СТРОЕНИЕ АТОМА И ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН

Периодический закон и его табличное выражение — Периодическая система тесно связаны со строением атомов элементов. Последовательность расположения в Периодической системе всех известных элементов от водорода Н до элемента 109 по возрастанию порядкового номера отражает постепенное заполнение ядра атома протонами, а электронной оболочки электронами, что придает ясный физический смысл значениям порядкового номера.

Между положением элементов в Периодической системе и строением их атомов существует следующая взаимосвязь:

1) атомы всех элементов одного и того же периода имеют равное число энергетических уровней, частично или полностью заполненных электронами.

2) атомы всех элементов главных групп (А-групп) имеют равное число внешних электронов (электронов на высшем энергетическом уровне).

Номер периода показывает:

число электронных слоев;

номер внешнего электронного слоя;

число энергетических уровней;

номер высшего энергетического уровня;

значение главного квантового числа для высшего энергетического уровня.

Поскольку в атомах всех известных элементов в предельном случае заполняется (полностью или частично) семь энергетических уровней, в Периодической системе имеется семь периодов.

Номер главной группы (А-группы) показывает:

число внешних электронов;

число электронов на внешнем энергетическом уровне.

Поскольку во внешнем электронном слое атома может быть максимум восемь электронов, а заполнение внешнего слоя происходит у атомов элементов А-групп, в Периодической системе имеется восемь главных групп, или групп 1А — VША.

Нередко при объяснении химической связи между атомами символы элементов

Для элементов побочных групп (Б- групп) не существует прямой связи между номером группы и числом внешних электронов, поскольку в атомах этих элементов заполняются внутренние энергетические. За редким исключением можно утверждать, что атомы элементов побочных групп (Б- групп), имеют, как правило, два внешних электрона.

в Периодической системе отчетливо различаются четыре секции элементов в зависимости от вида заселяемого электронами подуровня:

s-элементы — достраивается s-подуровень

р-элементы — достраивается p-подуровень

d-элементы — достраивается d-подуровень

f-элементы — достраивается f-подуровень

Особое положение занимают водород и гелий — элементы первого периода. Водород обычно помещают в 1А группу, над щелочными элементами, реже — в VПА группу, над галогенами. По современным представлениям водород не относят ни к какой группе, а считают просто элементом первого периода. Гелий, хотя он и является s-элементом, по свойствам близок к элементам VША группы и поэтому его помещают в Периодической системе над другими благородными газами.

заполнение соответствующих подуровней атомов элементов:

1 период (2 элемента) 1s²

2 период (8 элементов) 2s²2р⁶

3 период (8 элементов) 3s²3р⁶

4 период (18 элементов) 4s²4р⁶3d¹⁽⁾

5 период (18 элементов) 5s²5р⁶4d¹⁰

6 период (32 элемента) 6s²6р⁶5d¹⁰4f¹⁴

Все s- и р-элементы относятся к элементам А-групп, все d- и f-элементы — к элементам Б- групп. В каждом периоде, начиная с четвертого, секции s- и p-элементов разделены секцией d-элементов (в шестом и седьмом периодах еще и секцией f-элементов), поэтому d-элементы часто называют также переходными элементами.

Для интерпретации химической связи важно понятие о валентных электронах. Для атомов элементов А-групп валентными являются электроны застраивающихся s- и p-подуровней, для атомов элементов Б- групп — электроны s- и d-подуровней, к которым у атомов лантаноидов и актиноидов добавляются электроны f-подуровня. Именно между этими валентными подуровнями происходит «перескок» электронов, вызывающий отклонение электронных конфигураций от строгой последовательности заполнения. Однако большого влияния на химические свойства элементов такие переходы существенного влияния не оказывают, поскольку эти электроны все равно остаются валентными.