с NaCl, кристална клеткакойто е близък до чисто йонния тип.

Задача No2. Как се обозначава състоянието на електрона: а) при n=4,L=2; б) с n=5,L=3.

Решение: При запис енергийно състояниеЧислото показва номера на нивото (n), а буквата показва естеството на поднивото (s, p, d, f). За n=4 и L=2 пишем 4d; за n=5 и L=3 пишем 5f.

Задача № 3. Колко общо орбитали отговарят на третото енергийно ниво? Колко електрона има на това ниво? На колко поднива се разделя това ниво?

Решение: За третото енергийно ниво n=3, броят на атомните орбитали е 9(3 2), което

е сумата от 1(s) +3(p) +5(d)=9. Според принципа на Паули броят на електроните на това ниво е 18. Третото енергийно ниво е разделено на три поднива: s, p, d (броят на поднивата съвпада с броя на стойностите на основното квантово число).

Задача No4. В какви електронни семейства се класифицират? химически елементи?

Решение: Всички химични елементи могат да бъдат класифицирани в 4 типа в зависимост от естеството на запълваните поднива:

s-елементите запълват поднивото ns с електрони;

p-елементи - запълват поднивото np с електрони;

d-елементи - запълват (n-1)d подниво с електрони;

f-елементи – запълват поднивото (n-2)f с електрони;

Задача № 5. Кое подниво се запълва в атома с електрони след запълване на поднивото: а) 4p; б) 4s

Решение: A) подниво 4p съответства на сумата (n+1), равна на 4+1=5. Същата сума характеризира поднива 3d (3+2=5) и 5s (5+0=5). Въпреки това, състояние 3d съответства на по-малка стойност на n (n=3) от състояние 4p, така че подниво 3d ще бъде запълнено по-рано от подниво 4p. Следователно, след запълване на подниво 4p, подниво 5s ще бъде запълнено, което съответства на по-голяма стойност на n(n=5) с единица.

B) подниво 4s съответства на сумата n+1=4+0=4. Същата сума n+1 характеризира подниво 3p, но запълването на това подниво предшества запълването на подниво 4s, т.к. последното съответства на по-голяма стойност на главното квантово число. Следователно след подниво 4s ще бъде запълнено подниво със сумата (n+1)=5 и от всички възможни комбинации n+l, съответстващи на тази сума (n=3, l=2; n=4; l= 1; n=5 ; l=0), комбинацията с най-ниска стойностосновното квантово число, т.е. след подниво 4s ще се запълни подниво 3d.

Заключение: по този начин запълването на подниво d изостава с едно квантово ниво, запълването на подниво f изостава с две квантови нива.

За да напишете електронната формула на даден елемент, трябва: да посочите номера на енергийното ниво с арабски цифри, да напишете буквената стойност на поднивото и да напишете броя на електроните като експонента.

Например: 26 Fe 4 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6

Електронната формула се съставя, като се вземе предвид конкуренцията на поднива, т.е. правила за минимална енергия. Без да се взема предвид последното, електронната формула ще бъде написана: 26 Fe 4 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2.

Задача No6. Електронна структураатом се описва с формулата 1s22s22p63s23d74s2. Какъв елемент е това?

Решение: Този елемент принадлежи към електронния тип d-елементи от 4-ти период, т.к 3d поднивото е изградено от електрони; броят на електроните 3d 7 показва, че това е седмият елемент по ред. Общ бройИма 27 електрона, което означава, че атомният номер е 27. Този елемент е кобалт.

Тестови задачи

Изберете верният отговор

01. ЕЛЕКТРОННАТА ФОРМУЛА НА ЕЛЕМЕНТА Е ... 5S 2 4D 4. ПОКАЗВАНЕ НА БРОЯ ЕЛЕКТРОНИ ВЪВ ВЪНШНОТО НИВО

02. МОГАТ ЛИ ДА СЪЩЕСТВУВАТ В ЕДИН АТОМ ДВА ЕЛЕКТРОНА С ЕДНАКВИ НАБОР ОТ ЧЕТИРИТЕ КВАНТОВИ ЧИСЛА?

1) не мога

Те могат

3) може само във възбудено състояние

4) може само в нормално (невъзбудено) състояние

03. КОЕ ПОДНИВО СЕ ПОПЪЛВА СЛЕД ПОДНИВО 4D?

04. ЕЛЕКТРОННАТА ФОРМУЛА НА ЕЛЕМЕНТА Е: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2. ПОСОЧЕТЕ БРОЯ НА ВАЛЕНТНИТЕ ЕЛЕКТРОНИ

05. ЕЛЕКТРОННАТА ФОРМУЛА НА ЕЛЕМЕНТА Е: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 3D 7. КАКЪВ Е ТОВА ЕЛЕМЕНТ?

06. КОЕ ПОДНИВО СЕ ПОПЪЛВА ПРЕДИ ПОДНИВО 4D?

07. СРЕД ЕЛЕКТРОННИТЕ КОНФИГУРАЦИИ, ИЗБОРЕНИ ПО-ДОЛУ, ПОСОЧЕТЕ НЕВЪЗМОЖНОТО

08. ЕЛЕКТРОННАТА СТРУКТУРА НА АТОМ НА ЕЛЕМЕНТ СЕ ИЗРАЗЯВА С ФОРМУЛАТА: 5S 2 4D 3. ОПРЕДЕЛЕТЕ ЗА КОЙ ЕЛЕМЕНТ Е.

1) s-блок в периодичната таблицаелементи – електронната обвивка, която включва първите два слоя s-електрони. Този блок включва алкални метали, алкалоземни метали, водород и хелий. Тези елементи се различават по това, че в атомно състояние високоенергийният електрон се намира в s-орбиталата. С изключение на водорода и хелия, тези електрони се прехвърлят много лесно и се образуват в положителни йони, когато химическа реакция. Конфигурацията на хелия е химически много стабилна, поради което хелият няма стабилни изотопи; понякога поради това свойство се комбинира с инертни газове. Останалите елементи, които имат този блок, без изключение са силни редуциращи агенти и следователно не се срещат в свободна форма в природата. Елементът в метална форма може да се получи само чрез електролиза на сол, разтворена във вода. Дейви Хъмфри през 1807 и 1808 г. става първият, който отделя киселинни соли от s-блок метали, с изключение на литий, берилий, рубидий и цезий. За първи път берилият е отделен от соли независимо от двама учени: Ф. Вулър и А. А. Бази през 1828 г., докато литият е отделен едва през 1854 г. от Р. Бунзен, който след изследване на рубидий го отделя 9 години по-късно. Цезият не е изолиран в чиста форма до 1881 г., след като Карл Сетерберг електролизира цезиев цианид. Твърдостта на елементите с s-блок в компактна форма (при нормални условия) може да варира от много ниска (всички алкални метали - могат да се режат с нож) до доста висока (берилий). С изключение на берилия и магнезия, металите са много реактивни и могат да се използват в сплави с олово в малки количества (<2 %). Бериллий и магний, ввиду их высокой стоимости, могут быть ценными компонентами для деталей, где требуется твёрдость и лёгкость. Эти металлы являются чрезвычайно важными, поскольку позволяют сэкономить средства при добыче титана, циркония, тория и тантала из их минеральных форм; могут находить своё применение как восстановители в органической химии.

Опасност и съхранение

Всички елементи с s-обвивка са опасни вещества. Те са пожароопасни и изискват специално пожарогасене, с изключение на берилий и магнезий. Трябва да се съхранява в инертна атмосфера от аргон или въглеводороди. Реагират бурно с вода, реакционният продукт е водород, например:

С изключение на магнезия, който реагира бавно, и берилия, който реагира само когато неговият оксиден филм се отстрани с живак. Литият има подобни свойства на магнезия, тъй като се намира, спрямо периодичната таблица, до магнезий.

Блокът P в периодичната таблица на елементите е електронната обвивка на атомите, чиито валентни електрони с най-висока енергия заемат p орбиталата.

P-блокът включва последните шест групи, с изключение на хелия (който е в s-блока). Този блок съдържа всички неметали (с изключение на водород и хелий) и полуметали, както и някои метали.

P-блокът съдържа елементи, които имат различни свойства, както физически, така и механични. P-блок неметалите по правило са силно реактивни вещества със силна електроотрицателност, p-металите са умерено активни метали и тяхната активност нараства към дъното на таблицата на химичните елементи

Свойства на d- и f-елементи. Дай примери.

D блокът в периодичната таблица на елементите е електронната обвивка на атомите, чиито валентни електрони с най-висока енергия заемат d орбиталата.

Този блок е част от периодичната таблица; включва елементи от групи 3 до 12. Елементите на този блок запълват d-обвивката с d-електрони, която за елементите започва с s2d1 (трета група) и завършва с s2d10 (дванадесета група). Въпреки това има някои нередности в тази последователност, например в chromium s1d5 (но не и s2d4) цялата единадесета група има конфигурация s1d10 (но не и s2d9). Единадесетата група има запълнени s и d електрони.

D-блок елементите са известни също като преходни метали или преходни елементи. Въпреки това, точните граници, разделящи преходните метали от другите групи химични елементи, все още не са начертани. Въпреки че някои автори смятат, че елементите, включени в d-блока, са преходни елементи, в които d-електроните са частично запълнени или в неутрални атоми или йони, където степента на окисление е нула. Понастоящем IUPAC приема такива изследвания за надеждни и съобщава, че това се отнася само за 3-12 групи химични елементи. Металите от група 12 нямат ясно дефинирани химични и физични свойства, това се обяснява с непълното запълване на d подобвивката, така че те също могат да се считат за пост-преходни метали. Историческата употреба на термина "преходни елементи" и d-блок също беше преразгледана.

В s-блока и p-блока на периодичната таблица подобни свойства като правило не се наблюдават през периодите: най-важните свойства се засилват вертикално в долните елементи на тези групи. Трябва да се отбележи, че разликите между елементите, включени в d-блока хоризонтално, през периоди, стават по-изразени.

Лутецият и лауренцият са в d-блока и не се считат за преходни метали, но лантанидите и актинидите, забележително, се считат за такива от IUPAC. Въпреки че дванадесетата група химични елементи се намира в d-блока, се смята, че елементите, включени в нея, са постпреходни елементи

Менделеев нарича хоризонтални редици от елементи, в рамките на които свойствата на елементите се променят последователно периоди(започнете с алкален метал (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) и завършете с благороден газ (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)).

Изключения: първият период, който започва с водород, и седмият период, който е непълен.

Периодите са разделени на малъкИ голям. Малките периоди се състоят от единхоризонтален ред. Първият, вторият и третият период са малки, съдържат 2 елемента (1-ви период) или 8 елемента (2-ри, 3-ти периоди). Големите периоди се състоят от два хоризонтални реда. Четвъртият, петият и шестият период са големи, съдържат 18 елемента (4-ти, 5-ти периоди) или 32 елемента (6-ти, 7-ми периоди). Горни редовесе наричат ​​дълги периоди дори, долните редове са странни.

В шестия период лантанидите и в седмия период актинидите са разположени в долната част на периодичната таблица.

Във всеки период отляво надясно металните свойства на елементите отслабват, а неметалните се увеличават.

В четните редове с големи периоди има само метали.

В резултат на това таблицата има 7 периода, 10 реда и 8 вертикални колони, т.нар групи –е съвкупност от елементи, които имат еднаква най-висока валентност в оксидите и в други съединения. Тази валентност е равна на номера на групата.

Изключения:

В група VIII само Ru и Os имат най-висока валентност VIII.

Групите са вертикални последователности от елементи, те са номерирани с римски цифри от I до VIII и руски букви A и B. Всяка група се състои от две подгрупи: основна и второстепенна. Основната подгрупа – А, съдържа елементи от малки и големи периоди. Странична подгрупа - B, съдържа елементи само от големи периоди. Те включват елементи от периоди, започващи от четвъртия.

В основните подгрупи, отгоре надолу, металните свойства се засилват, а неметалните свойства се отслабват. Всички елементи от вторичните подгрупи са метали.

Квантови числа

Главното квантово число n определя общата енергия на електрона. Всяко число отговаря на енергийно ниво. n=1,2,3,4…или K,L,M,N…

Орбиталното квантово число l определя поднивата на енергийно ниво. Квантовото число l определя формата на орбиталите (n-1) 0,1,2…

Магнитното квантово число ml определя броя на орбиталите на поднивото. …-2,-1,0,+1,+2… Общият брой на орбиталите на поднивото е 2l+1

Квантовото число на спина ms се отнася до две различни ориентации +1/2 -1/2 във всяка орбитала може да има само два електрона с противоположни спинове.

Правило за запълване на енергийни нива и поднива на елементи от периодичната система

Първото правило на Клечковски: с увеличаване на заряда на атомното ядро, запълването на енергийните нива става от орбитали с по-малка стойност на сумата от главните и орбиталните * квантови числа (n+l) към орбитали с по-голяма стойност на тази сума . Следователно поднивото 4s (n+l=4) трябва да бъде запълнено по-рано от 3d (n+l=5).

Второто правило на Клечковски, според което при едни и същи стойности на сумата (n+l) орбиталите се запълват в реда на увеличаване на главното квантово число n. 3d поднивото е запълнено с десет елемента от Sc до Zn. Това са атоми на d-елементи. След това започва образуването на подниво 4p. Редът на попълване на поднивата в съответствие с правилата на Клечковски може да бъде написан като последователност: 1s  2s  2p  3s  3p  4s  3d  4p  5s  4d  5p  6s  4f  5d  6p  7s  5f  6d  7p.

Характеристики на електронната структура на атомите на елементите на периодичната таблица

Характеристики на електронната структура на атомите на елементите в главните и вторичните подгрупи, семействата на лантанидите и актинидите

Ефекти на екраниране и проникване

Поради екранирането, привличането на валентни електрони към ядрото е отслабено. В същото време противоположната роля се играе от проникващата способност на валентните електрони към ядрото, което засилва взаимодействието с ядрото. Общият резултат от привличането на валентните електрони към ядрото зависи от относителния принос към тяхното взаимодействие на екраниращото влияние на електроните на вътрешните слоеве и проникващата способност на валентните електрони към ядрото.

Периодичен характер на свойствата на елементите, свързани със структурите на техните електронни обвивки

Промени в киселинно-алкалните свойства на оксидите и хидроксидите в периоди и групи

Киселинните свойства на елементарните оксиди нарастват в периоди отляво надясно и в групи отдолу нагоре.!

Степени на окисление на елементите

Степен на окисление (число на окисление, формален заряд) - спомагателна конвенционална стойност за записване на процесите на окисление, редукция и редокс реакции, числената стойност на електрическия заряд, приписан на атом в молекула при допускането, че електронните двойки, които извършват връзката са напълно изместени към по-електроотрицателните атоми.

Идеите за степента на окисление формират основата за класификацията и номенклатурата на неорганичните съединения.

Окислителното число съответства на заряда на йон или формалния заряд на атом в молекула или химическа формална единица, например:

Окислителното число е посочено над символа на елемента. За разлика от посочването на заряда на атома, при посочване на степента на окисление първо се дава знакът, а след това числовата стойност, а не обратното.