Периодическая система элементов д.И.Менделеева (пс)

Существует много форм ПС, но в настоящее время наиболее часто употребляются:

1. короткая (компактная, короткопериодная) − у нас в стране;

2. длинная (длиннопериодная) − на западе;

3. супердлинная (сверхдлинная) − наиболее стройная и информативная.

I. В ПС насчитывается в настоящее время 110 элементов, располагающихся в порядке возрастания заряда ядра, из них 92 элемента существуют в природе, 93-тий − нептуний и следующие за ним получены искусственным путем.

II. ПС состоит из 7 периодов (горизонтальных строк или линий0, обозначенных арабскими цифрами: 1, 2, 3 − малые периоды, или однорядовые; 4, 5, 6, 7 − большие, или двухрядовые. Первый период содержит 2 элемента; второй и третий − по 8; четвертый и пятый − по 18; шестой − 32 и седьмой − не завершен.

III. Каждый период начинается типичным металлом и завершается благородным газом, которому предшествует типичный неметалл

3 Период Na …. Cl, Ar.

IV. Условная граница между металлами и неметаллами проходит по Z-образной кривой: B−Si−As−Te−At, называемой диагональю амфотерности, так как элементы, примыкающие к ней обладают амфотерными свойствами. B−Si−As−Te−At, а также Ge, Sb называют семиметаллами, или полуметаллами.

Благородный газ отделяет неметалл предыдущего периода от типичного металла последующего периода. В пределах периода слева направо происходит ослабление свойств, присущих металлам, и усиление свойств, присущих неметаллам.

V. Номер периода показывает количество электронных слоев, занятых электронами, или количество энергетических уровней в атоме.

Номер периода определяет также и номер слоя, на котором находятся внешние (валентные) электроны, т.е. номер слоя, заполнение которого электронами происходит

Nпериода	Nвалентного слоя	Количество электронных слоев (энергетических уровней)
1	1	1 − K
2	2	2 − KL
3	3	3 − KLM

VI. Четвертый и пятый периоды содержат на 10 элементов больше, чем второй и третий. Вставки из 10 элементов называют декадами. Аналогичные вставки есть и в шестом и в седьмом периодах.

Все элементы вставных декад являются металлами со сходными, но различимыми химическими свойствами. Все эти элементы. 4, 5, 6, 7 периодов (в таблице изображены синим цветом) объединены в семейство и назвали семейство переходными элементами. У них происходит заполнение электронами не внешнего, а внутреннего слоя, т.е. у них всех заполняются (n-1)d – орбитали, где n − номер периода. Их также называют d-металлами.

VII. В 6 и 7 периодах имеются еще одни вставки из 14 элементов. Все они являются металлами с очень похожими химическими свойствами. Их объединили в семейство и назвали внутренние переходные элементы.

Так за La и Ac следуют по 14 элементов, названных соответственно лантанидами и актинидами. Электронами у них заполняются (n-2)f – орбитали. Их еще называют f –элементами.

VIII. Распределение элементов по периодам приводит к такому их расположению, что в вертикальных столбцах (колонках) оказываются семейства сходных элементов, образующих группы. Всего в ПС насчитывается 8 групп, обозначаемых римскими цифрами.

Номер группы определяет число электронов в его внешнем электронном слое, т.е. число валентных электронов (максимальное число внешних ē − 8, что и соответствует 8 группам). Он также определяет высшую его валентность, которая достигается в соединениях с кислородом.

IX. Каждая группа подразделяется на две подгруппы: главную или А (расположена слева) и побочную или Б (расположена справа). Элементы главных и побочных подгрупп разъединены.

X. Наличие вставных декад в 4, 5, 6, 7 периодах и вставных из 14 элементов в 6 и 7 периодах приводит к формированию трех видов подгрупп:

а) главные (основные) подгруппы образуют семейство типичных элементов, т.е. семейство, в котором каждый новый элемент содержит один дополнительный электрон во внешнем слое (IА; IIА и т.д. все 8 групп). Возглавляет каждую подгруппу элемент второго периода, и каждый элемент этих подгрупп имеет одинаковое число s- и p-элементов во внешнем слое (IVА − два s- и два p-электрона, т.е. 4).

Элементы конкретной подгруппы имеют свои специфические названия:

IА − щелочные металлы;

IIА − щелочноземельные металлы;

IIIА − подгруппа бора;

IVА − подгруппа углерода;

VА − подгруппа азота;

VIА − подгруппа кислорода или халькогены;

VIIА − галогены;

VIIIА − инертные или благородные газы.

б) первые побочные (дополнительные) подгруппы образуют семейство вставных декад или семейство переходных элементов. Они короче основных подгрупп и начинаются с четвертого периода. Всего первых побочных подгрупп 10.

IБ − подгруппа меди

IIБ − подгруппа цинка

IIIБ − редкоземельные элементы

IVБ − подгруппа титана

VБ − подгруппа ванадия

VIБ − подгруппа хрома

VIIБ − подгруппа марганца

VIIIБ − Fe, Co, Ni − подгруппа железа

Ru, Rh, Pd; Os, Ir, Pt − подгруппа

платины

в) вторые побочные (дополнительные) подгруппы самые короткие и состоят из двух элементов: лантанида и актинида. Всего их 14 подгрупп.

Элементы IА и IIА подгрупп − s-элементы; IIIА, IVА, VА, VIА, VIIА и VIIIА − p-элементы. Элементы первых побочных подгрупп − d-элементы; вторых побочных − f-элементы.

Периодичность − это повторяемость сходства химических и некоторых физических свойств у простых веществ и их соединений через правильные интервалы при изменении порядкового номера элемента.

Вертикальная периодичность − по группам (атомный объем, энергия ионизации, атомный радиус и т.д.).

Горизонтальная периодичность − по периодам (сродство к электрону, степень окисления, энергия ионизации и т.д.).

Сходство в химических свойствах в диагональных направлениях ПС вызвано тем, что нарастание неметаллических свойств в периодах слева направо приблизительно

уравновешивается эффектом увеличения металлических свойств в вертикальном направлении сверху вниз.

период	IА	IIА	IIIА	IVА	VА
2	Li	Be	B	C	N
3	Na	Mg	Al	Si	P

Объединение вертикальной, горизонтальной и диагональной периодичности называется ”звездной периодичностью”, или ”геохимической звездой” − используется для прогнозирования поиска тех или иных соединений элементов в различных рядах и минералах.

Вторичная периодичность − немонотонность изменения свойств атомов в подгруппах А и Б.