Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 6. Структура періодичної системи хімічних елементів

Я над нею, може, двадцять років розмірковував, а ви думаєте: сидів і раптом... є.

Д.І. Менделєєв

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • описати структуру періодичної системи;
  • розрізняти періоди (великі й малі), головні (А) та побічні (Б) підгрупи періодичної системи.

Періодична система хімічних елементів - це графічний вираз періодичного закону. Нині в періодичній системі 118 хімічних елементів. Структурними одиницями періодичної системи є періоди і групи хімічних елементів.

Періодом називають фрагмент природного ряду хімічних елементів, у якому вони розташовані переважно за зростанням атомних мас. Кожен період починається лужним і завершується інертним елементом (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Третій період періодичної системи хімічних елементів. На його початку - лужний елемент Натрій. Інертний елемент Аргон завершує період. Йому передує галоген Хлор.

Завдання. Скористайтеся періодичною системою хімічних елементів, щоб визначити, чи кожний період починається лужним і закінчується інертним елементом

У періодах зі збільшенням атомних мас металічний характер елементів послаблюється, а неметалічний - посилюється. Валентність у вищих оксидах зростає від І до VIII1. Перший, другий і третій періоди називають малими. У першому періоді - два елементи, у другому й третьому - по вісім. Ці періоди містять по одному ряду хімічних елементів (рис. 6.2). Четвертий, п’ятий, шостий і сьомий періоди називають великими, у них - по два ряди хімічних елементів (рис. 6.3).

Рис. 6.2. Малі періоди містять по одному ряду хімічних елементів

Рис. 6.3. У четвертому періоді - два ряди хімічних елементів

1 Виняток - Нітроген, Оксиген, Флуор, деякі інертні елементи.

Парні ряди утворені лише металічними, а непарні - металічними й неметалічними елементами. Четвертий і п’ятий періоди містять по вісімнадцять хімічних елементів кожен. Шостий період складається з тридцяти двох елементів. Сьомий період - незавершений.

Група - це вертикальна колонка періодичної таблиці (рис. 6.4). До кожної з восьми груп входять дві підгрупи хімічних елементів.

Рис. 6.4. Друга група періодичної системи хімічних елементів. Берилій, Магній, Кальцій, Стронцій, Барій, Радій - елементи головної (А) підгрупи. До побічної (Б) підгрупи належать Цинк, Кадмій, Меркурій

До головних підгруп належать елементи малих періодів та їхні аналоги з великих періодів. Поміж елементів головних підгруп є як металічні, так і неметалічні. У головних підгрупах зі зростанням атомних мас поступово посилюється металічний і послаблюється неметалічний характер елементів. Побічні підгрупи утворені елементами лише великих періодів. Усі ці елементи - металічні.

Наприклад, до головної підгрупи п’ятої групи належать неметалічні елементи Нітроген, Фосфор, Арсен та металічні - Стибій і Вісмут. Металічні елементи Ванадій, Ніобій, Тантал і Дубній становлять побічну підгрупу п’ятої групи. Валентність у летких сполуках із Гідрогеном в елементів головних підгруп IV-VII груп зменшується від IV до І.

Форми періодичної системи. В Україні використовують короткоперіодний і довгоперіодний варіанти періодичної системи (див. форзаци підручника). Запропоновану Д.І. Менделєєвим форму періодичної системи називають короткоперіодною, або класичною (у 1989 році її офіційно скасував Міжнародний союз теоретичної й прикладної хімії (IUРАС)).

Наразі дедалі ширше використовують іншу форму періодичної системи - довгоперіодну, у якій усі періоди - малі й великі - однорядні, кожен ряд починається лужним і завершується інертним елементом. Кожну вертикальну послідовність елементів називають групою й позначають римською цифрою від І до VIII і літерами кирилиці А або Б. Наприклад, ІА-група - це лужні елементи (тобто головна підгрупа І групи в короткоперіодній формі), а IБ-група - це елементи Купрум, Аргентум і Аурум (тобто побічна підгрупа І групи). Головні підгрупи - це A-групи в довгоперіодній формі, побічні підгрупи - це Б-групи в ній. Номери груп в обох формах Періодичної системи збігаються1.

1 У новітніх закордонних джерелах уже не використовують позначення I—VIII (А або Б), а подають лише сучасні природні номери груп від 1 до 18.

ПРО ГОЛОВНЕ

• Періодична система хімічних елементів - графічний вираз періодичного закону.

• Період - фрагмент природного ряду хімічних елементів, починається лужним і завершується інертним елементом.

• Малі періоди - перший, другий і третій, великі - четвертий, п’ятий, шостий; сьомий великий період - незавершений.

• У періодах зі збільшенням атомних мас металічний характер елементів послаблюється, а неметалічний - посилюється. Валентність у вищих оксидах зростає (за винятком Нітрогену, Оксигену, Флуору, деяких інертних елементів) від І до VIII.

• Група - колонка в табличній формі періодичної системи.

• До головних підгруп належать елементи малих періодів та їхні аналоги з великих періодів.

• У головних підгрупах зі зростанням атомних мас поступово посилюється металічний і послаблюється неметалічний характер елементів.

• Валентність у летких сполуках із Гідрогеном в елементів головних підгруп IV-VII груп зменшується від IV до І.

• Побічні підгрупи утворені елементами лише великих періодів.

Перевірте себе

1. Що взяв Д.І. Менделєєв за основу класифікування хімічних елементів? 2. Який ряд хімічних елементів називають природним? 3. Що таке періодичність? 4. Сформулюйте періодичний закон. 5. Що таке періодична система хімічних елементів? 6. Що називають періодом періодичної системи? Групою? 7. Скільки періодів у періодичній системі хімічних елементів? 8. Які елементи належать до головних підгруп періодичної системи? Побічних? 9. Як змінюються зі зростанням атомної маси властивості хімічних елементів у періодах? Групах?

Застосуйте свої знання й уміння

1. Опишіть місце в періодичній системі (порядковий номер, номери періоду й ряду, групи із зазначенням підгрупи) Карбону, Магнію, Феруму або (на ваш розсуд) будь-якого іншого хімічного елемента.

2. Запишіть символ, назву, порядковий номер у періодичній системі й відносну атомну масу елемента, розташованого в: a) III періоді, головній підгрупі V групи; б) V періоді, побічній підгрупі II групи; в) VI періоді, головній підгрупі VI групи; г) IV періоді, побічній підгрупі VII групи.

3. Виберіть одну правильну відповідь.

1) Який хімічний елемент подібний за властивостями до Натрію?

  • А Аl
  • Б Mg
  • B Cs
  • Г Вr

2) У якому періоді 18 елементів?

  • А 1
  • Б 3
  • В 4
  • Г 7

3) Укажіть номер незавершеного періоду.

  • А 1
  • Б 4
  • В 5
  • Г 7

4) Укажіть елемент головної підгрупи.

  • А Са
  • Б Fe
  • В Ag
  • Г Zn

5) У якому рядку хімічні знаки розташовані за зменшенням неметалічних властивостей елементів?

  • A S, Р, Si
  • Б F, I, Br
  • B P, S, Сl
  • Г Р, Sb, N

6) Яке твердження правильне? Неметалічні елементи розташовані лише в

  • А головних підгрупах
  • Б парних періодах
  • В парних рядах
  • Г великих періодах

7) Укажіть запис, у якому хімічні знаки розташовані за зростанням металічних властивостей елементів.

  • А К, Са, Na
  • Б Mg, Sr, Ва
  • В Na, Са, Al
  • Г Sr, Na, Al

4. Розташуйте хімічні елементи за зростанням валентності у вищих оксидах.

  • А К
  • Б Cl
  • B Al
  • Г S

5. Розташуйте хімічні елементи за посиленням неметалічних властивостей.

  • A Se
  • Б Cl
  • B F
  • Г S

6. Розташуйте хімічні елементи за зменшенням металічних властивостей.

  • А Be
  • Б Cs
  • В Na
  • Г Mg

Творча майстерня

Підготуйте презентацію «Великий закон». *Знайдіть, використовуючи різноманітні джерела, інформацію щодо причин прихильності багатьох вітчизняних наукових і навчальних видань до короткоперіодної форми періодичної системи. Які із цих чинників, на вашу думку, найважче подолати?

Навчальний проект 1

З історії відкриття періодичної системи хімічних елементів. Яка роль науковців різних країн у створенні періодичної системи й відкритті періодичного закону хімічних елементів?

Дізнайтеся більше про:

  • Періодичний закон Д.І. Менделєєва (частина 1) (1975)
  • Менделєєв Д.И. Закон химической гармонии. http://www.youtube.com/watch?v=6vcN4DNvlrw