Углублено понятие металлической связи, определены факторы способствующие образованию определенного типа кристаллических решеток, построена модель ядра атома, обьясняющая количества нейтронов для ядер химических элементов, скорректирована таблица элементов. Элементарная ячейка ГЦК решетки предположительно образована 9 атомами в первом координационном числе и наверное 6 атомами во втором координационном числе в отличие от современно принятого: 12 в первом и 6 во втором.
Углублено понятие металлической связи, определены факторы способствующие образованию определенного типа кристаллических решеток, построена модель ядра атома, обьясняющая количества нейтронов для ядер химических элементов, скорректирована таблица элементов. Элементарная ячейка ГЦК решетки предположительно образована 9 атомами в первом координационном числе и наверное 6 атомами во втором координационном числе в отличие от современно принятого: 12 в первом и 6 во втором.
1. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН (ПЗ) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ПС):
СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОННЫМ СТРОЕНИЕМ АТОМОВ
ПЗ и ПС являются руководящим принципом,
без которого невозможно целенаправленное и
осознанное изучение огромного фактического
материала неорганической химии.
ПЗ – фундаментальный закон природы.
Он позволил произвести классификацию
элементов. В нём сконцентрирована сущность
химии как науки о качественном изменении тел,
происходящих под влиянием изменения коли-
чественного состава.
http://arkadiyzaharov.ru/studentu/chto-delat-
studentam/neorganicheskaya-ximiya/
2. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН (ПЗ) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ПС):
СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОННЫМ СТРОЕНИЕМ АТОМОВ
Значение ПЗ не ограничивается только
возможностью классификации химических
элементов на единой основе. Он позволяет
предсказать свойства каждого элемента на
основании расположения в периодической
системе.
3. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН (ПЗ) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ПС):
СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОННЫМ СТРОЕНИЕМ АТОМОВ
Во времена Менделеева не было возможности
установить физический смысл атомного номера
хим. элемента, физический смысл № периода и
№ группы, самого явления периодичности. Это
стало возможным осуществить на основе
квантово-механической теории электронного
строения атомов (ТЭСА).
С развитием ТЭСА стало ясно, что хим. свойства
элементов являются функцией ЭС атома . ЭС
атома – это тот критерий, который однозначно
определяет положение хим. эл. в ПС.
4. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН (ПЗ) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ПС):
СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОННЫМ СТРОЕНИЕМ АТОМОВ
В развитии ПЗ выделяют три этапа:
Первый этап: свойства элементов как функция
атомной массы
Второй этап: свойства элементов как функция
атомного номера
Третий этап: свойства элементов как функция
ЭСА, т.е. стала ясна сущность
периодичности:
«свойства элементов изменяются периодически
потому, что периодически возобновляются
сходные валентные электронные конфигурации
на всё более высоком энергетическом уровне»
5. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН (ПЗ) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ПС):
СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОННЫМ СТРОЕНИЕМ АТОМОВ
С развитием ТЭСА стало ясно:
Принадлежность элемента к конкретному
периоду определяется числом электронных
слоёв (уровней) атома в нормальном, невоз-
буждённом состоянии.
Принадлежность элемента к той или иной
группе определяется общим числом валентных
электронов, т.е. электронов, находящихся на
внешней и недостроенных внутренних
оболочках.
6. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН (ПЗ) И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ПС):
СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОННЫМ СТРОЕНИЕМ АТОМОВ
В качестве примера рассмотрим хром (Cr) и
серу (S). Оба являются элементами VI группы,
поскольку оба атома имеют по шесть
валентных электронов:
элемент: 24 Cr 16 S
элек. конфигу-
рация: [Ar]183d54s1 [Ne]103s23p4
число валентных
электронов: 5+1=6 4+2=6
7. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН (ПЗ) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ПС):
СВЯЗЬ С ЭЛЕКТРОННЫМ СТРОЕНИЕМ АТОМОВ
По Менделееву: в гуппах объединяются элемен-
ты с одинаковой формой и химич. свойствами
их оксидов и гидроксидов:
элемент: 24Cr 16S
оксид: CrO3 SO3
гидроксид: H2CrO4 H2SO4
В свете ТЭСА: в гуппах объединяются элемен-
ты с одинаковым общим числом электронов на
достраивающихся оболочках независимо от их
типа
8. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ (ТЭСА) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА: ТИПЫ АНАЛОГИЙ
Рассмотрение периодической системы в свете
представлений ТЭСА позволило выявить
несколько видов аналоги (сходства) в свойствах
элементов:
1. Групповая аналогия – сходство,
обусловленное одинаковым общим числом
электронов на достраивающихся оболочках
независимо от их типа.
Именно по этому признаку главные и
побочные подгруппы (группы А и группы В)
объединяются в одну группу.
9. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ (ТЭСА) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА: ТИПЫ АНАЛОГИЙ
Групповая аналогия не отражает всех
особенностей элементов, входящих в группу,
поскольку формируется по наиболее общему
признаку – числу валентных электронов – без
учёта типа валентных орбиталей. Эта аналогия
пропадает для элементов в низших степенях
окисления (НСО) и тем более в свободном
состоянии.
10. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ (ТЭСА) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА: ТИПЫ АНАЛОГИЙ
2. Типовая аналогия – сходство, обусловлен-
ное не только одинаковым числом валентных
электронов, но и одинаковым типом орбита-
лей, на которых эти электроны расположены.
Таким образом, элементы, принадлежащие
одной подгруппе, являются тип-аналогами.
Типовая аналогия – аналогия между элемен-
тами в подгруппах – несомненно, является более
глубоким видом аналогии между элементами, но
и она не охватывает всех особенностей физико-
химической природы отдельных элементов и их
взаимосвязь с соседями по группе.
11. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ (ТЭСА) И
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА: ТИПЫ АНАЛОГИЙ
3. Электронная аналогия – сходство, обуслов-
ленное подобием валентных электронных
конфигураций элементов. Различают полную и
неполную электронную аналогию:
O [He]2 2s22p4
S [Ne]10 3s23p4
[Ar]18 3d54s1 Cr Se [Ar]18 3d104s24p4
[Kr]36 4d55s1 Mo Te [Kr]36 4d105s25p4
[Xe]54 4f145d46s2 W Po [Xe]54 4f145d106s26p4
13. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА.
ХИМИЧЕСКОЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Химический элемент – это вид атомов с
определённой совокупностью свойств.
Таким образом, свойства элементов – свойства
изолированных атомов (заряд ядра, атомная
масса, особенности электронного строения,
потенциалы ионизации, сродство к электрону и
электроотрицательность, атомные, орбиталь-
ные и ионные радиусы и т.д.).
14. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА.
ХИМИЧЕСКОЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Изолированные атомы как форма
организации вещества могут существовать в
природе лишь при достаточно высоких
температурах в виде моноатомного пара (газа).
Исключение – благородные газы. Все
остальные элементы существуют в природе в
виде более сложных агрегатов – молекул и
кристаллов.
15. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА.
ХИМИЧЕСКОЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Таким образом, следует различать понятия
элемента как вида изолированных атомов и
п р о с т о г о вещества как формы
существования элемента в свободном
состоянии.
При образовании простых веществ из
элементов (изолированных атомов) возникают
объекты, которые характеризуются качествен-
но иным набором свойств, чем изолированные
атомы.
16. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА.
ХИМИЧЕСКОЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Сравним, например свойства элементарного
азота и простого вещества азота:
Объект: элемент простое вещество
(атомарный азот) (молекулярный азот)
Обозначение: N N2
Свойства: высокая химич. малая химическая
активность активность
17. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА.
ХИМИЧЕСКОЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Вывод: все газы в атомарном состоянии
существенно более активны, чем их молекулы.
Ещё резче отличие простого вещества от
соответствующего элемента при образовании
конденсированной фазы с немолекулярной
структурой.
18. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА.
ХИМИЧЕСКОЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Вопрос: С чем связано появление нового
комплекса свойств у молекул и кристаллов по
сравнению с исходными атомами?
Ответ: Появление нового комплекса свойств у
молекул и кристаллов по сравнению с
исходными атомами обусловлено возникнове-
нием химических связей в процессе агрегации.
19. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА.
ХИМИЧЕСКОЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Тезис:
Основополагающей идеей, пронизывающей
всю современную химию является тезис о
том, что все свойства веществ обуслов-
лены их химическим и кристаллохимическим
строением. А химическое и кристаллохими-
ческое строение вещества в первую очередь
определяется природой химических связей
взаимодействующих атомов.