I правило Клечковського

План

1. Періодичний закон, як основа для вивчення хімічних і фізичних властивостей простих і складних речовин.

2. Початок класифікації елементів.

3. Періодична система Д.І.Менделєєва.

4. Значення періодичної системи.

Періодичний закон, як основа для вивчення хімічних і фізичних властивостей простих і складних речовин

Порівняння властивостей хімічних елементів привело до розподілу їх на дві великі групи - метали та неметали, чи металоїди. Цей розподіл базувався в першу чергу на різниці в зовнішніх, фізичних властивостях простих речовин. Метали відрізняються характерним “металевим” блиском, мають гарну тепло- та електропровідність. За звичайною температурою усі метали - тверді речовини. Неметали не мають перерахованих вище властивостей. Вони не мають характерного для металів блиску, дуже погано проводять тепло та електроенергію. Велика кількість із них за звичайних умов – гази.

Початок класифікації елементів

У 1829 р. Деберейнер розподілив елементи на групи за подібністю їх хімічних властивостей. Групи Деберейнер назвав тріадами. Він виділив три Тріади.

У 1863 р. Ньюлендс розташував елементи послідовно за збільшенням їх атомних мас і відмітив, що восьмий елемент, починаючи з любого, приблизно повторює властивості першого. Ньюлендс назвав цю закономірність “законом октав” і, виходячи з неї, спробував розподілити усі відомі йому елементи на групи (октави).

У 1864 р. з’явилась робота Лотара Майера, у якій була наведена таблиця, що містила деякі хімічні елементи, розподілені за валентністю на шість груп.

Менделєєв на відміну від попередніх учених вважав, що між усіма хімічними елементами повинен бути зв’язок, який об’єднує їх в одне ціле. Він розташував елементи за збільшенням їх атомних мас і винайшов, що подібні в хімічному відношенні елементи зустрічаються через правильні інтервали і що, таким чином, однакові властивості періодично повторюються в ряді елементів. Ця закономірність одержала свій вираз у періодичному законі: властивості тіл, а також форми та властивості елементів знаходяться в періодичній залежності від величини атомних висів елементів.

Періодична система Д.І.Менделєєва

Класифікацію хімічних елементів Менделєєв виразив у формі періодичної системи.

Ряди елементів, у межах яких властивості змінюються послідовно називають періодами. Менделєєв розділив усі елементи на періоди та розташував один період під іншим таким чином, щоб подібні за властивостями та типом сполук, які вони утворюють, елементи знаходились друг під другом. Цю таблицю Менделєєв назвав періодичною системою елементів за групами та рядами.

Вона складається з 10 рядів та 8 груп.

У першому ряді знаходиться 2 елементи - H та He, другий та третій ряди складаються з 8 елементів. Це малі періоди. Четвертий та п’ятий ряди утворюють 4 період, який складається з 18 елементів і називається великим періодом. Шостий та сьомий утворюють 5 великий період, а восьмий та дев’ятий ряди - 6 великий період. У цьому ряді після лантану йдуть 14 елементів, які називають лантаноїдами. Їх, звичайно, розміщують поза загальною таблицею, а в клітині для лантану відмічають їх положення в системі.

У великих періодах не усі властивості елементів змінюються так послідовно, як у другому та третьому. Тут спостерігається ще деяка періодичність у зміні властивостей самих періодів. У зв’язку з цим великі періоди були поділені на дві частини (2 ряди).

Десятий ряд складає 7 період (19 елементів). 14 елементів, які йдуть за актинієм, мають будову подібну до будови актинію, тому їх під назвою актиноїди розташовують поза загальною таблицею.

У групах розташовуються елементи, що мають сходні властивості. Усього в таблиці 8 груп. Найбільша валентність елементів кожної групи за киснем відповідає за не багатьма виключеннями номеру групи.

З 4 періоду групи поділили на дві підгрупи. Елементи 2,3 періодів, звичайно, об’єднують із подібними елементами інших рядів в одну головну підгрупу, а інша підгрупа називається побічною.

Значення періодичної системи

Періодична система елементів є першою класифікацією хімічних елементів, яка показала, що вони утворюють систему і взаємозв’язані один з одним. Велике значення має періодична система в рішенні питання про валентність та величини атомних весів деяких елементів.

Література: [1] с.23-26; [2] с.30-46]; [6] с.73-89]

СУЧАСНІ ТЕОРІЇ БУДОВИ АТОМІВ

ТА ХІМІЧНОГО ЗВ'ЯЗКУ

Лекції №3,4 (4 години)

План

1. Будова атому.

2. Енергетичний стан електрона в атомі.

3. Валентність, енергія іонізації та спорідненість до електрону, електронегативність.

4. Теорія хімічної будови О.М. Бутлерова.

5. Параметри хімічного зв’язку.

6. Гібридизація атомних орбіталей і просторова конфігурація молекул.

s-, p- зв’язки.

7.Типи ковалентного зв’язку.

8. Водневий зв'язок.

9. Іонний зв’язок.

10. Металевий зв’язок.

Будова атому

Резерфорд у 1911 р. запропонував схему будови атому, яка одержала назву “ядерної моделі атому”. Атом складається з позитивно зарядженого ядра та електронів, які рухаються коло нього. Позитивний заряд ядра нейтралізується сумарним негативним зарядом електронів, так що атом у цілому електронейтральний.

Фізичний зміст порядкового номера елемента в ПС: порядковий номер виражає позитивний заряд ядра атому. З електронейтральності витікає, що число електронів, які рухаються коло ядра, дорівнює порядковому номеру елемента.

Будова електронної оболонки за теорією Бора

· Електрон може рухатись коло ядра не за будь-якими, а тільки за певними круговими орбітами (стаціонарними).

· Рухаючись за стаціонарною орбітою, електрон не випромінює електромагнітної енергії.

· Випромінювання виникає тільки під час переходу з однієї стаціонарної орбіти на іншу.

Енергетичний стан електрона в атомі

а) можливі енергетичні стани електрона в атомі визначаються величиною головного квантового числа n, яке може приймати позитивні цілочисленні значення n=1,2,3…

Стан електрона, який характеризується певним значенням n називають енергетичним рівнем.

Головне квантове число визначає розміри електронної хмари.

б) форма електронної хмари визначається орбітальним квантовим числом L, яке приймає значення від 0…(n-1).

Стани електрона, які характеризуються різними значеннями L, називаються енергетичними підрівнями електрона в атомі.

Цим підрівням дають відповідні літерні позначення:

в) орієнтація електронної хмари визначається значенням магнітного квантового числа m, яке приймає цілочисленні значення від +L до–L.

Стан електрона в атомі, який характеризується певними значеннями n, L, m, називають атомною електронною орбіталлю.

г) електрон характеризується ще однією величиною, яка визначає його власний стан. Цю величину називають спіновим числом чи спіном. Позначають s. Спін маже приймати значення +1/2, -1/2.

Для визначення стану електрона в багатоелектронному атомі велике значення має принцип Паулі: в атомі не може бути двох електронів, у яких усі чотири квантові числа були би однаковими. Це означає, що на кожній атомній орбіталі, яка характеризується певними значеннями n, L, m, може знаходитись не більше двох електронів, спіни яких мають протилежні знаки. Такі два електрони називають спарованими.

I правило Клечковського

Під час збільшення заряду ядра атома послідовне заповнення електронних орбіталей перебігає від орбіталей з меншим значенням суми головного та орбітального квантових чисел (n+L) до орбіталей з більшим значенням цієї суми.