При изучении неорганической химии вы ознакомились с открытием периодического закона Д.И. Менделеева и с данной им формулировкой этого закона. На основе теории строения атомов периодический закон Д.И. Менделеева формулируется так:
Свойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов этих элементов.
Так теория строения атомов позволила уточнить формулировку периодического закона и более глубоко раскрыть его сущность.
Определение закономерностей размещения электронов по энергетическим уровням дало возможность выяснить сущность явления периодичности: с возрастанием заряда ядра атомов периодически повторяются сходные свойства элементов, атомы которых имеют одинаковое число валентных электронов.
Для создания современной теории строения атомов нельзя было объяснить и другие закономерности, проявляющиеся в периодическом законе и периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Так, например, непонятно было, почему число элементов в периодах возрастает согласно ряду чисел 2–8–18–32, т.е. почему в 1-м периоде только два элемента, во 2-м и 3-м – по восемь, в 4-м и 5-м – по восемнадцать, а в 6-м – тридцать два. Нельзя было объяснить и сущность отличительных свойств элементов главных и побочных групп. Ответы на эти вопросы были получены только после выяснения состояния электронов в атомах, которые с учетом характера их движения и энергии делятся на s-, p-, d- и f-электроны. – электроны.
Основные сведения о s-, p- и d-электронах и s-, p- и d-элементах даны в курсе неорганической химии. s-Электронные облака имеют шаровую форму и, следовательно, занимают одно положение в пространстве. На s-орбитали может находиться не более двух электронов (если там находиться два электрона, то их спины противоположны), поэтому в 1-м периоде имеется всего два элемента – водород и гелий.
Рис. 1. Форма s-электронного облака
p-Электронное облако имеет гантелеобразную форму. При заданном квантовом числе таких облаков три. Они могут располагаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях. А так как и p-электроны тоже отличаются своими спинами, то на данном энергетическом уровне может поместиться от одного до шести p-электронов.
Рис. 2. Форма p-электронного облака
В соответствии с известной вам формулой N=2n² всего на втором энергетическом уровне может поместиться восемь электронов, два из которых являются s-электронами, а шесть – p-электронами. Этим и объясняется, почему во 2-м периоде может быть восемь элементов.
2-й период заканчивается элементом неоном Ne. Элементом неоном Ne заканчивается 2-й период и заканчивается заполнение электронами второго энергетического уровня.
3-период начинается одиннадцатым элементом – натрием Na. Так как второй энергетический уровень электронами уже заполнен, то с элемента натрия начинается заполнение третьего энергетического уровня. Оно протекает более сложно, ибо на нем в соответствии с формулой N=2n² может поместиться восемнадцать электронов.
Заполнение третьего энергетического уровня, начиная с одиннадцатого элемента – натрия Na до восемнадцатого элемента – аргона Ar, протекает аналогично заполнению электронами второго энергетического уровня. Девятнадцатый же электрон у элемента калия К и двадцатый электрон у элемента кальция Ca помещаются на четвертом энергетическом уровне, хотя третий энергетический уровень электронами еще не заполнен. Далее, у следующих по порядку десяти элементов, начиная от двадцать первого элемента – скандия Sc до тридцатого элемента – цинка Zn, следующие по порядку электроны помещаются на третьем энергетическом уровне. Этим завершается его заполнение до восемнадцати электронов.
Рис. 3. Возможные направления p-электронных облаков в пространстве.Может возникнуть вопрос: что представляет собой десять электронов, которыми заполняются энергетические уровни у атомов элементов от скандия до цинка? Оказывается, эти электроны при своем движении в области пространства образуют облака еще более сложной формы. Доказано, что такой формы облака располагаются в пространстве по пяти различным направлениям.
Упражнения, направленные на формирование грамматических
навыков
Система упражнений по иностранному языку всегда должна иметь своей целью практическое овладение иностранным языком. Она направлена на освоение тех операций с материалом для речи, которые необходимы для понимания и выражения мыслей на иностранном языке. Известно, что главная трудность в обучении гра ...
Изучение основных элементарных функций в школьном курсе математики
В результате изучения курса математики учащиеся должны: понимать, что функция – это математическая модель, позволяющая описывать и изучать разнообразные зависимости между реальными величинами, что конкретные типы функций (прямая и обратная пропорциональности, линейная, квадратичная функции) описыва ...
Концептуальные основы образовательного стандарта по
истории
Новизна стандарта по истории связана с реализацией личностно ориентированного, деятельностного, практикоориентированного подходов. Личностная ориентация образовательного процесса предполагает приоритет воспитательных и развивающих целей исторического образования. История не только открывает перед ш ...
Обучение было и всегда будет, пока живет человечество. Можно сказать, что подготовка молодого поколения к участию в жизни общества путем передачи социального опыта есть неотъемлемая общественная функция во все времена и у всех народов.