דפוסי שינויים בתכונות האטומים. שינויים במאפיינים של יסודות ותרכובותיהם בתקופות ובתתי קבוצות עיקריות

בנקודות משמאל לימין:

· רדיוס האטומים יורד;
· האלקטרושליליות של יסודות עולה;
· מספר האלקטרונים הערכיים גדל מ-1 ל-8 (שווה למספר הקבוצה);
· מצב החמצון הגבוה ביותר עולה (שווה למספר הקבוצה);
· מספר השכבות האלקטרוניות של אטומים אינו משתנה;
· ירידה בתכונות המתכתיות;
· תכונות לא מתכתיות של יסודות מוגברות.

שינוי מאפיינים מסוימים של אלמנטים בקבוצה מלמעלה למטה:
· מטען גרעיני אטום גדל;
· רדיוס האטומים גדל;
· מספר רמות האנרגיה (שכבות אלקטרוניות) של אטומים עולה (שווה למספר התקופה);
· מספר האלקטרונים בשכבת האטומים החיצונית זהה (שווה למספר הקבוצה);
· עוצמת החיבור בין האלקטרונים של השכבה החיצונית לגרעין פוחתת;
האלקטרושליליות פוחתת;
· מתכתיות של יסודות עולה;
· אי-מתכתיות של יסודות יורדת.

אלמנטים שנמצאים באותה תת-קבוצה הם אלמנטים אנלוגיים, כי יש להם כמה תכונות משותפות (אותה ערכיות גבוהה יותר, אותן צורות של תחמוצות והידרוקסידים וכו'). מאפיינים כלליים אלה מוסברים על ידי המבנה של השכבה האלקטרונית החיצונית.

קרא עוד על דפוסי השינויים במאפיינים של יסודות לפי תקופות וקבוצות

תכונות החומצה-בסיס של הידרוקסידים תלויות באיזה משני הקשרים בשרשרת E-O-H פחות חזק.
אם הקשר E–O פחות חזק, ההידרוקסיד מופיע בסיסימאפיינים אם O−H - חומצי.
ככל שהקשרים הללו חלשים יותר, כך חוזק הבסיס או החומצה המתאימים גדול יותר. החוזק של קשרי E–O ו-O–H בהידרוקסיד תלוי בהתפלגות צפיפות האלקטרונים בשרשרת E–O–H זו האחרונה מושפעת באופן החזק ביותר ממצב החמצון של היסוד והרדיוס היוני. עלייה במצב החמצון של יסוד וירידה ברדיוס היוני שלו גורמים לשינוי בצפיפות האלקטרונים לכיוון האטום
אלמנט בשרשרת E ← O ←N. זה מוביל להיחלשות של הקשר O–H וחיזוק הקשר E–O. לכן, התכונות הבסיסיות של ההידרוקסיד נחלשות, והתכונות החומציות משופרות.

במדע המודרני, הטבלה של מנדלייב נקראת המערכת המחזורית של יסודות כימיים, שכן דפוסים כלליים בשינויים במאפיינים של אטומים, חומרים פשוטים ומורכבים שנוצרו על ידי יסודות כימיים חוזרים על עצמם במערכת זו במרווחים מסוימים - תקופות. לפיכך, כל היסודות הכימיים הקיימים בעולם כפופים לחוק מחזורי אחד הפועל באופן אובייקטיבי בטבע, שהייצוג הגרפי שלו הוא המערכת המחזורית של היסודות. החוק והמערכת הזו נקראים על שם הכימאי הרוסי הגדול D.I.

תקופות- אלו הן שורות של אלמנטים הממוקמים אופקית, עם אותו ערך מרבי של המספר הקוונטי הראשי של אלקטרוני ערכיות. מספר התקופה מתאים למספר רמות האנרגיה באטום של יסוד. התקופות מורכבות ממספר מסוים של יסודות: הראשון - מתוך 2, השני והשלישי - מתוך 8, הרביעי והחמישי - מתוך 18, התקופה השישית כוללת 32 יסודות. זה תלוי במספר האלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית. התקופה השביעית אינה שלמה. כל התקופות (למעט הראשונה) מתחילות במתכת אלקלית (יסוד s) ומסתיימות בגז אצילי. כאשר רמת אנרגיה חדשה מתחילה להתמלא, מתחילה תקופה חדשה. בתקופה עם עלייה במספר הסידורי של יסוד כימי משמאל לימין, התכונות המתכתיות של חומרים פשוטים פוחתות, והלא מתכתיות עולות.

תכונות מתכתיות- זוהי היכולת של האטומים של יסוד לוותר על האלקטרונים שלהם בעת יצירת קשר כימי, ותכונות לא מתכתיות הן היכולת של האטומים של יסוד לחבר אלקטרונים של אטומים אחרים בעת יצירת קשר כימי. במתכות, תת-רמת ה-s החיצונית מלאה באלקטרונים, מה שמאשר את התכונות המתכתיות של האטום. התכונות הלא מתכתיות של חומרים פשוטים מתבטאות במהלך היווצרות ומילוי תת-ה-p החיצוני באלקטרונים. התכונות הלא מתכתיות של האטום מועצמות על ידי מילוי תת-ה-p (מ-1 עד 5) באלקטרונים. אטומים עם שכבת אלקטרונים חיצונית מלאה לחלוטין (ns 2 np 6) יוצרים קבוצה גזים אצילים, שהם אינרטיים מבחינה כימית.

בתקופות קצרות, ככל שהמטען החיובי של גרעיני אטום גדל, מספר האלקטרונים במפלס החיצוני גדל(מ-1 עד 2 - בתקופה הראשונה ומ-1 עד 8 - בתקופה השנייה והשלישית), מה שמסביר את השינוי בתכונות היסודות: בתחילת התקופה (למעט התקופה הראשונה) יש מתכת אלקלית, אז התכונות המתכתיות נחלשות בהדרגה והתכונות הלא מתכתיות מתגברות. בתקופות ארוכות ככל שמטען הגרעינים גדל, מילוי רמות האלקטרונים הופך לקשה יותר, מה שמסביר גם את השינוי המורכב יותר בתכונות של יסודות בהשוואה ליסודות של תקופות קטנות. לפיכך, בשורות זוגיות של תקופות ארוכות, עם מטען הולך וגובר, מספר האלקטרונים במפלס החיצוני נשאר קבוע ושווה ל-2 או 1. לכן, בעוד שהרמה שליד החיצונית (השנייה מבחוץ) מלאה באלקטרונים. , המאפיינים של האלמנטים בשורות הזוגיות משתנות באיטיות רבה. רק בשורות אי-זוגיות, כאשר מספר האלקטרונים במפלס החיצוני גדל עם הגדלת המטען הגרעיני (מ-1 ל-8), תכונות היסודות מתחילות להשתנות באותו אופן כמו אלו של היסודות הטיפוסיים.

קבוצות- אלו עמודות אנכיות של יסודות עם אותו מספר של אלקטרוני ערכיות השווה למספר הקבוצה. יש חלוקה לתת-קבוצות עיקריות ומשניות. תת הקבוצות העיקריות מורכבות מאלמנטים של תקופות קטנות וגדולות. האלקטרונים הערכיים של יסודות אלה ממוקמים על תת-הרמות החיצוניות ns ו-np. תת-קבוצות צד מורכבות מאלמנטים של תקופות גדולות. אלקטרוני הערכיות שלהם ממוקמים בתת-הרמה החיצונית ns ובתת-הרמה הפנימית (n – 1) d (או (n – 2) sub-level f). תלוי באיזו תת-רמה (s-, p-, d- או f-) מלאה באלקטרוני ערכיות, האלמנטים מחולקים ל:

1) אלמנטים s - אלמנטים של תת-הקבוצה הראשית של קבוצות I ו- II;

2) p-אלמנטים - יסודות של תת הקבוצות העיקריות של קבוצות III-VII;

3) אלמנטים d - אלמנטים של תת קבוצות משניות;

4) אלמנטים f - לנתאנידים, אקטינידים.

מלמעלה למטהבתת הקבוצות העיקריות, התכונות המתכתיות עולות, והתכונות הלא מתכתיות נחלשות. אלמנטים של הקבוצות הראשיות והמשניות נבדלים במאפיינים. מספר הקבוצה מציין את הערכיות הגבוהה ביותר של האלמנט. יוצאי הדופן הם חמצן, פלואור, יסודות מתת-קבוצת הנחושת וקבוצה שמונה. הנוסחאות של תחמוצות גבוהות יותר (והידרטים שלהן) משותפות ליסודות של תת-הקבוצות הראשיות והמשניות. בתחמוצות גבוהות יותר והידרטים שלהם של יסודות מקבוצות I-III (למעט בורון), מאפיינים בסיסיים שולטים מ-IV עד VIII - תכונות חומציות. עבור יסודות של תת הקבוצות העיקריות, הנוסחאות של תרכובות מימן נפוצות. יסודות מקבוצות I-III יוצרים מוצקים - הידידים, שכן מצב החמצון של מימן הוא -1. יסודות מקבוצות IV-VII הם גזים. תרכובות מימן של יסודות מתת הקבוצות העיקריות של קבוצה IV (EN 4) הן ניטרליות, קבוצה V (EN3) הן בסיסים, קבוצות VI ו- VII (H 2 E ו-NE) הן חומצות.

רדיוסים אטומיים, השינויים התקופתיים שלהם במערכת היסודות הכימיים

הרדיוס של אטום יורד עם הגדלת מטענים של גרעיני אטום בתקופה, כי המשיכה של קליפות האלקטרונים על ידי הגרעין גדלה. מתרחשת סוג של "דחיסה". מליתיום לניאון, מטען הגרעין גדל בהדרגה (מ-3 ל-10), מה שגורם לעלייה בכוחות המשיכה של אלקטרונים לגרעין, וגדלים של האטומים יורדים. לכן, בתחילת התקופה ישנם יסודות עם מספר קטן של אלקטרונים בשכבת האלקטרונים החיצונית ורדיוס אטומי גדול. אלקטרונים הממוקמים רחוק יותר מהגרעין מופרדים ממנו בקלות, מה שאופייני ליסודות מתכת.

באותה קבוצה, ככל שמספר התקופה עולה, הרדיוסים האטומיים גדלים, כי להגדלת המטען של אטום יש השפעה הפוכה. מנקודת המבט של תורת המבנה האטומי, האם היסודות שייכים למתכות או לא-מתכות נקבעת על ידי היכולת של האטומים שלהם לוותר או לצבור אלקטרונים. אטומי מתכת מוותרים על אלקטרונים בקלות יחסית ואינם יכולים להשיג אותם כדי להשלים את שכבת האלקטרונים החיצונית שלהם.

D.I. מנדלייב ניסח חוק תקופתי בשנת 1869, שנשמע כך: תכונות היסודות הכימיים והחומרים הנוצרים על ידם תלויים מעת לעת במסה האטומית היחסית של היסודות. תוך שיטתיות של יסודות כימיים על סמך המסה האטומית היחסית שלהם, מנדלייב הקדיש תשומת לב רבה גם לתכונות היסודות ולחומרים שנוצרו על ידם, תוך חלוקת יסודות בעלי תכונות דומות לעמודים אנכיים - קבוצות. בהתאם לרעיונות המודרניים לגבי מבנה האטום, הבסיס לסיווג היסודות הכימיים הוא מטענים של גרעיני האטום שלהם, והניסוח המודרני של החוק המחזורי הוא כדלקמן: תכונות היסודות הכימיים והחומרים הנוצרים על ידי הם תלויים מעת לעת במטענים של גרעיני האטום שלהם. המחזוריות בשינויים בתכונות היסודות מוסברת על ידי החזרה התקופתית במבנה של רמות האנרגיה החיצוניות של האטומים שלהם. מספר רמות האנרגיה, המספר הכולל של האלקטרונים הממוקמים עליהן ומספר האלקטרונים ברמה החיצונית הם המשקפים את הסמליות שאומצה בטבלה המחזורית.

א) סדירות הקשורות לתכונות מתכתיות ולא מתכתיות של יסודות.

• בעת מעבר דירה מימין לשמאללְאוֹרֶך תקופת מתכתתכונות של יסודות p מוּגדָל. בכיוון ההפוך, אלה שאינם מתכתיים גדלים. זה מוסבר על ידי העובדה שמימין יש אלמנטים שהקליפות האלקטרוניות שלהם קרובות יותר לשמינייה. יסודות בצד הימני של התקופה נוטים פחות לוותר על האלקטרונים שלהם ליצירת קשרים מתכתיים ובתגובות כימיות בכלל.
• לדוגמה, פחמן הוא חומר לא מתכתי בולט יותר מאשר בור שכנו לתקופה, ולחנקן יש תכונות לא מתכתיות בולטות אפילו יותר מפחמן. משמאל לימין בתקופה מסוימת, גם המטען הגרעיני גדל. כתוצאה מכך, המשיכה של אלקטרוני ערכיות לגרעין גוברת ושחרורם הופך קשה יותר. להיפך, ליסודות ה-s בצד שמאל של הטבלה יש מעט אלקטרונים במעטפת החיצונית ומטען גרעיני נמוך יותר, מה שמקדם יצירת קשר מתכתי. למעט החריג הברור של מימן והליום (הקליפות שלהם קרובות לשלמות או שלמות!), כל יסודות ה-s הם מתכות; p-elements יכולים להיות גם מתכות וגם לא מתכות, תלוי אם הם בצד שמאל או ימין של השולחן.
• ליסודות d-ו-f, כידוע, יש אלקטרונים "רזרבה" מהקליפות "הלפני אחרונות", מה שמסבך את התמונה הפשוטה האופיינית ליסודות s-ו-p. באופן כללי, יסודות d ו-f מציגים תכונות מתכתיות הרבה יותר בקלות.
• המספר המכריע של אלמנטים הם מתכותורק 22 אלמנטים מסווגים כ לא מתכות: H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, כמו גם כל הלוגנים וגזים אינרטים. אלמנטים מסוימים, בשל העובדה שהם יכולים להפגין רק תכונות מתכתיות חלשות, מסווגים כחצי מתכת. מהן מתכות למחצה? אם תבחרו רכיבי p מהטבלה המחזורית ותכתבו אותם ב"בלוק" נפרד (הדבר נעשה בצורה "ארוכה" של הטבלה), תמצא תבנית המוצגת בחלק השמאלי התחתון של הבלוק מכיל מתכות טיפוסיות, למעלה מימין - לא מתכות טיפוסיות. אלמנטים שתופסים מקומות על הגבול בין מתכות ללא מתכות נקראים מתכות למחצה.
• מתכות למחצה ממוקמות בערך לאורך האלכסון העובר דרך יסודות p מהפינה השמאלית העליונה לפינה הימנית התחתונה של הטבלה המחזורית
• למתכות למחצה יש סריג גביש קוולנטי עם מוליכות מתכתית (מוליכות חשמלית). או שאין להם מספיק אלקטרונים ערכיים כדי ליצור קשר קוולנטי "אוקטט" מלא (כמו בבור), או שהם לא מוחזקים מספיק חזק (כמו בטלוריום או פולוניום) בגלל גודלו הגדול של האטום. לכן, הקשר בגבישים קוולנטיים של יסודות אלה הוא מתכתי בחלקו. כמה מתכות למחצה (סיליקון, גרמניום) הם מוליכים למחצה. תכונות המוליכות למחצה של יסודות אלו מוסברות מסיבות מורכבות רבות, אך אחת מהן היא המוליכות החשמלית הנמוכה משמעותית (אם כי לא אפסית), המוסברת על ידי הקשר המתכתי החלש. תפקידם של מוליכים למחצה בטכנולוגיה אלקטרונית חשוב ביותר.
• בעת מעבר דירה TOP DOWNלאורך הקבוצות מתכת מחוזקתתכונות של יסודות. זה נובע מהעובדה שבתחתית הקבוצות יש יסודות שכבר יש להם די הרבה קליפות אלקטרונים מלאות. הקונכיות החיצוניות שלהם רחוקות יותר מהליבה. הם מופרדים מהגרעין על ידי "מעיל" עבה יותר של קליפות אלקטרונים תחתונות, והאלקטרונים של הרמות החיצוניות מוחזקים פחות חזק.

ב)סדירות הקשורות למאפייני חיזור. שינויים באלקטרושליליות של יסודות.

• הסיבות המפורטות לעיל מסבירות מדוע משמאל לימין עליות חמצוןנכסים, ובעת מעבר דירה מלמעלה למטה - רסטורטיביתכונות של יסודות.
• הדפוס האחרון חל אפילו על אלמנטים יוצאי דופן כמו גזים אינרטיים. מהגזים האצילים ה"כבדים" קריפטון וקסנון, הנמצאים בחלק התחתון של הקבוצה, ניתן "לבחור" אלקטרונים וליצור את התרכובות שלהם עם חומרי חמצון חזקים (פלואור וחמצן), אלא עבור הליום "קל". , ניאון וארגון זה לא יכול להיעשות.
• בפינה הימנית העליונה של הטבלה נמצא חומר החמצון הפעיל ביותר שאינו מתכתי פלואור (F), ובפינה השמאלית התחתונה נמצאת המתכת המצמצמת הפעילה ביותר צזיום (Cs). היסוד פרנציום (Fr) אמור להיות חומר מפחית פעיל עוד יותר, אך תכונותיו הכימיות קשות ביותר למחקר עקב התפרקותו הרדיואקטיבית המהירה.
• מאותה סיבה כמו תכונות החמצון של יסודות, שלהם האלקטרונגטיביות עולהאותו משמאל לימין, להגיע למקסימום עבור הלוגנים. לא מעט תפקיד בכך ממלאת מידת השלמות של קליפת הערכיות, קרבתה לשמינייה.
• בעת מעבר דירה TOP DOWNלפי קבוצות האלקטרונגטיביות יורדת. הדבר נובע מגידול במספר קליפות האלקטרונים, שעל האחרונה שבהן נמשכים אלקטרונים אל הגרעין חלשים יותר ויותר.
• ג) סדירות הקשורות לגדלים של אטומים.
• גדלים אטומיים (רדיוס אטומי)בעת תנועה משמאל לימיןלאורך התקופה מוּפחָת. אלקטרונים נמשכים יותר ויותר לגרעין ככל שהמטען הגרעיני גדל. אפילו עלייה במספר האלקטרונים במעטפת החיצונית (למשל בפלואור בהשוואה לחמצן) אינה מביאה לגידול בגודל האטום. להיפך, גודלו של אטום פלואור קטן מזה של אטום חמצן.
• בעת מעבר דירה רדיוס אטומי מלמעלה למטהאלמנטים גָדֵל, כי יותר קליפות אלקטרונים מתמלאות.

ד) סדירות הקשורות בערכיות של אלמנטים.

• אלמנטים של אותו דבר קבוצות משנהבעלי תצורה דומה של קליפות אלקטרונים חיצוניות, ולכן, אותה ערכיות בתרכובות עם יסודות אחרים.
• ל-s-Elements יש ערכיות התואמות את מספר הקבוצה שלהם.
• ל-p-Elements יש את הערכיות הגבוהה ביותר האפשרית עבורם, שווה למספר הקבוצה. בנוסף, יכולה להיות להם ערכיות השווה להפרש בין המספר 8 (אוקטט) למספר הקבוצה שלהם (מספר האלקטרונים בקליפה החיצונית).
• d-Elements מציגים ערכים רבים ושונים שלא ניתן לחזות במדויק לפי מספר קבוצה.
• לא רק יסודות, אלא גם רבים מהתרכובות שלהם - תחמוצות, הידרידים, תרכובות עם הלוגנים - מפגינים מחזוריות. לכל אחד קבוצותאלמנטים, אתה יכול לכתוב נוסחאות לתרכובות ש"חוזרות" מעת לעת (כלומר, ניתן לכתוב אותן בצורה של נוסחה כללית).

אז בואו נסכם את דפוסי השינויים במאפיינים המתבטאים בתוך תקופות:

שינויים במאפיינים מסוימים של אלמנטים בתקופות משמאל לימין:

• רדיוס האטומים יורד;
• האלקטרושליליות של היסודות עולה;
• מספר האלקטרונים הערכיים גדל מ-1 ל-8 (שווה למספר הקבוצה);
• מצב החמצון הגבוה ביותר עולה (שווה למספר הקבוצה);
• מספר השכבות האלקטרוניות של אטומים אינו משתנה;
• תכונות מתכת מופחתות;
• התכונות הלא מתכתיות של היסודות גדלות.

שינוי כמה מאפיינים של אלמנטים בקבוצה מלמעלה למטה:

• המטען של גרעיני אטום גדל;
• רדיוס האטומים גדל;
• מספר רמות האנרגיה (שכבות אלקטרוניות) של אטומים גדל (שווה למספר התקופה);
• מספר האלקטרונים בשכבת האטומים החיצונית זהה (שווה למספר הקבוצה);
• חוזק הקשר בין האלקטרונים של השכבה החיצונית לגרעין יורד;
• האלקטרושליליות פוחתת;
• המתכתיות של יסודות עולה;
• אי המתכתיות של יסודות פוחתת.

חומר עזר לביצוע המבחן:

שולחן מנדלייב

טבלת מסיסות

1. מה לומדים מדעי המחשב?



טכנולוגיות מחשב


מידע אינו מוחשי





תהליך.
רֵיחַ
נשמע
דיבור אנושי
טַעַם
תמונות

הצפנה
העברת מידע
אחסון נתונים
מיון רשימה
חיפוש במסד הנתונים






6. מהו קידוד?
כלי חיפוש מידע

תֵאוּר מְסוּלָף
שינוי סוג המידע

מבחן בנושא: "תהליכי מידע ומידע"
1. מה לומדים מדעי המחשב?
כל תהליכים ותופעות הקשורים למידע
תכנות מחשבים
קשר בין תופעות טבע
טכנולוגיות מחשב
שיטות מתמטיות לפתרון בעיות
2. סמן את כל ההיגדים הנכונים.
מידע אינו מוחשי
מידע הוא השתקפות של העולם האמיתי
מידע מאפיין מגוון
בעת קבלת מידע, אי הוודאות של הידע פוחתת
יש הגדרה קפדנית של מידע
3. סמן את סוגי המידע שהמחשב עדיין לא יכול לעשות.
תהליך.
רֵיחַ
נשמע
דיבור אנושי
טַעַם
תמונות
4. בחרו תהליכים שניתן לכנותם עיבוד מידע.
הצפנה
העברת מידע
אחסון נתונים
מיון רשימה
חיפוש במסד הנתונים
5. סמן את כל ההיגדים הנכונים.
מידע יכול להתקיים רק יחד עם הספק
אחסון מידע הוא אחד מתהליכי המידע
על מנת לחלץ מידע מהודעה, אדם משתמש בידע
עיבוד מידע הוא שינוי בתוכן שלו
בעת הקלטת מידע, המאפיינים של המדיה משתנים
6. מהו קידוד?
כלי חיפוש מידע
רישום מידע במערכת שלטים אחרת
תֵאוּר מְסוּלָף
שינוי סוג המידע
שינוי בכמות המידע

מבחר אלמנטים נדרשים


שינוי סדר האלמנטים
הסרת אלמנטים מיותרים

להעביר מידע?


עקרונות?
_______________________________________________________________

לפתור כמה בעיות?
_______________________________________________________________

לעצמך?
_______________________________________________________________







מערכות?
_______________________________________________________________
7. איזה ביטוי יכול לשמש כהגדרה למיון?
מבחר אלמנטים נדרשים
סידור רכיבי רשימה בסדר נתון
סדר אלפביתי של שורות
שינוי סדר האלמנטים
הסרת אלמנטים מיותרים
8. מה שם השינוי במאפייני המדיה בו נעשה שימוש
להעביר מידע?
_______________________________________________________________
9. מהו שמו של ידע המייצג עובדות, חוקים,
עקרונות?
_______________________________________________________________
10. מהו שם הידע המייצג אלגוריתמים?
לפתור כמה בעיות?
_______________________________________________________________
11. איך קוראים לרעיונות של אנשים על הטבע, החברה ועל עצמם?
לעצמך?
_______________________________________________________________
12. בדוק את כל ההיגדים הנכונים.
המידע המתקבל תלוי בידע של הנמען
המידע שהתקבל תלוי רק בהודעה שהתקבלה
השגת מידע תמיד מגדילה את הידע
הידע גדל רק כאשר המידע המתקבל ידוע חלקית
אותו מידע יכול להיות מוצג בצורות שונות
13. מהו השם של מידע שנרשם (מקודד) בצורה כלשהי, בפרט, במידע ממוחשב
מערכות?
_______________________________________________________________

תשובה:
1 2 3 4 5 6 7
a, b, ha, b, c, ha, ha, d, d a, c, d b, gb
8 9 10 11 12 13 אות ידע פרוצדורלי הצהרתי א, ד, ה נתונים

הערת הסבר מבחן נושאי"דפוסי שינויים בתכונות הכימיות של יסודות ותרכובותיהם לפי תקופות וקבוצות"נועד להכין את התלמידים לבחינת המדינה המאוחדת בכימיה. קהל יעד - כיתה יא. נוסח משימות הבדיקה מתאים לגרסת ההדגמה של חומרי הבדיקה והמדידה לשנת 2018 בכימיה.

המשימות מורכבות באנלוגיה למבחנים שפורסמו במדריך לבחינות המדינה המאוחדת. כימיה: אפשרויות בחינה סטנדרטיות: 30 אפשרויות / עורך. א.א. קברינה", בהוצאת ההוצאה "חינוך לאומי" (מוסקבה, 2017)

דפוסי שינויים בתכונות הכימיות של יסודות ותרכובותיהם לפי תקופות וקבוצות

1. מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה תקופה. סדר את האלמנטים שנבחרו לפי סדר הפחתת האלקטרושליליות.
   רשום את המספרים של האלמנטים שנבחרו ברצף הנדרש בשדה התשובה.

תשובה:

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה קבוצה. מסדרים את היסודות שנבחרו לפי סדר הגדלת התכונות החומציות של תרכובות המימן שלהם.

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה קבוצה. סדר את האלמנטים שנבחרו בסדר יורד של התכונות המתכתיות שלהם.

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה תקופה. מסדרים את היסודות הנבחרים לפי סדר הגדלת התכונות החומציות של ההידרוקסידים הגבוהים שלהם.

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה תקופה. מסדרים את היסודות שנבחרו בסדר של מספר גדל והולך של אלקטרונים חיצוניים באטומים של יסודות אלה.

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה תקופה. סדר את היסודות שנבחרו לפי סדר הרדיוס הגובר של האטומים שלהם.

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה תקופה. מסדרים את היסודות הנבחרים לפי סדר הגדלת תכונות החמצון של האטומים שלהם.

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה קבוצה. מסדרים את היסודות הנבחרים לפי סדר שיפור התכונות הבסיסיות של התחמוצות שהם יוצרים.

בחר שלוש מתכות מהיסודות הכימיים המפורטים בסדרה. סדר את האלמנטים שנבחרו לפי הקטנת המאפיינים המקטינים.

מתוך היסודות הכימיים המצוינים בסדרה, בחר שלושה יסודות שנמצאים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים D.I. מנדלייב נמצאים באותה קבוצה.
מסדרים את היסודות האלה לפי סדר הגדלת חוזק המשיכה של אלקטרוני ערכיות.

תשובות

שאלה 1

שאלה 2

שאלה 3

החוק התקופתי של שינויים בתכונות של יסודות כימיים התגלה ב-1869 על ידי המדען הרוסי הגדול D.I. מנדלייב ובנוסח המקורי נשמעו כך:

"... תכונות היסודות, ולפיכך תכונות הגופים הפשוטים והמורכבים שהם יוצרים, תלויות מעת לעת במשקל האטומי שלהם."

באותה תקופה, משקל אטומי היה השם שניתן למסה האטומית של יסוד כימי. יש לציין שבאותה תקופה לא היה ידוע דבר על המבנה האמיתי של האטום והרעיון של אי-חלוקה שלו רווח, ולכן D.I. מנדלייב ניסח את חוק השינויים התקופתיים בתכונות היסודות הכימיים והתרכובות הנוצרות על ידם על סמך מסת האטומים. בהמשך, לאחר קביעת מבנה האטום, גובש החוק בניסוח הבא, שעדיין רלוונטי לעת עתה.

תכונותיהם של אטומים של יסודות כימיים והחומרים הפשוטים הנוצרים על ידם תלויים מעת לעת במטענים של גרעיני האטומים שלהם.

ייצוג גרפי של החוק המחזורי של D.I. מנדלייב יכול להיחשב לטבלה מחזורית של יסודות כימיים, שנבנה לראשונה על ידי הכימאי הגדול בעצמו, אך שופר במקצת והושלם על ידי החוקרים הבאים. למעשה, הגרסה הנוכחית של הטבלה D.I מנדלייב משקף רעיונות מודרניים וידע ספציפי על מבנה האטומים של יסודות כימיים שונים.

הבה נבחן ביתר פירוט את הגרסה המודרנית של הטבלה המחזורית של יסודות כימיים:

בטבלה ד.י. מנדלייב אתה יכול לראות קווים הנקראים מחזורים; יש שבעה מהם בסך הכל. למעשה, מספר התקופה משקף את מספר רמות האנרגיה שבהן נמצאים אלקטרונים באטום של יסוד כימי. לדוגמה, יסודות כמו זרחן, גופרית וכלור, המסומל בסמלים P, S ו-Cl, נמצאים בתקופה השלישית. זה מצביע על כך שהאלקטרונים באטומים הללו ממוקמים בשלוש רמות אנרגיה או, יותר פשוט, יוצרים מעטפת אלקטרונים תלת-שכבתית סביב הגרעינים.

כל תקופה בטבלה, למעט הראשונה, מתחילה במתכת אלקלית ומסתיימת בגז אצילי (אינרטי).

לכל המתכות האלקליות יש את התצורה האלקטרונית של שכבת האלקטרון החיצונית ns1, ולגזים האצילים יש ns 2 np 6, כאשר n הוא מספר התקופה שבה נמצא היסוד המסוים. חריג לגזים האצילים הוא הליום (He) עם תצורת האלקטרונים 1s 2 .

ניתן גם לשים לב שבנוסף לתקופות, הטבלה מחולקת לעמודות אנכיות - קבוצות, מהן שמונה. לרוב היסודות הכימיים יש מספר אלקטרוני ערכיות השווה למספר הקבוצה שלהם. הבה נזכיר שאלקטרוני ערכיות באטום הם אותם אלקטרונים הלוקחים חלק ביצירת קשרים כימיים.

בתורו, כל קבוצה בטבלה מחולקת לשתי תת-קבוצות - עיקרית ומשנית.

עבור יסודות הקבוצה הראשית, מספר האלקטרונים הערכיים תמיד שווה למספר הקבוצה. לדוגמה, לאטום הכלור, הממוקם בתקופה השלישית בתת-הקבוצה הראשית של קבוצה VII, יש שבעה אלקטרונים ערכיים:

לאלמנטים של קבוצות צד יש אלקטרונים ברמה החיצונית או לרוב אלקטרונים של תת-הרמה d של הרמה הקודמת כאלקטרוני ערכיות. לדוגמה, לכרום, שנמצא בתת-הקבוצה הצדדית של קבוצה VI, יש שישה אלקטרונים ערכיים - 1 אלקטרון בתת-הרמה של 4s ו-5 אלקטרונים בתת-הרמה התלת-ממדית:

המספר הכולל של אלקטרונים באטום של יסוד כימי שווה למספר האטומי שלו. במילים אחרות, המספר הכולל של אלקטרונים באטום גדל עם מספר היסודות. עם זאת, מספר האלקטרונים הערכיים באטום אינו משתנה באופן מונוטוני, אלא מעת לעת - מ-1 עבור אטומי מתכת אלקלית ל-8 עבור גזים אצילים.

במילים אחרות, הסיבה לשינויים תקופתיים בכל תכונות של יסודות כימיים קשורה לשינויים תקופתיים במבנה של קונכיות אלקטרוניות.

כאשר נעים למטה תת-קבוצה, הרדיוסים האטומיים של יסודות כימיים גדלים עקב עלייה במספר השכבות האלקטרוניות. עם זאת, כאשר נעים לאורך שורה אחת משמאל לימין, כלומר, עם עלייה במספר האלקטרונים עבור אלמנטים הממוקמים באותה שורה, רדיוס האטום יורד. השפעה זו מוסברת על ידי העובדה שכאשר מעטפת אלקטרונים אחת של אטום מתמלאת ברצף, המטען שלו, כמו מטען הגרעין, גדל, מה שמוביל לעלייה במשיכה ההדדית של אלקטרונים, וכתוצאה מכך האלקטרון הקליפה "נדחקת" לכיוון הגרעין:

יחד עם זאת, תוך תקופה אחת, ככל שמספר האלקטרונים גדל, רדיוס האטום פוחת, ואנרגיית הקישור של כל אלקטרון מהרמה החיצונית עם הגרעין עולה. זה אומר שגרעין של אטום כלור יחזיק, למשל, באלקטרונים של רמתו החיצונית הרבה יותר מאשר הגרעין של אטום נתרן יחזיק באלקטרון הבודד של רמת האלקטרון החיצונית שלו. יתרה מכך, בהתנגשות של אטום נתרן ואטום כלור, הכלור "ייקח" את האלקטרון היחיד מאטום הנתרן, כלומר, מעטפת האלקטרונים של הכלור תהפוך להיות זהה לזו של הגז האציל ארגון. של נתרן יהיה זהה לזה של הגז האציל ניאון. היכולת של אטום של יסוד כימי למשוך אלקטרונים "זרים" בעת התנגשות עם אטומים של יסוד כימי אחר נקראת אלקטרושליליות. האלקטרונליליות תידון ביתר פירוט בפרק על קשרים כימיים, אך יש לציין כי האלקטרוניטיביות, כמו פרמטרים רבים אחרים של יסודות כימיים, מצייתת גם לחוק המחזורי של D.I. מנדלייב. בתוך תת-קבוצה אחת של יסודות כימיים, האלקטרושליליות פוחתת, וכאשר נעים לאורך הסדרה של תקופה אחת ימינה, האלקטרושליליות עולה.

כדאי ללמוד טכניקת זיכרון שימושית אחת המאפשרת לך להיזכר בזיכרון שלך כיצד תכונות מסוימות של יסוד כימי משתנות. זה מורכב מהדברים הבאים. בואו נדמיין את החוגה של שעון עגול רגיל. אם המרכז שלו ממוקם בפינה הימנית התחתונה של ה-D.I. מנדלייב, אז המאפיינים של יסודות כימיים ישתנו באופן אחיד כאשר נעים לאורכו למעלה ולימין (בכיוון השעון) ולהפך למטה ולשמאל (נגד כיוון השעון):

בואו ננסה ליישם את הטכניקה הזו על גודל של אטום. נניח שאתה זוכר בדיוק את זה כשאתה עובר למטה תת-קבוצה בטבלה D.I. רדיוס מנדלייב של אטום גדל ככל שמספר קליפות האלקטרונים גדל, אך הם שכחו לחלוטין כיצד הרדיוס משתנה כאשר נעים ימינה ושמאלה.

אז אתה צריך להמשיך כדלקמן. הנח את האגודל הימני שלך בפינה הימנית התחתונה של הטבלה. התנועה למטה בתת-הקבוצה תחפוף לתנועת האצבע המורה נגד כיוון השעון, כמו גם התנועה שמאלה לאורך התקופה, כלומר רדיוס האטום בתנועה שמאלה לאורך התקופה, כמו גם בתנועה. למטה תת-הקבוצה, עולה.

כך גם לגבי תכונות אחרות של יסודות כימיים. לדעת בדיוק כיצד מאפיין זה או אחר של אלמנט משתנה בעת תנועה למעלה ולמטה, הודות לשיטה זו ניתן לשחזר בזיכרון כיצד אותו מאפיין משתנה בעת תנועה שמאלה או ימינה בטבלה.