"Химия", Еремин В.В., Кузьменко Н.Е. и др.
Периодический закон объясняет, почему свойства химических элементов и образуемых ими веществ закономерно повторяются при увеличении заряда атомного ядра. Периоды — горизонтальные ряды периодической таблицы, в которых элементы расположены по возрастанию порядкового номера. По периоду можно определить число электронных слоёв в атоме, проследить изменение металлических и неметаллических свойств, а также понять, почему одни ряды короткие, а другие содержат много элементов.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Периодический закон утверждает: свойства химических элементов и образуемых ими веществ закономерно повторяются при увеличении заряда атомных ядер. Иначе говоря, изменения свойств идут не хаотично, а подчиняются определённому порядку. Закон нужен, чтобы предсказывать свойства элемента по его положению в таблице.
Период — горизонтальный ряд элементов в периодической таблице, расположенных по возрастанию заряда ядра. В каждом таком ряду порядковые номера увеличиваются слева направо. Понятие периода помогает сравнивать соседние элементы и видеть постепенное изменение их свойств.
Малые периоды — это первый, второй и третий периоды; в них соответственно 2, 8 и 8 элементов. Большие периоды — четвёртый, пятый, шестой и седьмой; они содержат 18 или 32 элемента. Такое различие связано с тем, сколько электронных подуровней заполняется в атомах.
Порядковый номер элемента равен положительному заряду его ядра, выраженному числом элементарных зарядов, и числу электронов в нейтральном атоме. Он задаёт место элемента в общей последовательности таблицы и внутри периода. Например, номер 12 означает, что элемент стоит после элемента с номером 11 и имеет заряд ядра +12.
При переходе от одного элемента к следующему заряд ядра увеличивается на единицу, а в нейтральном атоме добавляется один электрон. Электроны располагаются по слоям и подуровням не произвольно, а в определённой последовательности. Поэтому меняется строение внешнего слоя, от которого во многом зависят химические свойства, и эти изменения повторяются в новых периодах.
Внутри периода элементы стоят слева направо по возрастанию порядкового номера. По мере движения к правому краю увеличивается заряд ядра и постепенно заполняется внешний электронный слой. Поэтому свойства меняются плавно: от более выраженных металлических через промежуточные к неметаллическим, а завершает период обычно благородный газ.
Номер периода показывает число электронных слоёв, занятых электронами в атоме. У всех элементов одного периода число таких слоёв одинаково, хотя число электронов на внешнем слое меняется. Например, у натрия и хлора третьего периода по три электронных слоя, но строение внешнего слоя и свойства этих элементов сильно различаются.
Первые три периода называют малыми: в первом заполняется один электронный слой, а во втором и третьем — по два доступных подуровня. Четвёртый и пятый периоды длиннее, потому что в них заполняются также внутренние подуровни. В шестом и седьмом периодах часть элементов — лантаноиды и актиноиды — обычно вынесена в две строки под основной таблицей, чтобы сохранить её компактный вид; фактически они входят в эти периоды.
Сравнение соседних элементов показывает общее направление изменения свойств. В третьем периоде натрий, стоящий левее магния, проявляет более сильные металлические свойства, тогда как магний образует менее основный оксид. Далее по ряду металлический характер ослабевает, а неметаллический усиливается, хотя переход происходит постепенно, а не скачком между всеми соседями.
| Период | Число элементов | Тип периода | Первый и последний элементы |
|---|---|---|---|
| 1-й период | 2 | малый | водород — гелий |
| 2-й период | 8 | малый | литий — неон |
| 3-й период | 8 | малый | натрий — аргон |
| 4-й период | 18 | большой | калий — криптон |
| 5-й период | 18 | большой | рубидий — ксенон |
| 6-й период | 32 | большой | цезий — радон |
| 7-й период | 32 | большой | франций — оганесон |
Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите порядковый номер элемента, затем посмотрите на горизонтальный ряд, в котором он находится. По этому ряду можно определить номер и тип периода, а также соседние элементы. Для шестого и седьмого периодов учитывайте лантаноиды и актиноиды, вынесенные вниз таблицы.
Нужно установить, в каком горизонтальном ряду находится элемент с номером 12. Одного номера недостаточно для мгновенного ответа, поэтому его сопоставляют с последовательностью элементов таблицы. Элемент 12 — магний.
Ответ: элемент с порядковым номером 12 находится в третьем периоде.
Оба элемента находятся в одном, третьем, периоде, поэтому их можно сравнивать по направлению слева направо. Натрий имеет номер 11, а магний — номер 12. Следовательно, магний расположен правее натрия.
Ответ: натрий левее и более металлический; магний правее и сравнительно менее металлический.
Требуется определить их период, порядок расположения и направление изменения свойств. Все три номера относятся к последней части третьего периода, который заканчивается элементом с номером 18. Поэтому элементы можно рассматривать как последовательных соседей одного ряда.
Ответ: все элементы находятся в третьем периоде; порядок — 16, 17, 18, а свойства изменяются в направлении усиления неметаллического характера и перехода к благородному газу.
Период называют вертикальным рядом. Так ошибаются, потому что путают два направления в таблице. Проверьте себя: период читается слева направо, а вертикальный столбец называется группой.
Номер периода принимают за число электронов. На самом деле он показывает число занятых электронных слоёв, а не общее количество электронов атома. Для проверки нарисуйте распределение электронов по слоям: у элемента третьего периода должно быть три слоя.
Считают, что свойства элементов в одном периоде одинаковы. В периоде они изменяются постепенно, а похожие свойства повторяются уже в следующих периодах. Сравните крайние элементы ряда: металл в начале и неметалл или благородный газ в конце.
Смешивают малые и большие периоды. Причина ошибки — запоминание только названий без числа элементов. Проверьте тип периода по таблице: малые — 1–3, большие — 4–7, причём длина рядов различается.
Для понимания темы нужны знания о строении атома: заряде ядра, порядковом номере и электронных слоях. Также важно уметь читать периодическую таблицу и различать период и группу. Периодический закон станет основой для изучения групп элементов, строения атомов и зависимости свойств веществ от положения элемента.
Почему свойства элементов повторяются?
Заряд ядра и число электронов в атоме увеличиваются, а электроны заполняют энергетические слои и подуровни по определённым правилам. Когда строение внешнего электронного слоя становится похожим, сходными становятся и свойства элементов.
Чем период отличается от группы?
Период — горизонтальный ряд элементов, а группа — вертикальный столбец таблицы. В периоде элементы идут по возрастанию заряда ядра, а элементы одной группы часто имеют сходное строение внешнего электронного слоя.
Что показывает номер периода?
Номер периода показывает число электронных слоёв, занятых электронами в атомах элементов этого периода. Например, у элементов третьего периода атомы имеют три электронных слоя.
Почему периоды имеют разную длину?
Электронные слои состоят из подуровней, которые в разных периодах заполняются не одинаково. Поэтому в одних рядах заполняется только один подуровень, а в других — несколько, включая внутренние подуровни.
Как меняются свойства элементов слева направо в периоде?
В целом металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются. Сначала расположены более активные металлы, затем элементы с промежуточными свойствами, неметаллы и в конце благородный газ.
§ 41. Периодический закон. Периоды
