В периодической системе химических элементов элементы делятся на группы (вертикальные столбцы) и периоды (горизонтальные строки). Каждая группа, в свою очередь, разделяется на главные и побочные подгруппы. Различия между главными и побочными подгруппами обусловлены особенностями строения электронных оболочек атомов, что определяет их химические свойства.
Главные подгруппы (A-группы):
Электронная конфигурация:
Элементы главных подгрупп имеют заполненный или частично заполненный только S— или P-подуровень внешнего энергетического уровня. Число электронов на внешнем энергетическом уровне (валентные электроны) равно номеру группы.
Химические свойства:
Проявляют типичные металлические или неметаллические свойства, в зависимости от положения в периодической системе. Степени окисления соответствуют номеру группы (или могут быть рассчитаны исходя из завершения октета). Предсказуемость свойств: Свойства элементов в главных подгруппах изменяются закономерно с увеличением атомного номера.
Примеры:
1A группа (щелочные металлы): Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 2A группа (щелочноземельные металлы): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 16A группа (халькогены): O, S, Se, Te, Po 17A группа (галогены): F, Cl, Br, I, At 18A группа (благородные газы): He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
Побочные подгруппы (B-группы):
Электронная конфигурация:
Элементы побочных подгрупп имеют частично заполненный D-подуровень предвнешнего (n-1) энергетического уровня. Валентные электроны находятся как на внешнем (ns), так и на предвнешнем (n-1)d уровнях.
Химические свойства:
Проявляют преимущественно металлические свойства. Характеризуются переменной валентностью и множеством степеней окисления. Склонны к образованию комплексных соединений (соединений, в которых центральный атом металла координирует вокруг себя несколько лигандов). Менее предсказуемые свойства: Свойства элементов в побочных подгруппах изменяются менее закономерно, чем в главных подгруппах.
Примеры:
4B группа: Ti, Zr, Hf, Rf 6B группа: Cr, Mo, W, Sg 8B группа (триады): Fe, Co, Ni и т. д. 1B группа (элементы подгруппы меди): Cu, Ag, Au
Сводная таблица различий:
Характеристика
Главные подгруппы (A-группы)
Побочные подгруппы (B-группы)
Заполнение электронных уровней
Заполняются только s и p-подуровни внешнего уровня
Заполняется d-подуровень предвнешнего уровня
Металлические свойства
Могут быть металлами и неметаллами
Преимущественно металлы
Валентность/Ст. окисления
Обычно одна или несколько предсказуемых
Переменная, много различных степеней окисления
Склонность к комплексообразованию
Не характерно
Характерно
Закономерность свойств
Более предсказуемые
Менее предсказуемые
Дополнительные пояснения:
d-элементы: Элементы побочных подгрупп также называют d-элементами, поскольку у них происходит заполнение d-подуровня. f-элементы: Лантаноиды и актиноиды (вынесенные в нижнюю часть периодической таблицы) также относятся к элементам с заполняющимся внутренним электронным уровнем (f-подуровнем).
Понимание различий между главными и побочными подгруппами позволяет лучше понимать химические свойства элементов и прогнозировать их поведение в различных реакциях. Электронная структура является ключом к пониманию химической активности и особенностей каждого элемента.
