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.
