Е.Н.Френкел
Урок по химия
Наръчник за тези, които не знаят, но искат да научат и разберат химията
Част I. Елементи обща химия
(първо ниво на трудност)
Продължение. Виж началото в бр. 13, 18, 23/2007
Глава 3. Основни сведения за структурата на атома.
Периодичен закон на Д. И. Менделеев
Спомнете си какво представлява атомът, от какво е направен атомът, променя ли се атомът при химични реакции.
Атомът е електрически неутрална частица, състояща се от положително заредено ядро и отрицателно заредени електрони.
Броят на електроните може да се промени по време на химични процеси, но ядреният заряд винаги остава същият. Познавайки разпределението на електроните в атома (атомна структура), човек може да предвиди много свойства на даден атом, както и свойствата на простите и сложни вещества, от които е включен.
Структурата на атома, т.е. съставът на ядрото и разпределението на електроните около ядрото могат лесно да бъдат определени от позицията на елемента в периодична таблица.
В периодичната система на Д. И. Менделеев химичните елементи са подредени в определена последователност. Тази последователност е тясно свързана с атомната структура на тези елементи. Всеки химичен елемент в системата е присвоен сериен номер, освен това можете да посочите номера на периода, номера на групата и вида на подгрупата за него.
Спонсор на публикуването на статията е онлайн магазинът "Мегамех". В магазина ще намерите кожени изделия за всеки вкус - якета, жилетки и кожени палта от лисица, нутрия, заек, норка, сребърна лисица, арктическа лисица. Компанията също така ви предлага да закупите луксозни кожени продукти и да използвате услуги по шиене по поръчка. Кожухарски продукти на едро и дребно - от бюджетна категория до луксозен клас, отстъпки до 50%, 1 година гаранция, доставка в цяла Украйна, Русия, страните от ОНД и ЕС, вземане от шоурума в Кривой Рог, стоки от водещи украински производители, Русия, Турция и Китай. Можете да разгледате продуктовия каталог, цени, контакти и да получите консултация в сайта, който се намира на адрес: "megameh.com".
Познавайки точния „адрес“ на химичен елемент - група, подгрупа и номер на период, можете недвусмислено да определите структурата на неговия атом.
Точкае хоризонтален ред от химични елементи. Съвременната периодична система има седем периода. Първите три периода са малък, защото те съдържат 2 или 8 елемента:
1 период – H, He – 2 елемента;
2 период – Li… Ne – 8 елемента;
3 период – Na...Ar – 8 елемента.
Други периоди – голям. Всеки от тях съдържа 2–3 реда елементи:
4-ти период (2 реда) – K...Kr – 18 елемента;
6-ти период (3 реда) – Cs ... Rn – 32 елемента. Този период включва редица лантаниди.
Група– вертикален ред от химични елементи. Има общо осем групи. Всяка група се състои от две подгрупи: основна подгрупаИ странична подгрупа. Например:
Основната подгрупа се формира от химични елементи с кратки периоди (например N, P) и големи периоди (например As, Sb, Bi).
Странична подгрупа се формира от химични елементи само с дълги периоди (например V, Nb,
Та).
Визуално тези подгрупи са лесни за разграничаване.
Основната подгрупа е „висока“, започва от 1-ви или 2-ри период. Вторичната подгрупа е „ниска“, започва от 4-ти период.
И така, всеки химичен елемент от периодичната таблица има свой собствен адрес: период, група, подгрупа, сериен номер.
Например ванадий V е химичен елемент от 4-ти период, V група, вторична подгрупа, пореден номер 23.Задача 3.1. Посочете периода, групата и подгрупата захимически елементи
с поредни номера 8, 26, 31, 35, 54.Задача 3.2.
Посочете серийния номер и името на химичния елемент, ако е известно, че се намира:
а) в 4-ти период, VI група, вторична подгрупа;
б) в 5-ти период, IV група, основна подгрупа.
Как информацията за позицията на даден елемент в периодичната таблица може да бъде свързана със структурата на неговия атом?
Атомът се състои от ядро (което има положителен заряд) и електрони (които имат отрицателен заряд). Като цяло атомът е електрически неутрален. Положителноатомен ядрен заряд
равен на поредния номер на химичния елемент.
Ядрото на атома е сложна частица. Почти цялата маса на атома е концентрирана в ядрото. Тъй като химическият елемент е колекция от атоми с еднакъв ядрен заряд, следните координати са посочени близо до символа на елемента:
От тези данни може да се определи съставът на ядрото. Ядрото се състои от протони и неутрони.Протон стрима маса 1 (1,0073 amu) и заряд +1.
Неутрон пняма заряд (неутрален), а масата му е приблизително равна на масата на протона (1,0087 a.u.m). Зарядът на ядрото се определя от протоните. Освен товаброят на протоните е равен (по размер).
заряд на атомното ядро , т.е.сериен номер Брой неутрониН определена от разликата между количествата: „маса на ядрото“А
, т.е. = Брой неутрони – определена от разликата между количествата: „маса на ядрото“ = 27 –13 = 14стр,
и "сериен номер"З
а) 3 период, VII група, основна подгрупа;
б) 4-ти период, IV група, вторична подгрупа;
в) 5-ти период, I група, основна подгрупа.
внимание! При определяне на масовото число на ядрото на атома е необходимо да се закръгли атомната маса, посочена в периодичната таблица. Това се прави, защото масите на протона и неутрона са практически цели числа, а масата на електроните може да се пренебрегне.
Нека определим кои от ядрата по-долу принадлежат към един и същ химичен елемент:
А (20 r + 20стр),
Б (19 r + 20стр),
V (20 r + 19стр).
Ядрата А и В принадлежат на атоми на един и същи химичен елемент, тъй като съдържат еднакъв брой протони, т.е. зарядите на тези ядра са еднакви. Изследванията показват, че масата на атома не оказва значително влияние върху неговата химични свойства.
Изотопите са атоми на един и същ химичен елемент (един и същи брой протони), които се различават по маса ( различен номернеутрони).
Изотопи и техните химични съединениясе различават един от друг по физични свойства, но химичните свойства на изотопите на един химичен елемент са еднакви. Така изотопите на въглерод-14 (14 C) имат същите химични свойства като въглерод-12 (12 C), които са включени в тъканите на всеки жив организъм. Разликата се проявява само в радиоактивността (изотоп 14 С).
Следователно изотопите се използват за диагностициране и лечение на различни заболявания и за научни изследвания. Да се върнем към описанието на структурата на атома.Както е известно, ядрото на атома не се променя при химични процеси. Какво се променя? Оказва се, че е променливаобщ брой
електрони в атом и разпределение на електрони. генерал
брой електрони в неутрален атом Не е трудно да се определи - равен е на серийния номер, т.е.
заряд на атомното ядро:
Електроните имат отрицателен заряд от –1 и тяхната маса е незначителна: 1/1840 от масата на протона.Отрицателно заредените електрони се отблъскват един друг и са на различни разстояния от ядрото. В същото време
електроните с приблизително еднакви количества енергия са разположени на приблизително еднакви разстояния от ядрото и образуват енергийно ниво.
Броят на енергийните нива в атома е равен на номера на периода, в който се намира химичният елемент. Енергийните нива са конвенционално обозначени, както следва (например за Al):
Задача 3.4.
Третият има не повече от осемнадесет електрона.
Тези числа показват, че например второто енергийно ниво може да има 2, 5 или 7 електрона, но не може да има 9 или 12 електрона.
Важно е да знаете, че независимо от енергийното ниво номер на външно ниво(последният) не може да има повече от осем електрона. Външното осемелектронно енергийно ниво е най-стабилно и се нарича пълно. Такива енергийни нива се намират в най-неактивните елементи - благородни газове.
Как да определим броя на електроните във външното ниво на останалите атоми? За това има просто правило: брой външни електроние равно на:
За елементи от главните подгрупи - номера на групата;
За елементи от странични подгрупи не може да бъде повече от две.
Например (фиг. 5):
Задача 3.5.Посочете броя на външните електрони за химични елементи с атомни номера 15, 25, 30, 53.
Задача 3.6.Намерете химични елементи в периодичната таблица, чиито атоми имат завършено външно ниво.
Много е важно да се определи правилно броят на външните електрони, т.к Именно с тях се свързват най-важните свойства на атома. И така, в химически реакцииатомите се стремят да придобият стабилно, пълно външно ниво (8 д). Следователно атомите, които имат малко електрони на външното си ниво, предпочитат да ги отдадат.
Наричат се химични елементи, чиито атоми са способни само да отдават електрони метали.
Очевидно трябва да има малко електрони на външното ниво на металния атом: 1, 2, 3. Ако има много електрони във външното енергийно ниво на атома, тогава такива атоми са склонни да приемат електрони, докато външното енергийно ниво не бъде завършено, т.е. до осем електрона. Такива елементи се наричат.
неметали
Въпрос. Химичните елементи от вторичните подгрупи метали ли са или неметали? защо
Отговор: Металите и неметалите от основните подгрупи в периодичната таблица са разделени с линия, която може да бъде начертана от бор до астат. Над тази линия (и на линията) са неметали, отдолу - метали. Всички елементи на странични подгрупи се появяват под този ред.Задача 3.7.
Определете дали следните са метали или неметали: фосфор, ванадий, кобалт, селен, бисмут. Използвайте позицията на елемента в периодичната таблица на химичните елементи и броя на електроните във външната обвивка.
1. Определете общия брой електрони в атом (по атомен номер).
2. Определете броя на енергийните нива (по номера на периода).
3. Определете броя на външните електрони (по вид подгрупа и номер на група).
4. Посочете броя на електроните на всички нива с изключение на предпоследното.
Например, съгласно параграфи 1–4 за мангановия атом се определя:
Общо 25 д; разпределено (2 + 8 + 2) = 12 д; д.
Това означава, че на трето ниво има: 25 – 12 = 13
Получихме разпределението на електроните в мангановия атом:Задача 3.8.
Разработете алгоритъма, като съставите схеми на строежа на атомите за елементи № 16, 26, 33, 37. Посочете дали са метали или неметали. Обяснете отговора си. При съставянето на горните диаграми на структурата на атома не взехме предвид, че електроните в атома заемат не само нива, но и определениподнива всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:, Ядрото се състои от протони и неутрони., s.
dБроят на възможните поднива е равен на номера на нивото.
всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:Първото ниво се състои от един всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:-подниво. Второто ниво се състои от две поднива - rИ всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:, Ядрото се състои от протони и неутрони.-подниво. Второто ниво се състои от две поднива - s.
. Трето ниво - от три поднива -
Всяко подниво може да съдържа строго ограничен брой електрони:
на s-подниво – не повече от 2e;
на p-подниво - не повече от 6e;
на d-подниво – не повече от 10e. всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:Ядрото се състои от протони и неутрони.s.
Поднивата на едно и също ниво се попълват в строго определен ред: rпо този начин всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:-подниво не може да започне да се запълва, ако не е запълнено
-подниво на дадено енергийно ниво и др. Въз основа на това правило не е трудно да се създаде електронната конфигурация на мангановия атом: Общо взетоелектронна конфигурация на атом
манганът се записва, както следва: всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 2всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 2Ядрото се състои от протони и неутрони. 6 3всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 3Ядрото се състои от протони и неутрони. 6 3s 5 4всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 .
25 Mn 1
Задача 3.9. Съставете електронни конфигурации на атоми за химични елементи № 16, 26, 33, 37. Защо е необходимо да се създават електронни конфигурации на атоми? За да се определят свойствата на тези химични елементи.Трябва да се помни, че в химически процеси.
само участвайте
валентни електрони
Валентните електрони са във външното енергийно ниво и са непълни
d-подниво на предвъншното ниво. s 5 4всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 .
Нека определим броя на валентните електрони за манган:
или съкратено: Мн... 3
Какво може да се определи по формулата за електронната конфигурация на атома?
1. Какъв е този елемент - метал или неметал?
Манганът е метал, защото външното (четвърто) ниво съдържа два електрона.
2. Какъв процес е характерен за метала?
При реакции мангановият атом отдава два външни електрона (те са най-отдалечени от ядрото и са най-слабо привлечени от него), както и пет външни електрона s- електрони.
Общият брой на валентните електрони е седем (2 + 5).
В този случай осем електрона ще останат на третото ниво на атома, т.е. образува се завършено външно ниво. Всички тези аргументи и заключения могат да бъдат отразени с помощта на диаграма (фиг. 6):.
Получените условни заряди на атома се наричат
степени на окисление
Като се има предвид структурата на атома, по подобен начин може да се покаже, че типичните степени на окисление за кислорода са –2, а за водорода +1.
Въпрос. С кой химичен елемент манганът може да образува съединения, като се имат предвид получените по-горе степени на окисление?
ОТГОВОР: Само с кислород, т.к неговият атом има степен на окисление с противоположен заряд. Формули на съответните манганови оксиди (тук степените на окисление съответстват на валентностите на тези химични елементи):
Структурата на мангановия атом предполага, че манганът не може да има по-висока степен на окисление, т.к в този случай би било необходимо да се докоснем до стабилното, вече завършено, предвъншно ниво. Следователно степента на окисление +7 е най-високата, а съответният Mn 2 O 7 оксид е най-високият манганов оксид.
За да консолидираме всички тези концепции, разгледайте структурата на атома на телура и някои от неговите свойства:Като неметал, атомът Te може да приеме 2 електрона, преди да завърши външното ниво и да се откаже от „допълнителните“ 6 електрона:
Начертайте електронните конфигурации на атомите Na, Rb, Cl, I, Si, Sn. Определете свойствата на тези химични елементи, формулите на най-простите им съединения (с кислород и водород).
Практически изводи
1. В химичните реакции участват само валентни електрони, които могат да бъдат само в последните две нива. 2. Металните атоми могат да отдават само валентни електрони (всички или няколко), приемайки положителни степени на окисление. 3. Неметалните атоми могат да приемат електрони (липсващи - до осем), като по този начин придобиват
отрицателни сили
окисляване, и се отказват от валентни електрони (всички или няколко), в който случай те придобиват положителни степени на окисление. всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:Нека сега сравним свойствата на химичните елементи от една подгрупа, например натрий и рубидий: всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 1 .
На...3 1 и Rb...5се свързва със способността да отдава електрони: колкото по-лесно един атом отдава електрони, толкова по-изразени са неговите метални свойства.
Какво задържа електроните в атома? Тяхното привличане до дъното. Колкото по-близо са електроните до ядрото, толкова по-силно са привлечени от ядрото на атома, толкова по-трудно е да ги „откъснете“.
Въз основа на това ще отговорим на въпроса: кой елемент - Na или Rb - по-лесно отдава външния си електрон? Кой елемент е повече активен метал? Очевидно рубидий, защото неговите валентни електрони са по-далеч от ядрото (и се държат по-малко здраво от ядрото).
Заключение. В основните подгрупи, отгоре надолу, металните свойства се увеличават, защото
Радиусът на атома се увеличава и валентните електрони са по-малко привлечени от ядрото. всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 3Ядрото се състои от протони и неутрони.Нека сравним свойствата на химичните елементи от група VIIa: Cl...3 всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 5Ядрото се състои от протони и неутрони. 5 .
5 и аз...5
И двата химични елемента са неметали, т.к Един електрон липсва за завършване на външното ниво. Тези атоми активно ще привличат липсващия електрон. Освен това, колкото по-силно един неметален атом привлича липсващия електрон, толкова повече се проявяват неговите неметални свойства (способността да приема електрони).
Какво причинява привличането на електрона?
Дължи се на положителния заряд на атомното ядро.
Заключение. Освен това, колкото по-близо е електронът до ядрото, толкова по-силно е тяхното взаимно привличане, толкова по-активен е неметалът.Въпрос. Кой елемент има по-изразени неметални свойства: хлор или йод?
ОТГОВОР: Очевидно с хлор, защото неговите валентни електрони са разположени по-близо до ядрото. всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 3Ядрото се състои от протони и неутрони.Активността на неметалите в подгрупите намалява отгоре надолу всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 5Ядрото се състои от протони и неутрони. 2 .
, защото Радиусът на атома се увеличава и за ядрото става все по-трудно да привлече липсващите електрони.
Нека сравним свойствата на силиция и калая: Si...3Колкото по-малко външни електрони има в един атом и колкото по-далеч са те от ядрото, толкова по-силни са металните свойства.
Колкото повече външни електрони има в един атом и колкото по-близо са те до ядрото, толкова по-изразени са неметалните свойства.
Въз основа на заключенията, формулирани в тази глава, може да се състави „характеристика“ за всеки химичен елемент от периодичната таблица.
Алгоритъм за описание на свойството
химичен елемент по неговото положение
в периодичната таблица
1. Начертайте диаграма на структурата на атома, т.е.
определят състава на ядрото и разпределението на електроните по енергийни нива и поднива:
Определете общия брой протони, електрони и неутрони в атом (по атомен номер и относителна атомна маса);
Определете броя на енергийните нива (по номер на период);
Определяне на броя на външните електрони (по вид подгрупа и номер на група);
Посочете броя на електроните във всички енергийни нива с изключение на предпоследното;
2. Определете броя на валентните електрони.
3. Определете кои свойства - метални или неметални - са по-силно изразени в даден химичен елемент.
4. Определете броя на дадените (приетите) електрони.
5. Определете най-високата и най-ниската степен на окисление на химичен елемент. 6. Съставете за тези степени на окислениехимични формули
най-простите съединения с кислород и водород.
7. Определете природата на оксида и създайте уравнение за реакцията му с вода. 8. За веществата, посочени в параграф 6, съставете уравненияхарактерни реакции
(вижте глава 2).Задача 3.11. Използвайки горната схема, създайте описания на атомите на сярата, селена, калция и стронция и свойствата на тези химични елементи.Което
общи свойства
покажете техните оксиди и хидроксиди?Ако сте изпълнили упражнения 3.10 и 3.11, тогава е лесно да забележите, че не само атомите на елементи от една и съща подгрупа, но и техните съединения имат общи свойства и подобен състав. Периодичен закон на D.I.Mendeleev:свойства на химичните елементи, както и свойства на прости и сложни вещества,
образувани от тях , са периодично зависими от заряда на ядрата на своите атоми.
Физически смисъл на периодичния закон:
Например химичните елементи от група пет имат пет валентни електрона. В същото време в химичните атоми елементи от основните подгрупи– всички валентни електрони са във външното ниво: ... ns 2 н.п. 3 където стр– номер на периода.
На атоми елементи на странични подгрупиВъв външното ниво има само 1 или 2 електрона, останалите са вътре s-подниво на предвъншното ниво: ... ( стр – 1)s 3 ns 2 където стр– номер на периода.
Задача 3.12.Напишете кратки електронни формули за атоми на химични елементи № 35 и 42 и след това съставете разпределението на електроните в тези атоми според алгоритъма. Уверете се, че прогнозата ви се сбъдва.
Упражнения към глава 3
1. Формулирайте дефиниции на понятията „период“, „група“, „подгрупа“. Какво е общото между химичните елементи, които изграждат: а) периода? б) група; в) подгрупа?
2. Какво представляват изотопите? Какви свойства - физични или химични - имат еднакви свойства изотопите? защо
3. Формулирайте периодичния закон на Д.И.Менделеев. Обяснете го физически смисъли илюстрирайте с примери.
4. Какви са металните свойства на химичните елементи? Как се променят в рамките на група и за определен период? защо
5. Какви са неметалните свойства на химичните елементи? Как се променят в рамките на група и за определен период? защо
6. Напишете кратки електронни формули за химични елементи № 43, 51, 38. Потвърдете своите предположения, като опишете структурата на атомите на тези елементи, като използвате горния алгоритъм.
7. Посочете свойствата на тези елементи. За кратко
електронни формули всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви:а) ...4
2 4p 1 ; s 1 5всяко ниво. Видовете поднива са обозначени с латински букви: 2 ;
б) ...4 sв) ...3
5 4s 1
определят позицията на съответните химични елементи в периодичната таблица на Д.И.Менделеев. Назовете тези химични елементи.
Потвърдете своите предположения, като опишете структурата на атомите на тези химични елементи според алгоритъма. Посочете свойствата на тези химични елементи. Следва продължение Р-елементите на периодичната таблица включват елементи с валентно р-подниво. Тези елементи са разположени в III, IV, V, VI, VII, VIII групи, главни подгрупи. През периода орбиталните радиуси на атомите намаляват с увеличаване на атомния номер, но като цяло се увеличават. В подгрупите от елементи, с увеличаване на броя на елементите, размерите на атомите обикновено се увеличават и намаляват. р-елементи III групаГрупата включва галий Ga, индий In и талий Tl. По естеството на тези елементи борът е типичен неметал, останалите са метали. В рамките на подгрупата има рязък преход от неметали към метали. Свойствата и поведението на бора са сходни, което е резултат от диагоналния афинитет на елементите в периодичната таблица, според който изместването на периода надясно предизвиква увеличаване на неметалния характер, а надолу по групата - метален, следователно елементи с подобни свойства са разположени диагонално един до друг, например Li и Mg, Ber и Al, B и Si.
Електронната структура на валентните поднива на атомите от група III p-елементи в основното състояние има формата ns 2 np 1 . В съединения, бор и тривалентен, галий и индий, освен това, могат да образуват съединения с +1, а за талий последното е доста характерно.
р-елементи от VIII групаР-елементите от група VIII включват хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe и радон Rh, които образуват основната подгрупа. Атомите на тези елементи имат пълни външни електронни слоеве, следователно електронната конфигурация на валентните поднива на техните атоми в основното състояние е 1s 2 (He) и ns 2 np 6 (други елементи). Благодарение на много висока стабилност електронни конфигурацииКато цяло се характеризират с висока йонизационна енергия и химическа инертност, поради което се наричат благородни (инертни) газове. В свободно състояние те съществуват под формата на атоми (едноатомни молекули). Атомите на хелий (1s 2), неон (2s 2 2p 6) и аргон (3s 2 3p 6) имат особено стабилна електронна структура, следователно съединенията от валентен тип са непознати за тях.
Криптон (4s 2 4p 6), ксенон (5s 2 5p 6) и радон (6s 2 6p 6) се различават от предишните благородни газове по по-големите си атомни размери и съответно по-ниски йонизационни енергии. Те са способни да образуват съединения, които често имат ниска стабилност.
Понятието „валентност“ се формира в химията с началото на XIXвек. Английският учен Е. Франкланд забеляза, че всички елементи могат да образуват само определен брой връзки с атоми на други елементи. Той го нарече „свързваща сила“. По-късно немският учен Ф. А. Кекуле изследва метана и стига до извода, че един въглероден атом може да добави нормални условиясамо четири водородни атома.
Той го нарече основност. Основността на въглерода е четири. Тоест въглеродът може да образува четири връзки с други елементи.
Концепцията е доразвита в трудовете на Д.И.Менделеев. Дмитрий Иванович разработи учението за периодичните промени в свойствата прости вещества. Той определи свързващата сила като способността на един елемент да прикрепи определен брой атоми на друг елемент.
Определяне от периодичната таблица
Периодичната таблица улеснява определянето на основността на елементите. За това трябва да може да чете периодичната таблица. Таблицата има осем групи вертикално, а периодите са подредени хоризонтално. Ако периодът се състои от два реда, тогава той се нарича голям, а ако се състои от един - малък. Елементите са разпределени неравномерно вертикално в колони и групи. Валентността винаги се обозначава с римски цифри.
За да определите валентността, трябва да знаете какво е тя. За металите от основните подгрупи тя винаги е постоянна, но за неметалите и металите от вторичните подгрупи може да бъде променлива.
Константата е равна на номера на групата. Една променлива може да бъде по-висока или по-ниска. Най-високата променлива е равна на номера на групата, а най-ниската се изчислява по формулата: осем минус номерът на групата . Когато определяте, трябва да запомните:
- за водород е равно на I;
- за кислород - II.
Ако едно съединение има водороден или кислороден атом, тогава определянето на неговата валентност не е трудно, особено ако имаме хидрид или оксид.
Формула и алгоритъм
Най-ниската валентност е за онези елементи, които са разположени вдясно и по-нагоре в таблицата. И обратно, ако елементът е по-нисък и вляво, тогава той ще бъде по-висок. За да го дефинирам, трябва да следвате универсалния алгоритъм:
Пример: нека вземем амонячното съединение - NH3. Знаем, че водородният атом има постоянна валентност и е равен на I. Умножаваме I по 3 (броя на атомите) - най-малкото кратно е 3. Азотът в тази формула има индекс едно. Оттук и заключението: разделяме 3 на 1 и намираме, че за азота е равно на IIII.
Стойността на водорода и кислорода винаги е лесна за определяне. По-трудно е, когато трябва да се определи без тях. например , съединение SiCl4. Как да определим валентността на елементите в този случай? Хлорът е в група 7. Това означава, че неговата валентност е 7 или 1 (осем минус номера на групата). Силицият е в четвъртата група, което означава, че неговият потенциал за образуване на връзки е четири. Става логично, че хлорът проявява най-ниската валентност в тази ситуация и тя е равна на I.
IN съвременни учебнициХимията винаги има таблица на валентността на химичните елементи. Това значително улеснява задачата за учениците. Темата се изучава в осми клас – в курса по неорганична химия.
Съвременни представи
Съвременни представиотносно валентносттавъз основа на структурата на атомите. Атомът се състои от ядро и електрони, въртящи се в орбитали.
Самото ядро се състои от протони и неутрони, които определят атомното тегло. За да бъде веществото стабилно, неговите енергийни нива трябва да са запълнени и да имат осем електрона.
Когато си взаимодействат, елементите се стремят към стабилност и или се отказват от несдвоените си електрони, или ги приемат. Взаимодействието се осъществява на принципа „кое е по-лесно“ - даване или приемане на електрони. Това също определя как валентността се променя в периодичната таблица. Броят на несдвоените електрони във външната енергийна орбитала е равен на номера на групата.
Като пример
Алкален метал натрийе в първата група от периодичната таблица на Менделеев. Това означава, че има един несдвоен електрон във външното си енергийно ниво. Хлорът е в седма група. Това означава, че хлорът има седем несдвоени електрона. Хлорът се нуждае от точно един електрон, за да завърши енергийното си ниво. Натрият му отдава своя електрон и става стабилен в съединението. Хлорът получава допълнителен електрон и също става стабилен. В резултат на това се появява връзка и силна връзка - NaCl - известната готварска сол. Валентността на хлора и натрия в този случай ще бъде равна на 1.
Група от периодичната система от химични елементи е последователност от атоми с нарастващ ядрен заряд, които имат същия тип електронна структура. Номерът на групата се определя от броя на електроните на външната обвивка на атома (валентни електрони) ... Wikipedia
Четвъртият период на периодичната система включва елементи от четвъртия ред (или четвъртия период) на периодичната система от химични елементи. Структурата на периодичната таблица се основава на редове, за да илюстрира повтарящи се (периодични) ... ... Wikipedia
Първият период на периодичната система включва елементи от първия ред (или първия период) на периодичната система от химични елементи. Структурата на периодичната таблица се основава на редове, за да илюстрира повтарящи се (периодични) тенденции в... ... Wikipedia
Вторият период на периодичната система включва елементи от втория ред (или втори период) на периодичната система от химични елементи. Структурата на периодичната таблица се основава на редове, за да илюстрира повтарящи се (периодични) тенденции в ... Wikipedia
Петият период на периодичната система включва елементи от петия ред (или петия период) на периодичната система от химични елементи. Структурата на периодичната таблица се основава на редове, за да илюстрира повтарящи се (периодични) тенденции в... ... Wikipedia
Третият период на периодичната система включва елементи от третия ред (или третия период) на периодичната система от химични елементи. Структурата на периодичната таблица се основава на редове, за да илюстрира повтарящи се (периодични) тенденции... Wikipedia
Седмият период на периодичната система включва елементи от седмия ред (или седмия период) на периодичната система от химични елементи. Структурата на периодичната таблица се основава на редове, за да илюстрира повтарящи се (периодични) тенденции... Wikipedia
Шестият период на периодичната система включва елементи от шести ред (или шести период) на периодичната система от химични елементи. Структурата на периодичната таблица се основава на редове, за да илюстрира повтарящи се (периодични) тенденции в... ... Wikipedia
Кратката форма на периодичната таблица се основава на паралелизма на степените на окисление на елементите от главните и второстепенните подгрупи: например максималното състояние на окисление на ванадий е +5, като фосфор и арсен, максималното състояние на окисление на хрома е + 6 ... Уикипедия
Заявката за „Групиране“ се пренасочва тук. По тази тема е нужна отделна статия... Уикипедия
как да различим главната подгрупа от второстепенната в периодичната таблица? СПЕШНО!!! и получи най-добрия отговор
Отговор от Елена Казакова[гуру]
Периодичната таблица има 8 вертикални колони, наречени групи. Обединени в групи
елементи с подобни свойства, принадлежащи към едно и също семейство. Номерата на групите са посочени
в горната част на таблицата с римски цифри. Валентността на елементите от всяка група съответства на
с малки изключения номер на група.
Всяка група от елементи е разделена на главни и вторични подгрупи. Основни подгрупи
образуват елементи от малки и големи периоди, а второстепенните образуват само елементи от големи периоди
периоди. Елементите на основната и второстепенната подгрупа се изместват в различни посоки.
Тези елементи, които са разположени строго под елементите на периоди II (и III), съставляват основната подгрупа. Тези елементи от периоди IV-VII, които са изместени встрани спрямо елементи от периоди II (и III), съставляват вторична подгрупа. Например за период IV основната подгрупа включва K, Ca, Ga, Ge, As, Se, Br Kr. Моля, имайте предвид, че винаги има 8 от тях (с изключение на непълния период VII). А подгрупата на страничните продукти включва Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn. Моля, имайте предвид, че винаги има 10 от тях (с изключение на непълния период VII).
За елементи, разположени в една и съща група, се наблюдават следните модели:
1. Най-голямата (най-висока) валентност на елементите от всяка група за кислород (зад няколко
изключения) съответства на номера на групата. Елементи от странични подгрупи също могат да бъдат изложени
различна валентност. Например, медта образува медни и медни оксиди,
Cu2O (I) и CuO (II), съответно. Най-често срещаните обаче са връзките
двувалентна мед.
2. В главните подгрупи с нарастващ отн атомни маси, засилват се
метални свойства на елементите.
3. Неметални свойстваза елементи от главните подгрупи с нарастващ пореден номер
отслабвам. По този начин, в основната подгрупа на група VII (подгрупата на халогените), най-активните
неметалът е флуор F, а най-малко активен е йод I.
4. Елементите от основните подгрупи на IV – VII групи също образуват съединения с водород.
Валентността на елементите в съединения с водород се определя от разликата между числото 8 и
номер на групата.
Същността на разделянето на групите на две подгрупи: основна и второстепенна може да се обясни с
въз основа на теорията за структурата на атома. По този начин основните подгрупи включват онези елементи, които имат
външният енергиен резервоар е запълнен ниво S p-електрони.
Броят на валентните електрони на външното ниво на тези елементи съвпада с номерата на групите.
За второстепенни елементи подгрупи d-eдостигат до предпоследното енергийно ниво, то
принадлежат на d-елементи. Валентността на тези елементи ще бъде d - електрони и електрони
външно ниво.
Така всяка подгрупа комбинира елементи, чиито атоми имат еднакви
структура на външния електронен нивелир.
По този начин разделянето на групите на подгрупи (основни и вторични) се основава на разликата в запълването на енергийните нива с електрони. Главната подгрупа се състои от s- и p-елементи, а вторичната подгрупа се състои от d-елементи. Всяка група комбинира елементи, чиито атоми имат подобна структура на външно енергийно ниво. В този случай атомите на елементите от основните подгрупи съдържат на външните (последните) нива брой електрони, равен на номера на групата. Това са така наречените валентни електрони.
За елементите от страничните подгрупи валентните електрони са не само външните, но и предпоследните (вторите външни) нива, което е основната разлика в свойствата на елементите от главната и страничните подгрупи.
Главна подгрупа - съдържа елементи, за които се попълват s- и p-поднивата. Отгоре надолу в подгрупата се наблюдава увеличаване на металните (и отслабване на неметалните) свойства.
Отговор от Олга[гуру]
Основната подгрупа съдържа елементи от малки и големи периоди, а вторичната подгрупа съдържа само големи.
Отговор от Ирина Карпова[гуру]
Елементите на главните подгрупи са отляво, а второстепенните отдясно
Отговор от Мая Полевая[гуру]
погледнете в най-горните редове (периоди 1 и 2) от коя страна са елементите. Малко вдясно или вляво, няма значение. Но това е основната подгрупа. Всички, които стоят строго под тях, са основните, а на другия ръб ще има вторичен. (Говорим за една колона).
Отговор от Михаил Бармин[гуру]
ПО ЦВЯТ!! s и p елементите обикновено са ЧЕРВЕНИ И ЖЪЛТИ - ОСНОВНИ
Отговор от Андрей Степанов[активен]
1,2,3 точки (малки) всички в основната подгрупа (тъй като символът им е отляво)
4,5,6 периода (големи) 8 елемента от основната подгрупа и 10 елемента от вторичната
7-ми период (незавършен) просто гледайте като абсолютно навсякъде
по местоположение на символ в клетка на таблица
ако е отляво - в главната подгрупа, ако е отдясно - във вторичната подгрупа
