Las propiedades de los elementos químicos les permiten combinarse en grupos apropiados. Sobre este principio se creó un sistema periódico que cambió la idea de las sustancias existentes y permitió asumir la existencia de nuevos elementos previamente desconocidos.

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Sistema periódico de Mendeleiev

La Tabla Periódica de Elementos Químicos fue compilada por D. I. Mendeleev en la segunda mitad del siglo XIX. ¿Qué es y por qué es necesario? Combina todos los elementos químicos en orden creciente de peso atómico, y todos ellos están dispuestos de manera que sus propiedades cambian de manera periódica.

Sistema periódico de Mendeleev puesto en sistema único todos los elementos existentes, antes considerados como simples sustancias separadas.

Sobre la base de su estudio, nuevos sustancias químicas. La importancia de este descubrimiento para la ciencia no puede subestimarse., se adelantó mucho a su tiempo e impulsó el desarrollo de la química durante muchas décadas.

Hay tres opciones de mesa más comunes, que se conocen convencionalmente como "corta", "larga" y "extra larga". ». La mesa principal se considera una mesa larga, se aprobado oficialmente. La diferencia entre ellos es la disposición de los elementos y la duración de los períodos.

que es un periodo

El sistema contiene 7 periodos.. Se representan gráficamente como líneas horizontales. En este caso, el período puede tener una o dos líneas, llamadas filas. Cada elemento posterior difiere del anterior al aumentar la carga nuclear (el número de electrones) en uno.

En pocas palabras, un período es una fila horizontal en la tabla periódica. Cada uno de ellos comienza con un metal y termina con un gas inerte. En realidad, esto crea periodicidad: las propiedades de los elementos cambian dentro de un período y se repiten nuevamente en el siguiente. Los períodos primero, segundo y tercero son incompletos, se denominan pequeños y contienen 2, 8 y 8 elementos, respectivamente. El resto están completos, tienen 18 elementos cada uno.

que es un grupo

El grupo es una columna vertical., que contienen elementos con la misma estructura electrónica o, más simplemente, con el mismo superior. La tabla larga aprobada oficialmente contiene 18 grupos que comienzan con metales alcalinos y terminan con gases inertes.

Cada grupo tiene su propio nombre, lo que facilita la búsqueda o clasificación de elementos. se están volviendo más fuertes propiedades metalicas independientemente del elemento en la dirección de arriba hacia abajo. Esto se debe a un aumento en el número de órbitas atómicas: cuantas más hay, más débiles son los enlaces electrónicos, lo que hace que la red cristalina sea más pronunciada.

Metales en la tabla periodica

Metales en la mesa Mendeleev tiene un número predominante, su lista es bastante extensa. se caracterizan características comunes, según sus propiedades, son heterogéneos y se dividen en grupos. Algunos de ellos tienen poco en común con los metales en el sentido físico, mientras que otros solo pueden existir por fracciones de segundo y no se encuentran en absoluto en la naturaleza (al menos en el planeta), porque fueron creados, más precisamente, calculados y confirmados. en el laboratorio, artificialmente. Cada grupo tiene sus propias características., el nombre es bastante diferente de los demás. Esta diferencia es especialmente pronunciada en el primer grupo.

La posición de los metales.

¿Cuál es la posición de los metales en la tabla periódica? Los elementos se ordenan aumentando la masa atómica, o el número de electrones y protones. Sus propiedades cambian periódicamente, por lo que no hay una ubicación clara uno a uno en la tabla. ¿Cómo determinar los metales, y es posible hacerlo de acuerdo con la tabla periódica? Para simplificar la pregunta, se inventó un truco especial: condicionalmente, se dibuja una línea diagonal desde Bor hasta Polonio (o hasta Astatine) en las uniones de los elementos. Los de la izquierda son metales, los de la derecha son no metales. Sería muy simple y genial, pero hay excepciones: germanio y antimonio.

Tal "método" es una especie de hoja de trucos, se inventó solo para simplificar el proceso de memorización. Para una representación más precisa, recuerde que la lista de no metales es de solo 22 elementos, por lo tanto, respondiendo a la pregunta de cuántos metales están contenidos en la tabla periódica

En la figura, puede ver claramente qué elementos son no metales y cómo están ordenados en la tabla por grupos y períodos.

Propiedades físicas generales

Hay propiedades físicas generales de los metales. Éstos incluyen:

• El plastico.
• brillo característico.
• Conductividad eléctrica.
• Alta conductividad térmica.
• Todo excepto el mercurio está en estado sólido.

Debe entenderse que las propiedades de los metales son muy diferentes con respecto a su naturaleza química o física. Algunos de ellos se parecen poco a los metales en el sentido ordinario del término. Por ejemplo, el mercurio ocupa una posición especial. Ella esta en condiciones normales es en estado liquido, no tiene red cristalina, a cuya presencia otros metales deben sus propiedades. Las propiedades de estos últimos en este caso son condicionales, el mercurio se relaciona con ellas en mayor medida por características químicas.

¡Interesante! Elementos del primer grupo, Metales alcalinos, en forma pura no ocurren, siendo parte de varios compuestos.

El metal más blando que existe en la naturaleza, el cesio, pertenece a este grupo. Él, como otras sustancias similares alcalinas, tiene poco en común con los metales más típicos. Algunas fuentes afirman que, de hecho, el metal más blando es el potasio, lo cual es difícil de disputar o confirmar, ya que ni uno ni otro elemento existen por sí solos: al liberarse como resultado de una reacción química, se oxidan o reaccionan rápidamente.

El segundo grupo de metales, alcalinotérreos, está mucho más cerca de los grupos principales. El nombre de "tierra alcalina" proviene de la antigüedad, cuando a los óxidos se les llamaba "tierras" porque tenían una estructura suelta y desmenuzable. Los metales a partir del tercer grupo poseen propiedades más o menos familiares (en el sentido cotidiano). A medida que aumenta el número de grupos, la cantidad de metales disminuye.

Sistema periódico de elementos químicos (tabla de Mendeleiev)- clasificación de elementos químicos, estableciendo la dependencia de varias propiedades de elementos en la carga núcleo atómico. El sistema es una expresión gráfica de la ley periódica establecida por el químico ruso D. I. Mendeleev en 1869. Su versión original fue desarrollada por D. I. Mendeleev en 1869-1871 y estableció la dependencia de las propiedades de los elementos de su peso atómico (en términos modernos, de la masa atómica). En total, se han propuesto varios cientos de opciones de imagen. sistema periódico(curvas analíticas, tablas, formas geométricas etc.). A versión moderna sistema, se supone que debe reducir los elementos en una tabla bidimensional, en la que cada columna (grupo) determina el principal físico Propiedades químicas, y las líneas representan períodos que son algo similares entre sí.

Sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev

El descubrimiento realizado por el químico ruso Mendeleev jugó (con mucho) el papel más importante en el desarrollo de la ciencia, es decir, en el desarrollo de la ciencia atómica y molecular. Este descubrimiento hizo posible obtener las ideas más comprensibles y fáciles de aprender sobre conceptos simples y complejos. compuestos químicos. Sólo gracias a la tabla tenemos esos conceptos sobre los elementos que usamos en mundo moderno. En el siglo XX, se manifestó el papel predictivo del sistema periódico en la evaluación de las propiedades químicas de los elementos transuránicos, mostrado por el creador de la tabla.

Desarrollada en el siglo XIX, la tabla periódica de Mendeleev en interés de la ciencia de la química, proporcionó una sistematización lista para usar de los tipos de átomos para el desarrollo de la FÍSICA en el siglo XX (física del átomo y el núcleo del átomo) . A principios del siglo XX, físicos, a través de la investigación, se estableció que el número de serie, (también conocido como atómico), también es una medida de la carga eléctrica del núcleo atómico de este elemento. Y el número del período (es decir, la fila horizontal) determina el número de capas de electrones del átomo. También resultó que el número de la fila vertical de la tabla determina la estructura cuántica de la capa exterior del elemento (por lo tanto, los elementos de la misma fila se deben a la similitud de las propiedades químicas).

El descubrimiento del científico ruso, se marcó a sí mismo, nueva era en la historia de la ciencia mundial, este descubrimiento permitió no solo dar un gran salto en la química, sino que también fue invaluable para otras áreas de la ciencia. La tabla periódica proporcionó un sistema coherente de información sobre los elementos, en base a ella, fue posible sacar conclusiones científicas e incluso prever algunos descubrimientos.

Tabla periódica Una de las características de la tabla periódica de Mendeleiev es que el grupo (columna de la tabla) tiene expresiones más significativas de la tendencia periódica que por periodos o bloques. En la actualidad, la teoría mecánica cuántica y la estructura atómica explica la naturaleza grupal de los elementos por el hecho de que tienen las mismas configuraciones electrónicas de las capas de valencia, y como resultado, los elementos que están dentro de la misma columna tienen características muy similares (idénticas) de la configuración electrónica, con características químicas similares. También hay una clara tendencia a un cambio estable en las propiedades a medida que aumenta la masa atómica. Cabe señalar que en algunas áreas de la tabla periódica (por ejemplo, en los bloques D y F), las similitudes horizontales son más notorias que las verticales.

La tabla periódica contiene grupos a los que se les asignan números de serie del 1 al 18 (de izquierda a derecha), según sistema internacional nombres de grupos En los viejos tiempos, los números romanos se usaban para identificar grupos. En América, la práctica era poner después del número romano, la letra "A" cuando el grupo está ubicado en los bloques S y P, o las letras "B" - para los grupos ubicados en el bloque D. Los identificadores utilizados en ese momento son al igual que el último, el número de punteros modernos en nuestro tiempo (por ejemplo, el nombre IVB, corresponde a los elementos del 4º grupo en nuestro tiempo, e IVA es el 14º grupo de elementos). En los países europeos de esa época, se usaba un sistema similar, pero aquí, la letra "A" se refería a grupos de hasta 10, y la letra "B", después de 10 inclusive. Pero los grupos 8, 9, 10 tenían el identificador VIII como un grupo triple. Estos nombres de grupos dejaron de existir después de que el nuevo sistema de notación IUPAC, que todavía se usa hoy, entró en vigor en 1988.

Muchos grupos han recibido nombres no sistemáticos de carácter tradicional (por ejemplo, "metales alcalinotérreos", o "halógenos", y otros nombres similares). Los grupos 3 a 14 no recibieron tales nombres, debido a que son menos similares entre sí y tienen menos correspondencia con los patrones verticales, generalmente se les llama por número o por el nombre del primer elemento del grupo (titanio , cobalto, etc.) .

Elementos químicos las tablas periódicas pertenecientes al mismo grupo muestran ciertas tendencias en electronegatividad, radio atómico y energía de ionización. En un grupo, de arriba a abajo, el radio del átomo aumenta, a medida que se llenan los niveles de energía, los electrones de valencia del elemento se eliminan del núcleo, mientras que la energía de ionización disminuye y los enlaces en el átomo se debilitan, lo que simplifica la eliminación de electrones. La electronegatividad también disminuye, esto es consecuencia de que aumenta la distancia entre el núcleo y los electrones de valencia. Pero también hay excepciones a estos patrones, por ejemplo, la electronegatividad aumenta, en lugar de disminuir, en el grupo 11, de arriba hacia abajo. En la tabla periódica hay una línea llamada "Período".

Entre los grupos, están aquellos en los que las direcciones horizontales son más significativas (a diferencia de otros en los que las direcciones verticales son más importantes), tales grupos incluyen el bloque F, en el que los lantánidos y actínidos forman dos importantes secuencias horizontales.

Los elementos muestran ciertos patrones en términos de radio atómico, electronegatividad, energía de ionización y energía de afinidad electrónica. Debido al hecho de que en cada elemento posterior aumenta el número de partículas cargadas y los electrones son atraídos hacia el núcleo, radio atómico disminuye en la dirección de izquierda a derecha, junto con esto, la energía de ionización aumenta, con un aumento en el enlace en el átomo, aumenta la complejidad de eliminar un electrón. Los metales ubicados en el lado izquierdo de la tabla se caracterizan por un indicador de energía de afinidad electrónica más bajo, y en consecuencia, en el lado derecho, el indicador de energía de afinidad electrónica, para los no metales, este indicador es mayor (sin contar Gases nobles).

Diferentes áreas de la tabla periódica de Mendeleev, dependiendo de en qué capa del átomo se encuentre el último electrón, y en vista de la importancia de la capa de electrones, se acostumbra describirlo como bloques.

El bloque S incluye los dos primeros grupos de elementos (metales alcalinos y alcalinotérreos, hidrógeno y helio).
El bloque P incluye los últimos seis grupos, del 13 al 18 (según la IUPAC, o según el sistema adoptado en América, del IIIA al VIIIA), este bloque también incluye todos los metaloides.

Bloque - D, grupos 3 a 12 (IUPAC, o IIIB a IIB en americano), este bloque incluye todos los metales de transición.
Bloque - F, generalmente sacado de la tabla periódica, e incluye lantánidos y actínidos.

En la naturaleza, hay muchas secuencias que se repiten:

• estaciones;
• Momentos del día;
• días de la semana…

A mediados del siglo XIX, D. I. Mendeleev notó que las propiedades químicas de los elementos también tienen una cierta secuencia (dicen que esta idea se le ocurrió en un sueño). El resultado de los sueños milagrosos del científico fue la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, en la que D.I. Mendeleev ordenó los elementos químicos en orden creciente de masa atómica. En la tabla moderna, los elementos químicos están dispuestos en orden ascendente del número atómico del elemento (el número de protones en el núcleo de un átomo).

El número atómico se muestra arriba del símbolo de un elemento químico, debajo del símbolo está su masa atómica (la suma de protones y neutrones). ¡Tenga en cuenta que la masa atómica de algunos elementos no es un número entero! ¡Recuerda los isótopos! La masa atómica es el promedio ponderado de todos los isótopos de un elemento que ocurren naturalmente en condiciones naturales.

Debajo de la tabla están los lantánidos y actínidos.

Metales, no metales, metaloides

Están ubicados en la Tabla Periódica a la izquierda de la línea diagonal escalonada que comienza con Boro (B) y termina con polonio (Po) (las excepciones son germanio (Ge) y antimonio (Sb). Es fácil ver que los metales ocupar la mayoría Tabla periódica. Propiedades básicas de los metales: sólido (excepto mercurio); Brillantina; buenos conductores eléctricos y térmicos; el plastico; maleable; donar electrones fácilmente.

Los elementos a la derecha de la diagonal escalonada B-Po se llaman no metales. Las propiedades de los no metales son directamente opuestas a las propiedades de los metales: malos conductores del calor y la electricidad; frágil; no forjado; no plástico; suelen aceptar electrones.

metaloides

Entre los metales y los no metales hay semimetales(metaloides). Se caracterizan por las propiedades tanto de los metales como de los no metales. Los semimetales han encontrado su principal aplicación industrial en la producción de semiconductores, sin los cuales ningún microcircuito o microprocesador moderno es inconcebible.

Períodos y grupos

Como se mencionó anteriormente, la tabla periódica consta de siete períodos. En cada período, los números atómicos de los elementos aumentan de izquierda a derecha.

Las propiedades de los elementos en los períodos cambian secuencialmente: así, el sodio (Na) y el magnesio (Mg), que se encuentran al comienzo del tercer período, ceden electrones (Na cede un electrón: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1; Mg cede dos electrones: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2). Pero el cloro (Cl), ubicado al final del período, toma un elemento: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

En grupos, por el contrario, todos los elementos tienen las mismas propiedades. Por ejemplo, en el grupo IA(1), todos los elementos desde el litio (Li) hasta el francio (Fr) donan un electrón. Y todos los elementos del grupo VIIA(17) toman un elemento.

Algunos grupos son tan importantes que se les ha dado nombres especiales. Estos grupos se analizan a continuación.

Grupo IA(1). Los átomos de los elementos de este grupo tienen solo un electrón en la capa electrónica externa, por lo que fácilmente donan un electrón.

Los metales alcalinos más importantes son el sodio (Na) y el potasio (K), ya que juegan un papel importante en el proceso de la vida humana y forman parte de las sales.

Configuraciones electrónicas:

• li- 1s 2 2s 1 ;
• N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• k- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Grupo IIA(2). Los átomos de los elementos de este grupo tienen dos electrones en la capa electrónica externa, que también ceden durante las reacciones químicas. La mayoría elemento importante- calcio (Ca) - la base de huesos y dientes.

Configuraciones electrónicas:

• Ser- 1s 2 2s 2 ;
• miligramos- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• California- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Grupo VIIA(17). Los átomos de los elementos de este grupo suelen recibir un electrón cada uno, porque. en la capa electrónica externa hay cinco elementos cada uno, y solo falta un electrón para el "conjunto completo".

Los elementos más famosos de este grupo son: cloro (Cl) - forma parte de la sal y la lejía; yodo (I) - un elemento que juega un papel importante en la actividad glándula tiroides persona.

Configuración electrónica:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
• cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
• hermano- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Grupo VIII(18). Los átomos de los elementos de este grupo tienen una capa externa de electrones totalmente "dotada". Por lo tanto, "no necesitan" aceptar electrones. Y no quieren regalarlos. Por lo tanto, los elementos de este grupo son muy "reticentes" a entrar en reacciones químicas. Durante mucho tiempo se creyó que no reaccionaban en absoluto (de ahí el nombre de "inertes", es decir, "inactivos"). Pero el químico Neil Barlett descubrió que algunos de estos gases, bajo ciertas condiciones, todavía pueden reaccionar con otros elementos.

Configuraciones electrónicas:

• Nordeste- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
• Arkansas- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
• kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Elementos de valencia en grupos

Es fácil ver que dentro de cada grupo, los elementos son similares entre sí en sus electrones de valencia (electrones de los orbitales s y p ubicados en el nivel de energía exterior).

Los metales alcalinos tienen 1 electrón de valencia cada uno:

• li- 1s 2 2s 1 ;
• N / A- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ;
• k- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

Los metales alcalinotérreos tienen 2 electrones de valencia:

• Ser- 1s 2 2s 2 ;
• miligramos- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ;
• California- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Los halógenos tienen 7 electrones de valencia:

• F- 1s 2 2s 2 2p 5 ;
• cl- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
• hermano- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5

Los gases inertes tienen 8 electrones de valencia:

• Nordeste- 1s 2 2s 2 2p 6 ;
• Arkansas- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ;
• kr- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6

Para más información ver el artículo Valencia y la Tabla de configuraciones electrónicas de átomos de elementos químicos por periodos.

Volvamos ahora nuestra atención a los elementos ubicados en grupos con símbolos A. Están ubicados en el centro de la tabla periódica y se llaman metales de transición.

Una característica distintiva de estos elementos es la presencia de electrones en los átomos que llenan orbitales d:

1. Carolina del Sur- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ;
2. ti- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Separados de la mesa principal se encuentran lantánidos y actínidos son los llamados metales de transicion interna. En los átomos de estos elementos, los electrones llenan orbitales f:

1. Ce- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 1 5d 1 6s 2 ;
2. el- 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 2 7s 2

Ley periódica D.I. Mendeleev y la Tabla Periódica de Elementos Químicos Tiene gran importancia en el desarrollo de la química. Sumerjámonos en 1871, cuando el profesor de química D.I. Mendeleev, a través de numerosas pruebas y errores, llegó a la conclusión de que "... las propiedades de los elementos, y por lo tanto las propiedades de los cuerpos simples y complejos que forman, se encuentran en una dependencia periódica de su peso atómico". La periodicidad de los cambios en las propiedades de los elementos surge debido a la repetición periódica de la configuración electrónica de la capa electrónica externa con un aumento en la carga del núcleo.

Formulación moderna de la ley periódica es:

"las propiedades de los elementos químicos (es decir, las propiedades y la forma de los compuestos que forman) dependen periódicamente de la carga del núcleo de los átomos de los elementos químicos".

Mientras enseñaba química, Mendeleev entendió que recordar las propiedades individuales de cada elemento causa dificultades a los estudiantes. Empezó a buscar formas de crear método del sistema para que sea más fácil recordar las propiedades de los elementos. Como resultado, hubo mesa natural, más tarde se conoció como periódico.

Nuestro mesa moderna muy similar a Mendeleev. Considerémoslo con más detalle.

tabla periódica

La tabla periódica de Mendeleev consta de 8 grupos y 7 periodos.

Las columnas verticales de una tabla se llaman grupos . Los elementos dentro de cada grupo tienen propiedades químicas y propiedades físicas. Esto se explica por el hecho de que los elementos de un grupo tienen configuraciones electrónicas similares a las de la capa exterior, cuyo número de electrones es igual al número del grupo. Luego se divide el grupo en subgrupos principal y secundario.

A Subgrupos principales incluye elementos cuyos electrones de valencia están ubicados en los subniveles ns y np externos. A Subgrupos laterales incluye elementos cuyos electrones de valencia están ubicados en el subnivel ns externo y el subnivel d interno (n - 1) (o (n - 2) subnivel f).

todos los elementos en tabla periódica , dependiendo de qué subnivel (s-, p-, d- o f-) son electrones de valencia se clasifican en: elementos s (elementos de los principales subgrupos I y II grupos), elementos p (elementos de los principales subgrupos III - VII grupos), d- elementos (elementos de subgrupos laterales), f- elementos (lantánidos, actínidos).

La valencia más alta de un elemento (a excepción de O, F, elementos del subgrupo cobre y el octavo grupo) es igual al número del grupo en el que se encuentra.

Para los elementos de los subgrupos principal y secundario, las fórmulas de los óxidos superiores (y sus hidratos) son las mismas. En los principales subgrupos, la composición de los compuestos de hidrógeno es la misma para los elementos de este grupo. Los hidruros sólidos forman elementos de los principales subgrupos de los grupos I-III, y los grupos IV-VII forman compuestos de hidrógeno gaseoso. Los compuestos de hidrógeno del tipo EN 4 son compuestos más neutros, EN 3 son bases, H 2 E y NE son ácidos.

Las filas horizontales de la tabla se llaman periodos. Los elementos en períodos difieren entre sí, pero tienen en común que los últimos electrones están en el mismo nivel de energía ( número cuántico principalnorte- igualmente ).

El primer período se diferencia de los demás en que solo hay 2 elementos: hidrógeno H y helio He.

Hay 8 elementos (Li - Ne) en el segundo período. Litio Li - un metal alcalino comienza el período y cierra su Ne de gas noble.

En el tercer período, así como en el segundo, hay 8 elementos (Na - Ar). El metal alcalino sodio Na inicia el período y el gas noble argón Ar lo cierra.

En el cuarto período hay 18 elementos (K - Kr) - Mendeleev lo designó como el primero gran período. También comienza con el metal alcalino potasio y termina con el gas inerte criptón Kr. La composición de grandes períodos incluye elementos de transición (Sc - Zn) - d- elementos.

En el quinto período, al igual que el cuarto, hay 18 elementos (Rb - Xe) y su estructura es similar al cuarto. También comienza con el metal alcalino rubidio Rb y termina con el gas inerte xenón Xe. La composición de grandes períodos incluye elementos de transición (Y - Cd) - d- elementos.

El sexto período consta de 32 elementos (Cs - Rn). Excepto 10 d-elementos (La, Hf - Hg) contiene una fila de 14 F-elementos (lantánidos) - Ce - Lu

El séptimo período no ha terminado. Comienza con Francium Fr, se puede suponer que contendrá, como el sexto período, 32 elementos que ya se han encontrado (hasta el elemento con Z = 118).

Tabla periódica interactiva

Si miras la tabla periodica de mendeleiev y dibuje una línea imaginaria que comience en el boro y termine entre el polonio y el astato, entonces todos los metales estarán a la izquierda de la línea y los no metales a la derecha. Los elementos inmediatamente adyacentes a esta línea tendrán las propiedades tanto de los metales como de los no metales. Se les llama metaloides o semimetales. Estos son boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, telurio y polonio.

Ley periódica

Mendeleev dio la siguiente formulación de la Ley Periódica: "las propiedades de los cuerpos simples, así como las formas y propiedades de los compuestos de los elementos, y por lo tanto las propiedades de los cuerpos simples y complejos formados por ellos, están en dependencia periódica de su peso atómico".
Hay cuatro patrones periódicos principales:

Regla del octeto establece que todos los elementos tienden a ganar o perder un electrón para tener la configuración de ocho electrones del gas noble más cercano. Porque Dado que los orbitales s y p exteriores de los gases nobles están completamente llenos, son los elementos más estables.
Energía de ionización es la cantidad de energía necesaria para separar un electrón de un átomo. De acuerdo con la regla del octeto, moverse de izquierda a derecha en la tabla periódica requiere más energía para separar un electrón. Por lo tanto, los elementos del lado izquierdo de la tabla tienden a perder un electrón, y los del lado derecho, a ganarlo. Los gases inertes tienen la energía de ionización más alta. La energía de ionización disminuye a medida que desciendes en el grupo, porque los electrones en niveles de energía bajos tienen la capacidad de repeler electrones de niveles de energía más altos. Este fenómeno se llama efecto de blindaje. Debido a este efecto, los electrones exteriores están menos unidos al núcleo. Moviéndose a lo largo del período, la energía de ionización aumenta gradualmente de izquierda a derecha.

afinidad electronica es el cambio de energía tras la adquisición de un electrón adicional por parte de un átomo de una sustancia en estado gaseoso. Al descender en el grupo, la afinidad electrónica se vuelve menos negativa debido al efecto de pantalla.

Electronegatividad- una medida de la fuerza con la que tiende a atraer los electrones de otro átomo unido a él. La electronegatividad aumenta a medida que te mueves tabla periódica de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. Hay que recordar que los gases nobles no tienen electronegatividad. Así, el elemento más electronegativo es el flúor.

Con base en estos conceptos, consideremos cómo cambian las propiedades de los átomos y sus compuestos en tabla periódica.

Entonces, en una dependencia periódica son tales propiedades de un átomo que están asociadas con su Configuración electrónica: radio atómico, energía de ionización, electronegatividad.

Considere el cambio en las propiedades de los átomos y sus compuestos dependiendo de la posición en tabla periodica de los elementos quimicos.

La no metalicidad del átomo aumenta. al moverse en la tabla periodica de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. Sobre las propiedades básicas de los óxidos disminuyen, a propiedades ácidas aumentar en el mismo orden, cuando se mueve de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. Al mismo tiempo, las propiedades ácidas de los óxidos son tanto más fuertes cuanto mayor es el grado de oxidación del elemento que lo forma.

Por periodo de izquierda a derecha propiedades básicas hidróxidos debilitarse, en los principales subgrupos de arriba a abajo, aumenta la fuerza de las bases. Al mismo tiempo, si un metal puede formar varios hidróxidos, entonces con un aumento en el grado de oxidación del metal, propiedades básicas los hidróxidos se debilitan.

Por período de izquierda a derecha la fuerza de los ácidos que contienen oxígeno aumenta. Al moverse de arriba hacia abajo dentro del mismo grupo, la fuerza de los ácidos que contienen oxígeno disminuye. En este caso, la fuerza del ácido aumenta con el aumento del grado de oxidación del elemento formador de ácido.

Por período de izquierda a derecha la fuerza de los ácidos anóxicos aumenta. Al moverse de arriba hacia abajo dentro del mismo grupo, la fuerza de los ácidos anóxicos aumenta.

¿Cómo todo empezó?

Muchos químicos eminentes conocidos a principios de los siglos XIX-XX han notado durante mucho tiempo que las propiedades físicas y químicas de muchos elementos químicos son muy similares entre sí. Entonces, por ejemplo, el potasio, el litio y el sodio son todos metales activos, que al interactuar con el agua forman hidróxidos activos de estos metales; Cloro, Flúor, Bromo en sus compuestos con hidrógeno mostraron la misma valencia igual a I y todos estos compuestos son ácidos fuertes. A partir de esta similitud, durante mucho tiempo se ha sugerido la conclusión de que todos los elementos químicos conocidos se pueden combinar en grupos, y que los elementos de cada grupo tienen un cierto conjunto de características fisicoquímicas. Sin embargo, a menudo tales grupos han sido compuestos incorrectamente de diferentes elementos por diferentes científicos y por mucho tiempo muchos ignoraron una de las principales características de los elementos: esta es su masa atómica. Se ignoró porque había y hay un diferente varios elementos, lo que significa que no se puede utilizar como parámetro para agrupar. La única excepción fue el químico francés Alexander Emile Chancourtua, trató de organizar todos los elementos en un modelo tridimensional a lo largo de una hélice, pero su trabajo no fue reconocido por la comunidad científica y el modelo resultó ser engorroso e inconveniente.

A diferencia de muchos científicos, D.I. Mendeleev tomó la masa atómica (en ese momento todavía "peso atómico") como un parámetro clave en la clasificación de los elementos. En su versión, Dmitry Ivanovich dispuso los elementos en orden ascendente de su pesos atómicos y aquí surgió un patrón que en ciertos intervalos de los elementos, sus propiedades se repiten periódicamente. Es cierto que hubo que hacer excepciones: algunos elementos se intercambiaron y no correspondieron al aumento de las masas atómicas (por ejemplo, telurio y yodo), pero correspondieron a las propiedades de los elementos. El desarrollo posterior de la teoría atómica y molecular justificó tales avances y mostró la validez de este arreglo. Puede leer más sobre esto en el artículo "¿Qué es el descubrimiento de Mendeleev?"

Como podemos ver, el diseño de los elementos en esta versión no es en absoluto el mismo que vemos en la forma moderna. En primer lugar, los grupos y los períodos están invertidos: grupos horizontalmente, períodos verticalmente y, en segundo lugar, hay demasiados grupos: diecinueve, en lugar de los dieciocho aceptados hoy.

Sin embargo, solo un año después, en 1870, Mendeleev formó una nueva versión de la tabla, que ya nos resulta más reconocible: los elementos similares se alinean verticalmente, formando grupos, y los 6 períodos se disponen horizontalmente. Es especialmente notable que tanto en la primera como en la segunda versión de la tabla se puede ver logros significativos que sus predecesores no tuvieron: se dejaron cuidadosamente lugares en la tabla para elementos que, según Mendeleev, aún no se habían descubierto. Las vacantes correspondientes están indicadas por él con un signo de interrogación y puedes verlas en la imagen de arriba. Posteriormente, efectivamente se descubrieron los elementos correspondientes: galio, germanio, escandio. Por lo tanto, Dmitry Ivanovich no solo sistematizó los elementos en grupos y períodos, sino que también predijo el descubrimiento de elementos nuevos, aún no conocidos.

Más tarde, después de resolver muchos de los misterios de actualidad de la química de la época -el descubrimiento de nuevos elementos, el aislamiento de un grupo de gases nobles junto con la participación de William Ramsay, el establecimiento del hecho de que Didymium no es un elemento independiente en all, pero es una mezcla de otros dos: más y más versiones nuevas y nuevas de la tabla, a veces incluso con una vista que no es de tabla. Pero no los daremos todos aquí, sino que daremos solo la versión final, que se formó durante la vida del gran científico.

Transición de pesos atómicos a carga nuclear.

Desafortunadamente, Dmitry Ivanovich no vivió para ver la teoría planetaria de la estructura del átomo y no vio el triunfo de los experimentos de Rutherford, aunque fue con sus descubrimientos que el nueva era en el desarrollo de la ley periódica y de todo el sistema periódico. Permítanme recordarles que de los experimentos realizados por Ernest Rutherford, se deduce que los átomos de los elementos consisten en un núcleo atómico cargado positivamente y electrones cargados negativamente que giran alrededor del núcleo. Después de determinar las cargas de los núcleos atómicos de todos los elementos conocidos en ese momento, resultó que en el sistema periódico se ubican de acuerdo con la carga del núcleo. PERO ley periódica tomó un nuevo significado, ahora empezó a sonar así:

"Propiedades de los elementos químicos, así como las formas y propiedades formadas por ellos sustancias simples y los compuestos están en una dependencia periódica de la magnitud de las cargas de los núcleos de sus átomos”

Ahora quedó claro por qué Mendeleev colocó algunos de los elementos más livianos detrás de sus predecesores más pesados: el punto es que así es como se ubican en el orden de las cargas de su núcleo. Por ejemplo, el telurio es más pesado que el yodo, pero está antes en la tabla, porque la carga del núcleo de su átomo y el número de electrones es 52, mientras que el yodo tiene 53. Puedes mirar la tabla y comprobarlo por ti mismo.

Después del descubrimiento de la estructura del átomo y del núcleo atómico, el sistema periódico sufrió varios cambios más, hasta que, finalmente, alcanzó la forma que ya nos era familiar desde la escuela, la versión de período corto de la tabla periódica.

En esta tabla ya lo sabemos todo: 7 periodos, 10 series, subgrupos secundarios y principales. Además, con el tiempo del descubrimiento de nuevos elementos y de llenar la tabla con ellos, elementos como Actinium y Lanthanum tuvieron que colocarse en filas separadas, todos ellos fueron nombrados respectivamente Actinides y Lanthanides. Esta versión del sistema existió durante mucho tiempo, en la comunidad científica mundial casi hasta finales de los años 80, principios de los 90 y en nuestro país aún más, hasta los años 10 de este siglo.

Una versión moderna de la tabla periódica.

Sin embargo, la opción que muchos de nosotros pasamos en la escuela en realidad resulta ser muy confusa, y la confusión se expresa en la división de subgrupos en principales y secundarios, y recordar la lógica de mostrar las propiedades de los elementos se vuelve bastante difícil. Por supuesto, a pesar de esto, muchos lo estudiaron, se convirtieron en doctores en ciencias químicas, pero aún en los tiempos modernos ha llegado una nueva versión para reemplazarlo, uno de largo plazo. Observo que esta opción en particular está aprobada por la IUPAC ( unión internacional química teórica y aplicada). Echémosle un vistazo.

Ocho grupos fueron reemplazados por dieciocho, entre los cuales ya no hay división en principal y secundario, y todos los grupos están dictados por la disposición de los electrones en la capa atómica. Al mismo tiempo, se deshicieron de los períodos de dos filas y de una sola fila, ahora todos los períodos contienen solo una fila. ¿Qué tan conveniente es esta opción? Ahora se ve más claramente la periodicidad de las propiedades de los elementos. El número de grupo, de hecho, indica la cantidad de electrones en el nivel externo y, por lo tanto, todos los subgrupos principales de la versión anterior se ubican en los grupos primero, segundo y decimotercero a decimoctavo, y todos los grupos del "lado anterior" se ubican en medio de la mesa. Por lo tanto, ahora se ve claramente en la tabla que si este es el primer grupo, entonces estos son metales alcalinos y no cobre o plata para usted, y está claro que todos los metales de tránsito demuestran bien la similitud de sus propiedades debido al relleno. del subnivel d, que afecta en menor medida a las propiedades externas, así como los lantánidos y actínidos, exhiben propiedades similares debido a que solo el subnivel f es diferente. Por lo tanto, toda la tabla se divide en los siguientes bloques: bloque s, en el que se llenan los electrones s, bloque d, bloque p y bloque f, con relleno de electrones d, p y f, respectivamente.

Desafortunadamente, en nuestro país esta opción se ha incluido en los libros de texto escolares solo en los últimos 2-3 años, y aún así no en todos. Y muy mal. ¿Con qué está conectado? Bueno, en primer lugar, con tiempos de estancamiento en los años 90, cuando no había ningún desarrollo en el país, sin mencionar el sector de la educación, es decir, en los años 90, la comunidad química mundial cambió a esta opción. En segundo lugar, con una ligera inercia y dificultad para percibir todo lo nuevo, porque nuestros profesores están acostumbrados a la versión antigua y corta de la tabla, a pesar de que es mucho más difícil y menos conveniente cuando se estudia química.

Versión ampliada del sistema periódico.

Pero el tiempo no se detiene, la ciencia y la tecnología también. El elemento 118 del sistema periódico ya ha sido descubierto, lo que significa que pronto habrá que descubrir el siguiente, el octavo período de la tabla. Además, aparecerá un nuevo subnivel de energía: el subnivel g. Los elementos de sus constituyentes tendrán que moverse hacia abajo en la tabla, como los lantánidos o los actínidos, o esta tabla se ampliará dos veces más, de modo que ya no cabrá en una hoja A4. Aquí solo daré un enlace a Wikipedia (ver Sistema periódico extendido) y no repetiré la descripción de esta opción una vez más. Cualquiera que esté interesado puede seguir el enlace y echar un vistazo.

En esta versión, ni los elementos f (lantánidos y actínidos) ni los elementos g ("elementos del futuro" de los números 121-128) se enumeran por separado, pero amplían la tabla en 32 celdas. Además, el elemento Helio se coloca en el segundo grupo, ya que está incluido en el bloque s.

En general, es poco probable que los futuros químicos usen esta opción, lo más probable es que la tabla periódica sea reemplazada por una de las alternativas que ya han presentado científicos valientes: el sistema Benfey, la "galaxia química" de Stewart u otra opción. Pero esto será solo después del logro de la segunda isla de estabilidad de los elementos químicos y, muy probablemente, será más necesario para la claridad en la física nuclear que en la química, pero por ahora, el buen viejo sistema periódico de Dmitry Ivanovich será suficiente.