Відеоурок «Періодичність у зміні властивостей елементів

Лист з інструкцією з відновлення пароля буде надіслано на вашу пошту

Головна
8 клас
Хімія
Відеоурок «Періодичність у зміні властивостей елементів. Періодичний закон Д.І. Менделєєва»

Періодичну систему хімічних елементів створив 1869 року наш великий співвітчизник Дмитро Іванович Менделєєв.

На відміну від своїх попередників, Менделєєв порівнював не тільки подібні, але головним чином несхожі між собою елементи та їх групи (наприклад, лужні метали та галогени), маючи на основі головної (відомої на той час) характеристики елемента – атомної ваги.

Формулювання закону на той час було таким:

Властивості хімічних елементів, а також властивості та форми їх сполук перебувають у періодичній залежності від їхньої атомної ваги.

Пізніше Менделєєв використовував введену їм фундаментальнішу, ніж атомну вагу, характеристику елементів, саме їх порядковий номер, що визначається позитивним зарядом ядра, тобто. числом протонів у ядрі атома. Були встановлені закономірності зміни властивостей елементів у періодах та групах.

Для опису та систематизації хімічних елементів необхідно знати їх характеристики: порядковий номер (заряд ядра його атомів) та відносну атомну масу.

З них заряд ядра атомів є загальною, незмінною при хімічних реакціях головною характеристикою визначення елемента.

Для опису елементів, крім перерахованих вище кількісних характеристик, потрібні інші, зокрема якісні характеристики елемента. Такими є електронна будова та властивості його атомів.

Особливого значення мають електрони, розташовані на зовнішньому електронному шарі, валентні.електрони. У елементів-металів їх зазвичай 1 - 2, рідше 3, у неметалів - 4 і більше. У елементів великих періодів побічних підгруп валентними є електрони як зовнішнього, а й передзовнішнього шару. Від валентних електронів залежить реакційна здатність атомів до утворення хімічних зв'язків з іншими атомами, утворення хімічних сполук.

Хімічна сполука – це хімічно індивідуальна речовина, що складається з хімічно зв'язаних атомів одного в простій або кількох у складній речовині елементів, що має певний склад.

Прості та складні речовини – це форми реального існування елементів у природі. Характер елементів впливає властивості утворених ними речовин, і навпаки, знаючи властивості речовин, можна будувати висновки про характер елемента.

Дмитро Іванович Менделєєв надавав великого значення знанню форм і властивостей типових кисневих та водневих сполук елемента щодо його характеристики. Під формою сполук він розумів схожість у складі типових групи елементів їх сполук, виражене загальними формулами. Так, елементи головної підгрупи VI групи періодичної системи мають такі форми кисневих та водневих сполук: RO3, H2R.

Наприклад: оксид сірки та сірководень.

Типові металеві елементи утворюють основні оксиди та гідроксиди, виявляючи в цих формах сполук низькі значення валентності. У неметалевих елементів вищі кисневі сполуки (оксиди та гідроксиди) мають кислотний характер. Ці елементи утворюють газоподібні водневі сполуки. Багато елементів виявляють проміжні властивості.

Виведемо закономірності зміни властивостей елементів зі збільшенням їхнього порядкового номера.

1.Найважливіші кількісні характеристики елемента - заряд ядра його атомів іатомна маса – зростають монотонно.

2.Структури зовнішнього електронного шару змінюються стрибкоподібно.

3.Періодично повторюються форми та властивості оксидів та гідроксидів елементів.

4.Періодично підвищується валентність елементів кисню і зменшується водню.

Яка залежність між характеристиками елемента, що змінюються монотонно та періодично?

Розглянемо цей зв'язок з прикладу заряду ядра атомів та його зовнішніх електронів. Для цього збудуємо графік. Зазначимо на горизонтальній лінії заряд ядра атома, але в вертикальної – число електронів на зовнішньому шарі атомів елементів.

Число електронів зовнішнього електронного шару атомів елементів періодично змінюється за монотонного зростання величини заряду ядра їх атомів.

Відкриття періодичного закону ознаменувало початок нової доби у розвитку хімії – її сучасного етапу. До цього накопичені у науці факти не мали внутрішнього зв'язку.

Періодичний закон розкрив глибокий зв'язок між елементами, дозволив ученим пророкувати властивості ще відкритих елементів та його сполук і цілеспрямовано здійснювати пошук нових.

Дмитро Іванович Менделєєв не сумнівався у достовірності відкритого закону, твердо вірив у його майбутнє, у його розвиток. Незадовго до смерті він написав: “. періодичному закону майбутнє не загрожує руйнуванням, а лише надбудови та розвиток обіцяє».

– затвердив глибокий внутрішній зв'язок між елементами;

– дозволив ученим припустити, що це атоми побудовані за загальним планом;

– цим створив передумову для початку новому етапу розвитку науки, до пізнання внутрішньої структури атомів – відкриття електрона, радіоактивності, розробка теорії будови атома тощо.

Наступним етапом стало розкриттяфізичної сутності закону з урахуванням теорії будови атома.

Ви вже знайомі із будовою атомів і знаєте, що заряд ядра атома – його головна характеристика. Заряд ядра збігається з порядковим номером елемента у періодичній системі Менделєєва.

Учень Резерфорда англійський вчений-фізик Генрі Мозлі встановив у 1913 році, що довжина хвилі рентгенівського випромінювання у кожного елемента своя. Вона збільшується із зростанням атомної маси. Мозлі пов'язав частоту цього випромінювання із порядковим номером елемента. Закон Мозлі підтвердив, що зміна Менделєєвим порядкових номерів елементів у періодичній системі відповідала послідовному збільшенню зарядів ядер їх атомів. Це питання ми вже обговорювали щодо ізотопів.

У зв'язку з новими відкриттями в галузі будови атома періодичний закон прийняв таке сучасне формулювання:

Властивості елементів, і навіть форми та властивості їх сполук перебувають у періодичної залежність від величини заряду ядра атома.

Чому властивості елементів та їх сполук змінюються періодично?

У чому причина періодичності?

Відповідь це питання також дозволяє дати теорія будови атома:

Розмір заряду ядра – головна характеристика елемента, міра його индивидуальности. Від цієї характеристики елемента залежать інші його властивості, вона визначає кількість електронів та його стан в атомі.

Зростання зарядів ядер атомів від першого до останнього елемента призводить до періодичного повторення електронних структур атомів та числа електронів на зовнішньому енергетичному рівні. У цьому вся фізичний зміст періодичного закону і причина періодичності зміни властивостей елементів.

Періодична зміна властивостей елементів пояснюється періодичним повторенням числа електронівна зовнішньому енергетичному рівні та електронних структур атомів.

Теорія будови атома сприяла розвитку періодичного закону та періодичної системи хімічних елементів, визначення їх сучасного змісту. Вона дала імпульс до вивчення внутрішньої будови речовин, до відкриття та отримання нових елементів.