Ligji periodik D.I

Ligji periodik elementet kimike- një ligj themelor i natyrës që përcakton periodicitetin e ndryshimeve në vetitë e elementeve kimike me rritjen e ngarkesave të bërthamave të atomeve të tyre. Data e zbulimit të ligjit konsiderohet të jetë 1 marsi (17 shkurt, stili i vjetër) 1869, kur D. I. Mendeleev përfundoi zhvillimin e "Përvoja e një sistemi elementësh bazuar në peshën e tyre atomike dhe ngjashmërinë kimike". Shkencëtari përdori për herë të parë termin "ligji periodik" ("ligji i periodicitetit") në fund të vitit 1870. Sipas Mendeleev, "tre lloje të dhënash" kontribuan në zbulimin e ligjit periodik. Së pari, ka disponueshmëri të mjaftueshme numer i madh elementet e njohur (63); së dyti, njohja e kënaqshme e vetive të shumicës së tyre; së treti, fakti që peshat atomike të shumë elementeve u përcaktuan me saktësi të mirë, falë të cilave elementët kimikë mund të renditeshin në një seri natyrore sipas rritjes së peshave të tyre atomike. Mendelejevi konsideroi si kusht vendimtar për zbulimin e ligjit krahasimi i të gjithë elementëve sipas peshave të tyre atomike (më parë krahasoheshin vetëm elementët kimikisht të ngjashëm).

Formulimi klasik i ligjit periodik, i dhënë nga Mendeleev në korrik 1871, thoshte: "Vetitë e elementeve, dhe për rrjedhojë vetitë e trupave të thjeshtë dhe kompleksë që ata formojnë, varen periodikisht nga pesha e tyre atomike". Ky formulim qëndroi në fuqi për më shumë se 40 vjet, por ligji periodik mbeti vetëm një deklaratë faktesh dhe nuk kishte bazë fizike. U bë e mundur vetëm në mesin e viteve 1910, kur u zhvillua modeli planetar bërthamor i atomit (shih Atom) dhe u vërtetua se numri serial i një elementi në tabelën periodike është numerikisht i barabartë me ngarkesën e bërthamës së tij. atom. Si rezultat, formulimi fizik i ligjit periodik u bë i mundur: "Vetitë e elementeve dhe substancat e thjeshta dhe komplekse që ato formojnë varen periodikisht nga madhësia e ngarkesave të bërthamave (Z) të atomeve të tyre." Përdoret gjerësisht edhe sot. Thelbi i ligjit periodik mund të shprehet me fjalë të tjera: “Konfigurimet e jashtme predha elektronike atomet përsëriten periodikisht ndërsa Z rritet"; Ky është një lloj formulimi “elektronik” i ligjit.

Një tipar thelbësor i ligjit periodik është se, ndryshe nga disa ligje të tjera themelore të natyrës (për shembull, ligji i gravitetit universal ose ligji i ekuivalencës së masës dhe energjisë), ai nuk ka një shprehje sasiore, domethënë nuk mund të të shkruhet në formën e ndonjë ose formula matematikore ose ekuacionet. Ndërkohë, vetë Mendeleev dhe shkencëtarë të tjerë u përpoqën të kërkonin një shprehje matematikore të ligjit. Mund të shprehet në mënyrë sasiore në formën e formulave dhe ekuacioneve modele të ndryshme ndërtimi i konfigurimeve elektronike të atomeve në varësi të vlerave të numrave kuantikë kryesorë dhe orbitalë. Për sa i përket ligjit periodik, ai ka një pasqyrim të qartë grafik në formën e një sistemi periodik të elementeve kimike, të përfaqësuar kryesisht. lloje të ndryshme tabelat.

Ligji periodik është një ligj universal për të gjithë Universin, i cili shfaqet kudo ku ekzistojnë struktura materiale të tipit atomik. Megjithatë, nuk janë vetëm konfigurimet e atomeve që ndryshojnë periodikisht me rritjen e Z. Doli se struktura dhe vetitë bërthamat atomike gjithashtu ndryshojnë periodikisht, megjithëse vetë natyra e ndryshimit periodik këtu është shumë më e ndërlikuar sesa në rastin e atomeve: në bërthama ka një ndërtim të rregullt të predhave të protonit dhe neutronit. Bërthamat në të cilat mbushen këto predha (përmbajnë 2, 8, 20, 50, 82, 126 protone ose neutrone) quhen "magjike" dhe konsiderohen si një lloj kufiri i periudhave të sistemit periodik të bërthamave atomike.

Ligji periodik D.I. Mendelejevi dhe tabelë periodike elementet kimike Ajo ka rëndësi të madhe në zhvillimin e kimisë. Le të zhytemi në vitin 1871, kur profesori i kimisë D.I. Mendelejevi, përmes sprovave dhe gabimeve të shumta, arriti në përfundimin se "... vetitë e elementeve, dhe për rrjedhojë vetitë e trupave të thjeshtë dhe kompleksë që ata formojnë, varen periodikisht nga pesha e tyre atomike." Periodiciteti i ndryshimeve në vetitë e elementeve lind për shkak të përsëritjes periodike të konfigurimit elektronik të shtresës së jashtme elektronike me një rritje të ngarkesës së bërthamës.

Formulimi modern i ligjit periodik eshte kjo:

"Vetitë e elementeve kimike (d.m.th., vetitë dhe forma e përbërjeve që ata formojnë) varen periodikisht nga ngarkesa e bërthamës së atomeve të elementeve kimike."

Ndërsa mësonte kiminë, Mendeleev kuptoi se kujtimi i vetive individuale të secilit element shkaktonte vështirësi për studentët. Ai filloi të kërkonte mënyra për të krijuar një metodë sistematike për ta bërë më të lehtë të kujtonte vetitë e elementeve. Rezultati ishte tavolinë natyrale, më vonë u bë i njohur si periodike.

Tabela jonë moderne është shumë e ngjashme me tabelën periodike. Le t'i hedhim një vështrim më të afërt.

Tabela e Mendelejevit

Tabela periodike e Mendelejevit përbëhet nga 8 grupe dhe 7 periudha.

Kolonat vertikale të një tabele quhen grupe . Elementet, brenda secilit grup, kanë kimikate të ngjashme dhe vetitë fizike. Kjo shpjegohet me faktin se elementët e të njëjtit grup kanë konfigurime të ngjashme elektronike të shtresës së jashtme, numri i elektroneve në të cilat është i barabartë me numrin e grupit. Në këtë rast, grupi ndahet në nëngrupet kryesore dhe dytësore.

NË Nëngrupet kryesore përfshin elemente, elektronet e valencës së të cilëve ndodhen në nënnivelet e jashtme ns- dhe np. NË Nëngrupet anësore përfshin elemente, elektronet e valencës së të cilëve ndodhen në nënnivelin e jashtëm ns dhe në nënnivelin e brendshëm (n - 1) d (ose (n - 2) f-nënnivelin).

Të gjithë elementët në tabelë periodike , në varësi të cilit nënnivel (s-, p-, d- ose f-) elektronet e valencës klasifikohen në: s-elemente (elemente të nëngrupeve kryesore të grupeve I dhe II), p-elemente (elemente të nëngrupeve kryesore III. - Grupet VII), d-elementet (elementet e nëngrupeve anësore), f-elementet (lantanide, aktinide).

Valenca më e lartë e një elementi (me përjashtim të O, F, elementet e nëngrupit të bakrit dhe grupit tetë) është e barabartë me numrin e grupit në të cilin gjendet.

Për elementët e nëngrupeve kryesore dhe dytësore, formulat e oksideve më të larta (dhe hidrateve të tyre) janë të njëjta. Në nëngrupet kryesore, përbërja e përbërjeve të hidrogjenit është e njëjtë për elementët e këtij grupi. Hidridet e ngurta formojnë elemente të nëngrupeve kryesore I - grupet III, dhe grupet IV - VII formojnë komponime hidrogjeni të gaztë. Komponimet e hidrogjenit lloji EN 4 - më neutral se përbërja, EN 3 - bazat, H 2 E dhe NE - acidet.

Rreshtat horizontale të një tabele quhen periudhave. Elementet në periudha ndryshojnë nga njëri-tjetri, por ajo që kanë të përbashkët është se elektronet e fundit janë në të njëjtin nivel energjie ( numri kuantik kryesorn- e njëjta ).

Periudha e parë ndryshon nga të tjerat në atë që ka vetëm 2 elementë: hidrogjen H dhe helium He.

Në periudhën e dytë janë 8 elementë (Li - Ne). Litium Li, një metal alkali, fillon periudhën dhe gazi fisnik neoni Ne e mbyll atë.

Në periudhën e tretë, ashtu si në të dytën, janë 8 elementë (Na - Ar). Periudha fillon me natriumin e metalit alkalik Na, dhe gazi fisnik argon Ar e mbyll atë.

Periudha e katërt përmban 18 elementë (K - Kr) - Mendeleev e caktoi atë si të parën periudhë e gjatë. Gjithashtu fillon me metal alkali Kaliumi, dhe përfundon me gazin inert kripton Kr. Periudhat e mëdha përfshijnë elementet e tranzicionit(Sc - Zn) - d- elementet.

Në periudhën e pestë, e ngjashme me të katërtën, janë 18 elementë (Rb - Xe) dhe struktura e saj është e ngjashme me të katërtën. Fillon gjithashtu me rubidiumin alkalik Rb dhe përfundon me gazin inert ksenon Xe. Përbërja e periudhave të mëdha përfshin elemente kalimtare (Y - Cd) - d- elementet.

Periudha e gjashtë përbëhet nga 32 elementë (Cs - Rn). Përveç 10 d-elemente (La, Hf - Hg) përmban një rresht prej 14 f-elemente (lantanide) - Ce - Lu

Periudha e shtatë nuk ka mbaruar. Fillon me Franc Fr, mund të supozohet se do të përmbajë, si periudha e gjashtë, 32 elementë që janë gjetur tashmë (deri në elementin me Z = 118).

Tabela periodike interaktive

Nëse shikoni tabelë periodike dhe vizatoni një vijë imagjinare që fillon nga bor dhe përfundon midis poloniumit dhe astatinës, atëherë të gjitha metalet do të jenë në të majtë të vijës, dhe jometalet në të djathtë. Elementet menjëherë ngjitur me këtë linjë do të kenë vetitë e metaleve dhe jometaleve. Ata quhen metaloidë ose gjysmëmetale. Këto janë bor, silikon, germanium, arseniku, antimoni, teluri dhe polonium.

Ligji periodik

Mendeleev dha formulimin e mëposhtëm të Ligjit Periodik: "Vetitë e trupave të thjeshtë, si dhe format dhe vetitë e përbërjeve të elementeve, dhe për këtë arsye vetitë e trupave të thjeshtë dhe kompleksë që ata formojnë, varen periodikisht nga pesha e tyre atomike. ”
Ekzistojnë katër modele kryesore periodike:

Rregulli oktet thotë se të gjithë elementët priren të fitojnë ose humbasin një elektron në mënyrë që të kenë konfigurimin me tetë elektrone të gazit fisnik më të afërt. Sepse Meqenëse orbitalet e jashtme s dhe p të gazeve fisnike janë plotësisht të mbushura, ato janë elementët më të qëndrueshëm.
Energjia e jonizimitështë sasia e energjisë e nevojshme për të hequr një elektron nga një atom. Sipas rregullit të oktetit, kur lëvizni nëpër tabelën periodike nga e majta në të djathtë, kërkohet më shumë energji për të hequr një elektron. Prandaj, elementët në anën e majtë të tabelës kanë tendencë të humbasin një elektron, dhe ata në anën e djathtë priren të fitojnë një. Gazet inerte kanë energjinë më të lartë të jonizimit. Energjia e jonizimit zvogëlohet ndërsa lëvizni poshtë grupit, sepse elektronet në nivele të ulëta të energjisë kanë aftësinë të sprapsin elektronet në nivele më të larta të energjisë. Ky fenomen quhet efekt mbrojtës. Për shkak të këtij efekti, elektronet e jashtme janë më pak të lidhura ngushtë me bërthamën. Duke lëvizur përgjatë periudhës, energjia e jonizimit rritet pa probleme nga e majta në të djathtë.

Afiniteti i elektroneve– ndryshimi i energjisë kur një atom i një lënde në gjendje të gaztë fiton një elektron shtesë. Ndërsa dikush lëviz poshtë grupit, afiniteti i elektroneve bëhet më pak negativ për shkak të efektit të shqyrtimit.

Elektronegativiteti- një masë se sa fort tenton të tërheqë elektrone nga një atom tjetër i lidhur me të. Elektronegativiteti rritet kur hyni brenda tabelë periodike nga e majta në të djathtë dhe nga poshtë lart. Duhet mbajtur mend se gazrat fisnikë nuk kanë elektronegativitet. Kështu, elementi më elektronegativ është fluori.

Bazuar në këto koncepte, le të shqyrtojmë se si ndryshojnë vetitë e atomeve dhe përbërjeve të tyre tabelë periodike.

Pra, në një varësi periodike ekzistojnë veti të tilla të një atomi që lidhen me konfigurimin e tij elektronik: rrezja atomike, energjia e jonizimit, elektronegativiteti.

Le të shqyrtojmë ndryshimin në vetitë e atomeve dhe përbërjeve të tyre në varësi të pozicionit të tyre në tabela periodike e elementeve kimike.

Jometaliteti i atomit rritet kur lëviz në tabelën periodike nga e majta në të djathtë dhe nga poshtë lart. Për shkak të kësaj vetitë themelore të oksideve zvogëlohen, dhe vetitë acidike rriten në të njëjtin rend - kur lëvizni nga e majta në të djathtë dhe nga poshtë lart. Për më tepër, vetitë acidike të oksideve janë më të forta, aq më e lartë është gjendja e oksidimit të elementit që e formon atë.

Sipas periudhës nga e majta në të djathtë vetitë themelore hidroksidet dobësohet në nëngrupet kryesore, nga lart poshtë, forca e themeleve rritet. Për më tepër, nëse një metal mund të formojë disa hidrokside, atëherë me një rritje të gjendjes së oksidimit të metalit, vetitë themelore hidroksidet dobësohen.

Sipas periudhës nga e majta në të djathtë rritet forca e acideve që përmbajnë oksigjen. Kur lëvizni nga lart poshtë brenda një grupi, forca e acideve që përmbajnë oksigjen zvogëlohet. Në këtë rast, forca e acidit rritet me rritjen e gjendjes së oksidimit të elementit formues acid.

Sipas periudhës nga e majta në të djathtë rritet forca e acideve pa oksigjen. Kur lëvizni nga lart poshtë brenda një grupi, forca e acideve pa oksigjen rritet.

Kategoritë,

Miratimi i teorisë atomike-molekulare në kapërcyellin e shekujve 18-19. u shoqërua me një rritje të shpejtë të numrit të elementeve kimike të njohura. Vetëm në dekadën e parë të shekullit XIX. U zbuluan 14 elementë të rinj. Kimisti anglez G. Davy (1778-1829) përdori elektrolizën për të marrë gjashtë elementë të rinj në një vit - natrium, kalium, magnez, kalcium, stroncium dhe barium. Deri në vitin 1830, numri i elementeve të njohur arriti në 55.

Ekzistenca e kaq shumë elementeve, shumë të ndryshme në veti, i habiti kimistët dhe kërkonte sistematizimin e elementeve. Disa shkencëtarë, duke vërejtur ngjashmëritë e disa elementeve, i kombinuan ato në grupe të veçanta, por arsyet për ndryshimin e dukshëm në vetitë nuk u përcaktuan. Ligji periodik i elementeve kimike- një ligj themelor i natyrës - u zbulua nga kimisti i madh rus D.I. Mendeleev në 1869 si rezultat i sistemimit të elementeve kimike në varësi të peshave të tyre atomike: vetitë e trupave të thjeshtë, si dhe format dhe vetitë e përbërjeve të elementeve, varen periodikisht nga peshat atomike të elementeve..

Pavarësisht nga rëndësia e madhe e zbulimit të Mendelejevit, ai përfaqësonte vetëm një përgjithësim brilant empirik të fakteve dhe të tyre kuptimi fizik mbeti e paqartë për një kohë të gjatë. Arsyeja ishte se në shek. nuk kishte asnjë kuptim të strukturës komplekse të atomit. Vetë Mendeleev shkroi me këtë rast: "Ndryshueshmëria periodike e trupave të thjeshtë dhe komplekse i nënshtrohet një ligji më të lartë, natyra e të cilit, dhe veçanërisht shkaku, nuk ka ende mjete për të kuptuar, sipas të gjitha gjasave, ajo qëndron në themelin parimet e mekanikës së brendshme të atomeve dhe grimcave.

Të dhënat mbi strukturën e bërthamës atomike dhe shpërndarjen e elektroneve në atome na lejojnë të hedhim një vështrim të ri në ligjin periodik, i cili në formulimin e tij modern thotë: vetitë e substancave të thjeshta, si dhe format dhe vetitë e përbërjeve të elementeve, varen periodikisht nga ngarkesa e bërthamës atomike (numri rendor).

Ky formulim i ligjit nuk bie ndesh me formulimin e dhënë nga Mendelejevi. Ai bazohet vetëm në të dhëna të reja që i japin ligjit vlefshmëri fizike dhe konfirmojnë korrektësinë e tij. Shembuj që ilustrojnë manifestimin e ligjit periodik të elementeve kimike mund të jenë varësia periodike e densitetit të substancave të thjeshta në gjendje të ngurtë nga numri atomik i elementit (ngarkesa bërthamore), ose karakteristika të tilla të një atomi si madhësia e tij, energjia e jonizimit. , elektronegativiteti, gjendja e oksidimit, të cilat kanë një varësi periodike nga bërthama atomike e ngarkesës ( oriz. 4.3).

Forma tabelare e paraqitjes së ligjit periodik është tabela periodike e elementeve kimike, zhvilluar nga Mendeleev në 1869–1871.

Oriz. 4.3.Varësia e dendësisë së substancave të thjeshta në gjendje të ngurtë nga numri atomik.

Në sistemin periodik të elementeve kimike, të gjithë elementët kimikë të njohur aktualisht janë të renditur në rend rritës të ngarkesave të bërthamave të tyre atomike, numerikisht të barabartë me numrin atomik të elementit dhe formojnë 7 periudha horizontale, secila prej të cilave, me përjashtim të e para, fillon me një metal alkali dhe përfundon me një gaz inert, dhe , periudha e shtatë është e paplotë. Tre periudhat e para, të përbëra nga një rresht, quhen të vogla, pjesa tjetër - e madhe.

Vertikalisht, elementët kimikë janë rregulluar në 8 kolona-grupe vertikale, dhe secili grup ndahet në dy nëngrupe - kryesori, i përbërë nga elementë të periudhës së dytë dhe të tretë dhe elementë të ngjashëm të periudhave të mëdha, dhe një dytësor, i përbërë nga metale të periudhave të mëdha. Më vete në fund të tabelës janë elementë me numra serialë 58-71, të quajtur lantanide dhe elementë me numra serialë 90-103, të quajtur aktinide. Në secilën qelizë të sistemit periodik të elementeve kimike, përveç emrit të elementit dhe numrit serik të tij, jepet vlera e masës atomike relative të elementit dhe tregohet shpërndarja e elektroneve sipas niveleve të energjisë ( oriz. 4.4).

Oriz. 4.4. Fragment i tabelës periodike të elementeve kimike.

Bazuar në ligjin periodik të elementeve kimike dhe në tabelën periodike, Mendeleev arriti në përfundimin për ekzistencën e elementeve të rinj, vetitë e të cilave ai i përshkroi në detaje dhe u dha atyre emra konvencionale - ekaboron, ekaalumin dhe ekasilicon. Parashikimet e Mendelejevit u konfirmuan shkëlqyeshëm - të tre elementët u zbuluan dhe morën emrat e atyre vendeve ku u bënë zbulime dhe u gjetën minerale që përmbajnë këta elementë: galium,skandali,germanium. Kështu, Mendeleev kreu një analizë të shkëlqyer teorike të një numri të madh të të dhënave eksperimentale, sintetizoi rezultatet e tij në formën e një ligji të përgjithshëm dhe bëri parashikime të bazuara në të, të cilat së shpejti u konfirmuan eksperimentalisht. Kjo punë është një shembull klasik i një qasjeje shkencore për të kuptuar botën përreth nesh.

MËSIMI 5 Klasa e 10-të(viti i parë i studimit)

Ligji periodik dhe sistemi i elementeve kimike nga Plani D.I.Mendeleev

1. Historia e zbulimit të ligjit periodik dhe sistemit të elementeve kimike nga D.I.

2. Ligji periodik i formuluar nga D.I Mendeleev.

3. Formulimi modern i ligjit periodik.

4. Rëndësia e ligjit periodik dhe sistemi i elementeve kimike të D.I.

5. Tabela periodike e elementeve kimike është pasqyrim grafik i ligjit periodik. Struktura e sistemit periodik: periudha, grupe, nëngrupe.

6. Varësia e vetive të elementeve kimike nga struktura e atomeve të tyre.

1 Marsi (stili i ri) 1869 konsiderohet data e zbulimit të një prej ligjeve më të rëndësishme të kimisë - ligjit periodik. Në mesin e shekullit të 19-të. Njiheshin 63 elementë kimikë dhe kishte nevojë për klasifikimin e tyre. Përpjekje për një klasifikim të tillë u bënë nga shumë shkencëtarë (W. Odling dhe J. A. R. Newlands, J. B. A. Dumas dhe A. E. Chancourtois, I. V. Debereiner dhe L. Y. Meyer), por vetëm D. I. Mendeleev arriti të shihte një model të caktuar duke rregulluar elementët në rritje. renditja e masave të tyre atomike. Ky model është periodik, kështu që Mendeleev formuloi ligjin që zbuloi si më poshtë: vetitë e elementeve, si dhe format dhe vetitë e përbërjeve të tyre, varen periodikisht nga masa atomike të elementit.

Në sistemin e elementeve kimike të propozuar nga Mendeleev, kishte një sërë kontradiktash që vetë autori i ligjit periodik nuk mund t'i eliminonte (argon-kalium, telur-jod, kobalt-nikel). Vetëm në fillim të shekullit të 20-të, pas zbulimit të strukturës së atomit, u shpjegua kuptimi fizik i ligjit periodik dhe formulim modern: vetitë e elementeve, si dhe format dhe vetitë e përbërjeve të tyre, varen periodikisht nga madhësia e ngarkesës së bërthamave të atomeve të tyre.

Ky formulim konfirmohet nga prania e izotopeve, Vetitë kimike të cilat janë identike, megjithëse masat atomike janë të ndryshme.

Ligji periodik është një nga ligjet bazë të natyrës dhe ligji më i rëndësishëm i kimisë. Me zbulimin e këtij ligji fillon etapa moderne e zhvillimit të shkencës kimike. Megjithëse kuptimi fizik i ligjit periodik u bë i qartë vetëm pas krijimit të teorisë së strukturës atomike, vetë kjo teori u zhvillua në bazë të ligjit periodik dhe sistemit të elementeve kimike. Ligji i ndihmon shkencëtarët të krijojnë elementë të rinj kimikë dhe komponime të reja elementesh dhe të marrin substanca me vetitë e dëshiruara. Vetë Mendeleev parashikoi ekzistencën e 12 elementeve që nuk ishin zbuluar ende në atë kohë dhe përcaktoi pozicionin e tyre në tabelën periodike. Ai përshkroi vetitë e tre prej këtyre elementeve në detaje, dhe gjatë jetës së shkencëtarit u zbuluan këto elemente ("ekabor" - galium, "ekaaluminium" - skandium, "ekasilicon" - germanium). Për më tepër, ligji periodik ka një rëndësi të madhe filozofike, duke konfirmuar ligjet më të përgjithshme të zhvillimit të natyrës.

Një pasqyrim grafik i ligjit periodik është sistemi periodik i elementeve kimike të Mendelejevit. Ekzistojnë disa forma të sistemit periodik (i shkurtër, i gjatë, me shkallë (propozuar nga N. Bohr), spirale). Në Rusi, forma e shkurtër është më e përhapura. Sistemi modern periodik përmban 110 elemente kimike të zbuluara deri më sot, secili prej të cilëve zë një vend të caktuar dhe ka numrin dhe emrin e vet serial. Tabela identifikon rreshtat horizontale - periudha (1-3 - e vogël, e përbërë nga një rresht; 4-6 - e madhe, e përbërë nga dy rreshta; periudha e 7-të - e paplotë). Përveç periudhave, ekzistojnë rreshta - grupe vertikale, secila prej të cilave ndahet në dy nëngrupe (kryesore - a dhe dytësore - b). Nëngrupet anësore përmbajnë elemente vetëm të periudhave të mëdha, të cilat të gjitha shfaqin veti metalike. Elementet e të njëjtit nëngrup kanë të njëjtën strukturë të predhave të jashtme të elektroneve, gjë që përcakton vetitë e tyre të ngjashme kimike.

Periudhaështë një sekuencë elementësh (nga një metal alkali në një gaz inert), atomet e të cilëve kanë të njëjtin numër nivelesh energjie të barabartë me numrin e periudhës.

Nëngrupi kryesorështë një rresht vertikal i elementeve, atomet e të cilëve kanë të njëjtin numër elektronesh në nivelin e tyre të jashtëm të energjisë. Ky numër është i barabartë me numrin e grupit (përveç hidrogjenit dhe heliumit).

Të gjithë elementët në tabelën periodike ndahen në 4 familje të elektroneve ( s-, fq-, d-,f-elemente) varësisht se cili nënnivel në atomin e elementit është i mbushur i fundit.

Nëngrupi anësor- ky është një rresht vertikal d-elemente që kanë të njëjtin numër total elektronesh për d-nënniveli i shtresës para-eksterne dhe s-nënniveli i shtresës së jashtme. Ky numër zakonisht është i barabartë me numrin e grupit.

Vetitë më të rëndësishme të elementeve kimike janë metaliciteti dhe jometalikiteti.

Metalicitetiështë aftësia e atomeve të një elementi kimik për të hequr dorë nga elektronet. Një karakteristikë sasiore e metalicitetit është energjia e jonizimit.

Energjia e jonizimit atomikështë sasia e energjisë që është e nevojshme për të hequr një elektron nga një atom i një elementi, d.m.th., për të shndërruar një atom në një kation. Sa më e ulët të jetë energjia e jonizimit, aq më lehtë atomi heq dorë nga një elektron, aq më të forta janë vetitë metalike të elementit.

Jo metalikeështë aftësia e atomeve të një elementi kimik për të fituar elektrone. Një karakteristikë sasiore e jometalitetit është afiniteti i elektroneve.

Afiniteti i elektroneveështë energjia që lirohet kur një elektron lidhet me një atom neutral, d.m.th., kur atomi shndërrohet në një anion. Sa më i madh të jetë afiniteti i elektroneve, aq më lehtë atomi bashkon një elektron dhe aq më të forta janë vetitë jometalike të elementit.

Një karakteristikë universale e metalicitetit dhe jometalitetit është elektronegativiteti (EO) i një elementi.

EO e një elementi karakterizon aftësinë e atomeve të tij për të tërhequr elektrone, të cilat marrin pjesë në formimin e lidhjeve kimike me atome të tjera në molekulë.

Sa më i lartë të jetë metali, aq më i ulët është OE.

Sa më i madh të jetë jometaliteti, aq më i madh është OE.

Kur përcaktohen vlerat relative të EO në shkallën Pauling, EO e atomit të litiumit merret si një (EO(Li) = 1); elementi më elektronegativ është fluori (EO(F) = 4).

Në periudha të shkurtra nga metali alkali në gaz inert:

Ngarkesa e bërthamave atomike rritet;

Numri i niveleve të energjisë nuk ndryshon;

Numri i elektroneve në nivelin e jashtëm rritet nga 1 në 8;

Rrezja e atomeve zvogëlohet;

Forca e lidhjes midis elektroneve të shtresës së jashtme dhe bërthamës rritet;

Energjia e jonizimit rritet;

Afiniteti i elektroneve rritet;

OE rritet;

Metaliteti i elementeve zvogëlohet;

Jometaliteti i elementeve rritet.

Të gjitha d-elementet e një periudhe të caktuar janë të ngjashme në vetitë e tyre - ato janë të gjitha metale, kanë rreze atomike paksa të ndryshme dhe vlera EO, pasi përmbajnë të njëjtin numër elektronesh në nivelin e jashtëm (për shembull, në periudhën e 4-të - përveç Cr dhe Cu).

Në nëngrupet kryesore nga lart poshtë:

Numri i niveleve të energjisë në një atom rritet;

Numri i elektroneve në nivelin e jashtëm është i njëjtë;

Rrezja e atomeve rritet;

Forca e lidhjes midis elektroneve të nivelit të jashtëm dhe bërthamës zvogëlohet;

Energjia e jonizimit zvogëlohet;

Afiniteti i elektroneve zvogëlohet;

OE zvogëlohet;

Metaliteti i elementeve rritet;

Jometaliteti i elementeve zvogëlohet.

Ligji periodik i D.I Mendeleev, formulimi i tij modern. Cili është ndryshimi i tij nga ai i dhënë nga D.I. Shpjegoni se çfarë e shkaktoi këtë ndryshim në formulimin e ligjit? Cili është kuptimi fizik i Ligjit Periodik? Shpjegoni arsyen e ndryshimeve periodike në vetitë e elementeve kimike. Si e kuptoni fenomenin e periodicitetit?

Ligji periodik u formulua nga D.I Mendeleev në formën e mëposhtme (1871): "Vetitë e trupave të thjeshtë, si dhe format dhe vetitë e përbërjeve të elementeve, dhe për këtë arsye vetitë e trupave të thjeshtë dhe kompleksë që ata formojnë, janë periodikisht. varen nga pesha e tyre atomike”.

Aktualisht, Ligji Periodik i D. I. Mendeleev ka formulimin e mëposhtëm: "vetitë e elementeve kimike, si dhe format dhe vetitë e substancave dhe komponimeve të thjeshta që ato formojnë, varen periodikisht nga madhësia e ngarkesave të bërthamave të atomeve të tyre. ”

E veçanta e Ligjit Periodik midis ligjeve të tjera themelore është se ai nuk ka një shprehje në formën e një ekuacioni matematikor. Shprehja grafike (tabelore) e ligjit është Tabela Periodike e Elementeve e zhvilluar nga Mendelejevi.

Ligji periodik është universal për Universin: siç vuri në dukje figurativisht kimisti i famshëm rus N.D. Zelinsky, ligji periodik ishte "zbulimi i lidhjes së ndërsjellë të të gjithë atomeve në univers".

NË gjendja e tanishme Tabela periodike e elementeve përbëhet nga 10 rreshta horizontale (periudha) dhe 8 kolona vertikale (grupe). Tre rreshtat e parë formojnë tre periudha të vogla. Periudhat pasuese përfshijnë dy rreshta. Përveç kësaj, duke filluar nga e gjashta, periudhat përfshijnë seri shtesë të lantanideve (periudha e gjashtë) dhe aktinideve (periudha e shtatë).

Gjatë kësaj periudhe vihet re një dobësim i vetive metalike dhe një rritje e vetive jometalike. Elementi i fundit i periudhës është një gaz fisnik. Çdo periudhë pasuese fillon me një metal alkali, d.m.th., me rritjen e masës atomike të elementeve, ndryshimi i vetive kimike ka një karakter periodik.

Me zhvillimin e fizikës atomike dhe kimisë kuantike, Ligji Periodik mori një justifikim të rreptë teorik. Falë veprave klasike të J. Rydberg (1897), A. Van den Broek (1911), G. Moseley (1913), u zbulua kuptimi fizik i numrit serik (atomik) të një elementi. Më vonë, u krijua një model mekanik kuantik i ndryshimit periodik strukturë elektronike atomet e elementeve kimike me rritjen e ngarkesave të bërthamave të tyre (N. Bohr, W. Pauli, E. Schrödinger, W. Heisenberg etj.).

Vetitë periodike të elementeve kimike

Në parim, vetitë e një elementi kimik kombinojnë të gjitha, pa përjashtim, karakteristikat e tij në gjendjen e atomeve ose joneve të lira, të hidratuar ose të tretshëm, në gjendje substancë e thjeshtë, si dhe format dhe vetitë e përbërjeve të shumta që formon. Por zakonisht vetitë e një elementi kimik nënkuptojnë, së pari, vetitë e atomeve të tij të lira dhe, së dyti, vetitë e një substance të thjeshtë. Shumica e këtyre vetive shfaqin një varësi të qartë periodike nga numri atomik i elementeve kimike. Ndër këto veti, më të rëndësishmet dhe me rëndësi të veçantë në shpjegimin ose parashikimin e sjelljes kimike të elementeve dhe përbërjeve që ato formojnë janë:

Energjia e jonizimit të atomeve;

Energjia e afinitetit të elektroneve të atomeve;

Elektronegativiteti;

Rrezet atomike (dhe jonike);

Energjia e atomizimit të substancave të thjeshta

Gjendjet e oksidimit;

Potencialet e oksidimit të substancave të thjeshta.

Kuptimi fizik i ligjit periodik është se ndryshimi periodik në vetitë e elementeve është në përputhje të plotë me strukturat e ngjashme elektronike të atomeve të rinovuara periodikisht në nivele gjithnjë e më të larta të energjisë. Me ndryshimin e rregullt të tyre, vetitë fizike dhe kimike ndryshojnë natyrshëm.

Kuptimi fizik i ligjit periodik u bë i qartë pas krijimit të teorisë së strukturës atomike.

Pra, kuptimi fizik i ligjit periodik është se ndryshimi periodik në vetitë e elementeve është në përputhje të plotë me strukturat e ngjashme elektronike të atomeve të rinovuara periodikisht në nivele gjithnjë e më të larta të energjisë. Me ndryshimin e tyre të rregullt, vetitë fizike dhe kimike të elementeve ndryshojnë natyrshëm.

Cili është kuptimi fizik i ligjit periodik.

Këto përfundime zbulojnë kuptimin fizik të ligjit periodik të D.I. Mendeleev, i cili mbeti i paqartë për gjysmë shekulli pas zbulimit të këtij ligji.

Nga kjo rrjedh se kuptimi fizik i ligjit periodik të D.I. Mendeleev konsiston në përsëritjen periodike të konfigurimeve të ngjashme elektronike me një rritje të numrit kuantik kryesor dhe unifikimin e elementeve sipas afërsisë së strukturës së tyre elektronike.

Teoria e strukturës atomike ka treguar se kuptimi fizik i ligjit periodik është se me një rritje të njëpasnjëshme të ngarkesave bërthamore, strukturat e ngjashme elektronike valente të atomeve përsëriten periodikisht.

Nga të gjitha sa më sipër, është e qartë se teoria e strukturës së atomit zbuloi kuptimin fizik të ligjit periodik të D. I. Mendeleev dhe zbuloi akoma më qartë rëndësinë e tij si bazë për zhvillimin e mëtejshëm kimia, fizika dhe një sërë shkencash të tjera.

Zëvendësimi i masës atomike me një ngarkesë bërthamore ishte hapi i parë në zbulimin e kuptimit fizik të ligjit periodik, më tej, ishte e rëndësishme të përcaktoheshin arsyet për shfaqjen e periodicitetit, natyrës funksion periodik varësia e vetive nga ngarkesa e bërthamës, shpjegoni vlerat e periudhës, numrin e elementeve të rralla tokësore etj.

Për elementët analogë, i njëjti numër elektronesh vërehet në predha me të njëjtin emër në kuptime të ndryshme numri kuantik kryesor. Prandaj, kuptimi fizik i Ligjit Periodik qëndron në ndryshimin periodik të vetive të elementeve si rezultat i predhave elektronike të ngjashme të atomeve të rinovuara periodikisht me një rritje të vazhdueshme në vlerat e numrit kuantik kryesor.

Për elementët analogë, i njëjti numër elektronesh vërehet në orbitalet me të njëjtin emër në vlera të ndryshme të numrit kuantik kryesor. Prandaj, kuptimi fizik i Ligjit Periodik qëndron në ndryshimin periodik të vetive të elementeve si rezultat i predhave elektronike të ngjashme të atomeve të rinovuara periodikisht me një rritje të vazhdueshme në vlerat e numrit kuantik kryesor.

Kështu, me një rritje të vazhdueshme të ngarkesave të bërthamave atomike, konfigurimi i predhave të elektroneve përsëritet periodikisht dhe, si pasojë, vetitë kimike të elementeve përsëriten periodikisht. Ky është kuptimi fizik i ligjit periodik.

Ligji periodik i D. I. Mendeleev është baza kimi moderne. Studimi i strukturës së atomeve zbulon kuptimin fizik të ligjit periodik dhe shpjegon modelet e ndryshimeve në vetitë e elementeve në periudha dhe në grupe të sistemit periodik. Njohja e strukturës së atomeve është e nevojshme për të kuptuar shkaqet e formimit lidhje kimike. Natyra e lidhjes kimike në molekula përcakton vetitë e substancave. Prandaj, ky seksion është një nga seksionet më të rëndësishme të kimisë së përgjithshme.

ekosistemi periodik i historisë natyrore