Таблица Менделеева – это не просто таблица элементов, для нас она важная шпаргалка в химии 🙂
Всё дело в строении атома каждого из элементов.
Потому как строение каждого атома отражено в таблице Менделеева и может показать какими свойствами он может обладать.
Атом состоит:
- Из ядра, который содержит нейтроны(никак не заряжены) и протоны(положительно заряженные частицы)
- Электронов (которые расположены на уровнях, который содержит подуровни)
Электроны равны количеству протонов в атоме, при изменении электронов меняется заряд (получается ион)
! Номер элемента равен количеству электронов в атоме.
И так как этот номер говорит нам о количестве электронов, то мы можем при помощи таблицы составить любую электронную конфигурацию.
Уровень – это период. Подуровень – это то, что происходит внутри периода(ов)
Подуровни бывают: s p d f (для школы более чем достаточно, есть и другие)
На s подуровне только один домик, в котором живут 2 электрона. (Появляется с 1 периода)
На p подуровне домика 3 и электронов, которые максимально могут жить в этих домиках 6 (появляется со второго периода)
На d подуровне домиков 5 и электронов соответсвенно 10.
(К ним относятся побочныеподгруппы)
В каждом домике могут жить только 2 электрона и при этом они никогда не смотрят стрелкой друг на друга (тут возникает понятие о спинах, потому что около ядра они как бы противоположно двигаются по кругу или ещё по какой-нибудь траектории, кому интересно почитайте) Обозначают домик графически так:
Квадратик, а внутри стрелочки – как символ электронов.
(У меня квадратик будет [ ] такой.
А стрелочки ↓↑)
Один домик выглядит так, посмотрите на направление электронов! : [↑↓]
На примере бора и алюминия поймем, что я хочу донести вам.
Напишем их электронную конфигурацию, не пытаясь что-то считать. Запомните: начнём с водорода.
Каждый элемент на 1 электрон больше последующего. Это нам пригодится.
Водород содержит только 1 электрон, который заполняет s подуровень.
1s¹ – H
1 – это период. s – это подуровень
¹ – это количество электронов на этом подуровне.
Считаем по таблице и говорим
1s¹ – H
1s² - He
Этот уровень заполнен, значит на 1 уровне у нашего бора (и у всех элементов дальше) конфигурация 1s²
Идём дальше:
2s¹ – Литий
2s² – Берилий
(Это означает, что у всех остальных дальше элементов заполнен этот подуровень на этом уровне)
s подуровень заполнен, значит идёт следующий – p-подуровень.
2р¹ – это наш Бор.
Таким образом собираем, что мы получили:
1s²
2s² 2p¹ – полнаяконфигурация бора.
Посмотрим дальше:
2р² – углерод
2p³ – азот
2p⁴ – кислород
2p5 – фтор
2р6 – Неон
Этот уровень заполнен.
Начинается следующий период:
3s¹ – Натрий
3s² – Магний
3р¹ – Алюминий.
Электронная конфигурация алюминия получается:
1s²
2s² 2p6
3s² 3p¹
А теперь посмотрите:
Внешний уровень у бора:
2s² 2p¹
А у алюминия:
3s² 3p¹
Они же одинаковые! Давайте тогда период уберём на букву n
Получается для всех элементов главной подгруппы будет иметь место быть такая конфигурация внешнего слоя (уровня)
ns² np¹
Как бы берите цифру периода и "считайте" прямо на таблице конфигурацию.
На третьем четвёртом уровне происходит особенность! Появляется побочная группа.
Там происходит заполнение сначала s подуровня этого уровня, а потом электрончики идут на d подуровень прошлого слоя (то есть на 3 период)
Например, скандий.
Внешний слой будет таким:
4s2 3d¹
Это повторяется каждый следующий период. То есть у элементов, которые находятся прямо под скандием будет такой же внешний уровень.
Существует правило: электроны стремятся жить свободнее и поэтому они заполняют все свободные места. То есть если на p подуровне вы их скучковали в нескольких домиках, то им будет неудобно, что вы как изверги – поселите их более комфортно, если такая возможность есть.
Отсюда возникает понятие о проскоке электрона – когда d элементу выгоднее держать электрон не на ns подуровне, а на n-1d подуровне!
Такое возникает у хрома:
4s¹
3d5
Это выглядит графически так:
3d: [↑][↑][↑][↑][↑]
4s [↑]
Таким образом электроны находятся более свободно из-за проскока.
Если в задании вас просят определить конфигурацию внешнего электронного уровня – то посмотрите на самого верхнего брата вашего элемента (который находится прямо над ним) и составьте эл. конфигурации ему. У обоих элементов конфигурация внешнего электронного уровня. Просто поменяйте цифру периода 🙂.
Почему мы говорим сейчас про электроники?
Дело в свойствах!
Наши атомы устроены так, что они стремятся стать похожими на благородные газы (гелий, неон, аргон) и поэтому стремятся как можно быстрее получить их конфигурацию. А это возможно только в одном случае, если он станет ионом (т.е. заряженной частицей)
У тех, у кого электронов 1 или 2 на внешнем слое, гораздо быстрее отдать их и стать благородными, нежели забирать ещё 6 электронов, чтобы стать благородными.
А у тех, у кого уже 7 электронов на внешнем уровне, то им наоборот легче стырить у кого-то электрон и стать благородными.
Таким образом, тем, кому нужен электрон – забирают его у тех, кому он не нужен и оба атома становятся благородными.
Это объясняет окислительно-восстановительные свойства простых веществ.
Тут и появляются короли таблицы Менделеева: Фтор и Франций.
Фтору не хватает 1 электрона и поэтому он будет жадно забирать у других его.
Францию – не нужен 1 электрон, у него и так много электронов и отдать их ему легче, чем ещё искать 7 электронов для становления конфигурации благородного газа.
Чем ближе к Францию – тем легче элементу отдать.
Чем ближе к фтору – тем легче атому забрать у кого-то один электрон.
Отсюда понятие радиуса. У фтора самый маленький радиус, потому что он крепко держит свои электроны и никому их не хочет отдавать.
А у Франция – самый большой радиус, потому что он настолько большой, что не в силах держать тот электрон на внешнем уровне, как это может фтор.
Чем ближе к Францию, тем выше свойства металлов, восстановительные и выше радиус.
Чем ближе к фтору, тем выше свойства неметаллические, окислительно-восстановительные и радиус меньше.
Таким образом, школьники, учителя, родители школьников, при изучении химии жизненно необходимо уметь пользоваться таблицей Менделеева.
Учить её всё равно не потребуется 😊