Строение атома и периодическая система элементов. Хови А.М. - 38 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

38
 ñîâðåìåííîé ôîðìóëèðîâêå ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà â îñíîâó ïîëîæåí
íå àòîìíûé âåñ (àòîìíàÿ ìàññà), à ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä ÿäðà (÷èñëî ïðîòî-
íîâ), êîòîðîìó ñîîòâåòñòâóåò ïîðÿäêîâûé íîìåð ýëåìåíòà. Ïîðÿäêîâûé íî-
ìåð â îòëè÷èå îò àòîìíîé ìàññû íå çàâèñèò îò èçîòîïíîãî ñîñòàâà è ïîýòîìó
áîëåå ïðàâèëüíî îòðàæàåò ïåðèîäè÷åñêóþ çàâèñèìîñòü ñâîéñòâ ýëåìåíòîâ.
Òàêèì îáðàçîì, ïîñëå çàïîëíåíèÿ äàííîé îáîëî÷êè ýëåêòðîíàìè, â ñî-
îòâåòñòâèè ñ ïðèíöèïàìè Ïàóëè è íàèìåíüøåé ýíåðãèè, íà÷èíàåòñÿ çà-
ïîëíåíèå íîâîé ýëåêòðîííîé îáîëî÷êè ñ ïîâòîðåíèåì ñõîäíîé ýëåêòðîííîé
êîíôèãóðàöèè, ÷òî è âûçûâàåò ïåðèîäè÷íîñòü â ñâîéñòâàõ ýëåìåíòîâ.
Âûðàæåíèåì ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà ÿâëÿåòñÿ ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà
ýëåìåíòîâ. Êàê èçâåñòíî, ôóíêöèîíàëüíûå çàâèñèìîñòè ìîãóò áûòü âûðà-
æåíû òðåìÿ ñïîñîáàìè: ñ ïîìîùüþ óðàâíåíèé, â âèäå ãðàôèêîâ è â âèäå
òàáëèö. Äëÿ ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà ñàìîé ïðîñòîé è óäîáíîé îêàçàëàñü òàá-
ëè÷íàÿ ôîðìà, â êîòîðîé ýëåìåíòû ðàñïîëîæåíû â îïðåäåëåííîì ïîðÿäêå 
â ñîîòâåòñòâèè ñ èõ ýëåêòðîííûì ñòðîåíèåì. Áûëî ïðåäëîæåíî ìíîãî âàðè-
àíòîâ ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû, èç êîòîðûõ íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå
ïîëó÷èëà êîðîòêîïåðèîäíàÿ òàáëèöà, èçâåñòíàÿ åùå ñî âðåìåí îòêðûòèÿ Ä.È.
Ìåíäåëååâûì ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà, íî â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ óäîáíî àíà-
ëèçèðîâàòü ïîëóäëèííûé è äëèííûé âàðèàíòû ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû.
Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà Ä.È. Ìåíäåëååâà ñîñòîèò èç ñåðèè ïåðèîäîâ,
îáîçíà÷àåìûõ àðàáñêèìè öèôðàìè. Òðè ïåðèîäà (1,2 è 3) ìàëûå, îäíîðÿä-
íûå; ïåðâûé ñîäåðæèò ëèøü äâà ýëåìåíòà, âòîðîé è òðåòèé ïî âîñåìü.
Îñòàëüíûå ïåðèîäû áîëüøèå; â äâóõ èç íèõ (4 è 5) ïî 18 ýëåìåíòîâ, â
øåñòîì  32. Ñåäüìîé ïåðèîä íå çàâåðøåí.
Ðàññìîòðèì ñòðóêòóðó êîðîòêîïåðèîäíîãî âàðèàíòà òàáëèöû (ñì.
ôîðçàö êíèãè).
Êàæäûé èç ïåðèîäîâ (êðîìå ïåðâîãî) íà÷èíàåòñÿ òèïè÷íûì ìåòàë-
ëîì è çàâåðøàåòñÿ áëàãîðîäíûì ãàçîì, êîòîðîìó ïðåäøåñòâóåò òèïè÷-
íûé íåìåòàëë. Òàêèì îáðàçîì, ñëåâà íàïðàâî îñóùåñòâëÿåòñÿ
ïîñòåïåííûé ïåðåõîä îò ìåòàëëè÷åñêèõ ñâîéñòâ ê íåìåòàëëè÷åñêèì.
 ïåðâîì ïåðèîäå, êðîìå áëàãîðîäíîãî ãàçà ãåëèÿ, íàõîäèòñÿ òîëüêî îäèí
ýëåìåíò  âîäîðîä, êîòîðûé, åñòåñòâåííî, ñî÷åòàåò ñâîéñòâà ìåòàëëîâ è íå-
ìåòàëëîâ, ïîýòîìó åãî ÷àñòî ïîìåùàþò è â ïåðâóþ, è â ñåäüìóþ ãðóïïó.
Äâóõðÿäíûå ÷åòâåðòûé è ïÿòûé ïåðèîäû â îòëè÷èå îò ïåðâûõ òðåõ ñî-
äåðæàò âñòàâíûå äåêàäû ýëåìåíòîâ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ìåòàëëàìè. Â ðÿäó
ýòèõ ïåðåõîäíûõ ýëåìåíòîâ ïðîèñõîäèò çàïîëíåíèå ýëåêòðîíàìè ïðåäâíåø-
íåé îáîëî÷êè ñ ñîõðàíåíèåì (çà íåêîòîðûì èñêëþ÷åíèåì) ýëåêòðîííîãî
ñòðîåíèÿ íàðóæíîãî ñëîÿ. Ïîýòîìó ñâîéñòâà ýòèõ äåñÿòè ýëåìåíòîâ èçìå-
    ñîâðåìåííîé ôîðìóëèðîâêå ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà â îñíîâó ïîëîæåí
íå àòîìíûé âåñ (àòîìíàÿ ìàññà), à ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä ÿäðà (÷èñëî ïðîòî-
íîâ), êîòîðîìó ñîîòâåòñòâóåò ïîðÿäêîâûé íîìåð ýëåìåíòà. Ïîðÿäêîâûé íî-
ìåð â îòëè÷èå îò àòîìíîé ìàññû íå çàâèñèò îò èçîòîïíîãî ñîñòàâà è ïîýòîìó
áîëåå ïðàâèëüíî îòðàæàåò ïåðèîäè÷åñêóþ çàâèñèìîñòü ñâîéñòâ ýëåìåíòîâ.
   Òàêèì îáðàçîì, ïîñëå çàïîëíåíèÿ äàííîé îáîëî÷êè ýëåêòðîíàìè, â ñî-
îòâåòñòâèè ñ ïðèíöèïàìè Ïàóëè è íàèìåíüøåé ýíåðãèè, íà÷èíàåòñÿ çà-
ïîëíåíèå íîâîé ýëåêòðîííîé îáîëî÷êè ñ ïîâòîðåíèåì ñõîäíîé ýëåêòðîííîé
êîíôèãóðàöèè, ÷òî è âûçûâàåò ïåðèîäè÷íîñòü â ñâîéñòâàõ ýëåìåíòîâ.
   Âûðàæåíèåì ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà ÿâëÿåòñÿ ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà
ýëåìåíòîâ. Êàê èçâåñòíî, ôóíêöèîíàëüíûå çàâèñèìîñòè ìîãóò áûòü âûðà-
æåíû òðåìÿ ñïîñîáàìè: ñ ïîìîùüþ óðàâíåíèé, â âèäå ãðàôèêîâ è â âèäå
òàáëèö. Äëÿ ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà ñàìîé ïðîñòîé è óäîáíîé îêàçàëàñü òàá-
ëè÷íàÿ ôîðìà, â êîòîðîé ýëåìåíòû ðàñïîëîæåíû â îïðåäåëåííîì ïîðÿäêå –
â ñîîòâåòñòâèè ñ èõ ýëåêòðîííûì ñòðîåíèåì. Áûëî ïðåäëîæåíî ìíîãî âàðè-
àíòîâ ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû, èç êîòîðûõ íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå
ïîëó÷èëà êîðîòêîïåðèîäíàÿ òàáëèöà, èçâåñòíàÿ åùå ñî âðåìåí îòêðûòèÿ Ä.È.
Ìåíäåëååâûì ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà, íî â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ óäîáíî àíà-
ëèçèðîâàòü ïîëóäëèííûé è äëèííûé âàðèàíòû ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû.
   Ïåðèîäè÷åñêàÿ ñèñòåìà Ä.È. Ìåíäåëååâà ñîñòîèò èç ñåðèè ïåðèîäîâ,
îáîçíà÷àåìûõ àðàáñêèìè öèôðàìè. Òðè ïåðèîäà (1,2 è 3) ìàëûå, îäíîðÿä-
íûå; ïåðâûé ñîäåðæèò ëèøü äâà ýëåìåíòà, âòîðîé è òðåòèé – ïî âîñåìü.
Îñòàëüíûå ïåðèîäû – áîëüøèå; â äâóõ èç íèõ (4 è 5) ïî 18 ýëåìåíòîâ, â
øåñòîì – 32. Ñåäüìîé ïåðèîä íå çàâåðøåí.
   Ðàññìîòðèì ñòðóêòóðó êîðîòêîïåðèîäíîãî âàðèàíòà òàáëèöû (ñì.
ôîðçàö êíèãè).
   Êàæäûé èç ïåðèîäîâ (êðîìå ïåðâîãî) íà÷èíàåòñÿ òèïè÷íûì ìåòàë-
ëîì è çàâåðøàåòñÿ áëàãîðîäíûì ãàçîì, êîòîðîìó ïðåäøåñòâóåò òèïè÷-
íûé íåìåòàëë. Òàêèì îáðàçîì, ñëåâà íàïðàâî îñóùåñòâëÿåòñÿ
ïîñòåïåííûé ïåðåõîä îò ìåòàëëè÷åñêèõ ñâîéñòâ ê íåìåòàëëè÷åñêèì.
   Â ïåðâîì ïåðèîäå, êðîìå áëàãîðîäíîãî ãàçà ãåëèÿ, íàõîäèòñÿ òîëüêî îäèí
ýëåìåíò – âîäîðîä, êîòîðûé, åñòåñòâåííî, ñî÷åòàåò ñâîéñòâà ìåòàëëîâ è íå-
ìåòàëëîâ, ïîýòîìó åãî ÷àñòî ïîìåùàþò è â ïåðâóþ, è â ñåäüìóþ ãðóïïó.
   Äâóõðÿäíûå ÷åòâåðòûé è ïÿòûé ïåðèîäû â îòëè÷èå îò ïåðâûõ òðåõ ñî-
äåðæàò âñòàâíûå äåêàäû ýëåìåíòîâ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ìåòàëëàìè. Â ðÿäó
ýòèõ ïåðåõîäíûõ ýëåìåíòîâ ïðîèñõîäèò çàïîëíåíèå ýëåêòðîíàìè ïðåäâíåø-
íåé îáîëî÷êè ñ ñîõðàíåíèåì (çà íåêîòîðûì èñêëþ÷åíèåì) ýëåêòðîííîãî
ñòðîåíèÿ íàðóæíîãî ñëîÿ. Ïîýòîìó ñâîéñòâà ýòèõ äåñÿòè ýëåìåíòîâ èçìå-

38