Li и Na
По одному внешнему s-электрону.
Исследуем вместе
Повторение внешнего строения
Выбирай элемент. Таблица подсветит его положение, а справа появятся оболочки и связь с химическими свойствами.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
01
Исторический поиск порядка
Менделеев сопоставлял относительные атомные массы элементов и свойства их соединений. При расположении элементов по массе обнаруживалось повторение сходных свойств. Это позволило сформулировать периодический закон в исторической форме.
Как менялась основа периодического закона
ОТ НАБЛЮДЕНИЙ К ОБЪЯСНЕНИЮ
Схема показывает развитие объяснения. Исторический порядок по массам уточнён через атомный номер.
Учёный использовал не только числовой ряд, но и химическое сходство. При противоречиях он опирался на свойства, допускал уточнение масс и оставлял места для ещё не открытых элементов. Поэтому система была проверяемым прогнозом.
Подробности: понятия и примеры
- Сравнение
Массы и свойства известных элементов.
- Повторение
Сходные свойства появляются снова.
- Прогноз
Пустые места и ожидаемые соединения.
Исторически периодичность обнаружили при сравнении масс и свойств. Система позволила предсказывать ещё неизвестные элементы.
02
Современная формулировка
Свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда атомного ядра. Порядковый номер Z равен числу протонов. Именно Z задаёт современный порядок элементов.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| Историческая основа | Сопоставление относительных атомных масс | Путь к открытию |
| Современная основа | Заряд ядра и атомный номер Z | Строгий порядок элементов |
Относительная атомная масса не обязана строго возрастать в каждой соседней паре. Положение определяется зарядом ядра, а масса зависит также от нейтронов и изотопного состава. Современная формулировка объясняет особенности исторической таблицы.
Современный периодический закон связан с зарядом ядра. Возрастание относительной атомной массы не служит строгим правилом порядка.
Периодическая система химических элементов
В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.
Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Электронные уровни натрия
Натрий: распределение электронов 2, 8, 1. Круги условно обозначают уровни и не являются траекториями электронов.
Pumbaa; исходная работа Greg Robson · Wikimedia Commons · CC BY-SA 2.0 UK. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
03
Период — горизонтальный ряд
В современной длинной форме таблицы семь периодов. Номер периода для атома в основном состоянии соответствует числу занятых электронных уровней. Первый период включает H и He, второй начинается Li и заканчивается Ne.
| Период | Число элементов |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 и 3 | По 8 |
| 4 и 5 | По 18 |
| 6 и 7 | По 32 |
Длина периодов различается из-за устройства электронных оболочек. Первые три содержат 2, 8 и 8 элементов, следующие — 18, 18, 32 и 32. Вынесенные ряды лантаноидов и актиноидов относятся к шестому и седьмому периодам.
Период объединяет элементы одного горизонтального ряда. Его номер связан с числом занятых электронных уровней.
04
Внешняя конфигурация объединяет группу
Li имеет внешнюю запись 2s¹, Na — 3s¹. Разные уровни, но одинаковый тип внешнего заполнения объясняет сходство щелочных металлов. Для F и Cl внешние записи 2s²2p⁵ и 3s²3p⁵.
Внешняя оболочка определяет многие возможные изменения при образовании связей. При этом полный атом включает и внутренние электроны. Сокращённая внешняя запись удобна для сравнения, но не заменяет полный подсчёт. Сопоставим Na и K: [Ne]3s¹ и [Ar]4s¹. Одинаковое число внешних электронов объясняет сходство типичных соединений, а дополнительный уровень у K — различия. Исторический закон связывали с атомными массами, современный — с зарядом ядра. Пары вроде Ar и K показывают, почему порядок по Z принципиальнее простого сортирования по округлённой массе.
F и Cl
По семь внешних электронов: s²p⁵.
Сходные внешние конфигурации объясняют родство элементов группы. Внутренние оболочки при этом могут различаться.
Соберём главное
Шесть выводов
01Исторически периодичность обнаружили при сравнении масс и свойств. Система позволила предсказывать ещё неизвестные элементы.
02Современный периодический закон связан с зарядом ядра. Возрастание относительной атомной массы не служит строгим правилом порядка.
03Период объединяет элементы одного горизонтального ряда. Его номер связан с числом занятых электронных уровней.
04Сходные внешние конфигурации объясняют родство элементов группы. Внутренние оболочки при этом могут различаться.
05Историческая и современная формулировки отражают развитие знания. Заряд ядра дал более точную основу порядка.
06Периодический закон связывает факты разных разделов химии. Он объясняет семейства и направленные изменения свойств.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 11 класс», § 10. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 11 класс. Химия — § 10. Периодический закон.pdf. Указаны условия реакций, единицы величин и границы применимости моделей. Числовые примеры решены по шагам.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
OpenStax: Chemistry 2e