Строение атома и положение элемента в периодической системе

 Анализируя электронные схемы первых 20 элементов, мы видим периодическое повторение числа электронов на внешнем слое. Например, водород, литий, натрий и калий расположены в главной подгруппе первой группы, и у них по одному электрону на внешнем слое. Оказалось, что и у остальных элементов этой подгруппы (рубидия КЪ, цезия Сз и франция Рг) на внешнем электронном слое также по одному электрону. Несмотря на то, что мы пока не умеем составлять электронные схемы для всех элементов периодической системы, мы все же можем использовать ее предсказательные способности: у всех элементов главной подгруппы II группы на внешнем слое по два электрона, у элементов III группы - по три электрона, IV группы - по четыре и так далее, до восьми электронов у элементов VIII группы. У элементов главных подгрупп число электронов на внешнем слое равно номеру группы. Неметаллические элементы находятся в главных подгруппах IV, V, VI, VII и VIII групп (а также один представитель в I группе - водород и один - в III группе - бор). Неметаллы содержат по 5, 6, 7 и, соответственно, 8 электронов на внешнем слое, за исключением водорода с одним электроном, гелия с двумя и бора с тремя электронами на внешнем слое. Особой устойчивостью обладают электронные оболочки, содержащие два электрона (дублет) - для первого к л ю ч е в ы еО СЛО ВА^/ • Положение элемента в период ической системе • Строение атома • А лгоритм составления эл ектронной схемы • Характеристика элемента 65 слоя и для последующих слоев - 8 электронов (октет). Так, неон, аргон, криптон, ксенон и радон, у которых по восемь электронов на внешнем слое, а также гелий с завершенным двухэлектронным слоем являются инертными газами - устойчивыми веществами, которые почти не вступают в химические реакции. Все остальные элементы - металлические, с малым числом электронов на внешнем слое электронной оболочки атома: 1, 2, реже 3 или 4. Ранее мы последовательно рассмотрели электронные схемы первых двадцати элементов периодической системы. Для того чтобы составлять электронную схему строения атома любого химического элемента, разработаем порядок необходимых действий на примере атома серы. Алгоритм составления электронной схемы 1. Записываем порядковый (атомный) номер и химический знак элемента: 165 2. Указываем (в кружочке) заряд ядра, равный порядковому номеру: 165 В 3. Записываем общее число электронов, равное заряду ядра: 165 @ 16ё 4. Изображаем электронные слои с учетом номера периода. Сера находится в III периоде, значит, в атоме три электронных слоя: 165 @ ) ) ) 16ё 5. Определяем число электронов на внешнем электронном слое, равное номеру группы (для элементов главных подгрупп). Сера находится в VI группе, главной подгруппе, следовательно, имеет 6 электронов на третьем, внешнем слое: 165 @ ) ) ) 1й 6 6. Записываем число электронов на первом (2ё) и на втором (8ё) слоях: 165 @ ) ) ) 1й 2ё 8ё 6 7. Если число электронных слоев больше трех, то число электронов на предпоследнем слое вычисляем по разности между общим числом электронов и числом электронов на других слоях (первом, втором и внешнем). 66 Например, для калия: 19К @ ) ) ) ), X = 19 - (2+8+1) = 8 19е 2г 8еX 1е Следовательно, на предпоследнем слое у калия 8 электронов. Электронная схема атома калия: 19К @ ) ) ) ) 19ё 2; 8е 8ё 1е Теперь, когда мы познакомились со строением атома и распределением электронов по слоям, мы можем сказать, что у каждого элемента есть свои точные координаты в периодической системе: порядковый номер, номер периода, номер группы и определенная подгруппа. Вместе взятые, все они составляют положение элемента в периодической системе. Охарактеризуем химический элемент по положению в периодической системе. Характеристика элемента углерода по его положению в периодической системе Алгоритм 1. Н а з в а н и е э л е м е н та 1. Углерод 2. Х и м и ч е с к и й з н а к 2. С 3. П о р я д к о в ы й н о м е р 3. Порядковый номер 6 4. П е р и о д 4. II период 5. Группа, п о д гр у п п а 5. IV группа, главная подгруппа 6. О т н о с и т е л ь н а я а т о м н а я м асса 6. А Г(С) = 12 7. М е т а л л ил и нем етал л 7. Неметалл 8. С т р о е н и е атом а: 8. а) з а р я д ядра: а) + 6 ; б) ч и с л о п р о т о н о в б) 6р; в) ч и с л о н е й т р о н о в в) 6 п ; г) ч и с л о э л е к т р о н о в г) 6 д) р а с п р е д е л е н и е э л е к т р о н о в д ) ) ) п о с л о я м 2 ё 4 67 ОЦЕНИВАНИЕ Р а б о т а в г р у п п е 1. Выбери верные утверж дения: а) число электронных слоев в атоме равно номеру группы; б) число электронов на внешнем слое равно номеру группы для всех элементов группы; в) для элементов главных подгрупп число внешних электронов равно номеру группы; г) число элементов в I, II и III периодах равно максимальному числу электронов на внешнем слое. 2. Назови металлические элементы главных подгрупп 1-1У групп. С колько у них электронов на внеш нем слое? 3. Назови неметаллические элементы главных подгрупп III, IV, V, VI и VII групп. 4 *. Все элементы побочны х подгрупп являются металлическими и содержат один или два электрона на внеш нем слое. Найди их в периодической системе и назови. 5. Какую инф ормацию о строении атома м ож но получить из периодической системы хим ических элементов? 6 . Н екоторы й атом содерж ит 15 электронов. Определи заряд ядра и порядковы й ном ер этого элемента в периодической системе. Назови элемент. Как распределяются электроны в его оболочке? 7. Объясни, какие порядковы е номера у элементов а-в, если на внеш нем электронном слое число электронов равно: а) 1; б) 6 ; в) 7. Что образую т эти элементы: а) группу; б) подгруппу; в) период? 8 . Пользуясь схемой из параграфа, охарактеризуй по полож ению в периодической системе следующие элементы: а) водород; б) натрий; в) азот; г) кислород; д) кальций; е) хлор. ■ Определите, какие величины из горизонтальных и вертикальных рубрик таблицы (стр. 69) равны между собой. Из букв правильных ответов вы сможете получить название химического элемента, впервые обнаруженного на Солнце. 68 Строение атома Положение элемента в периодической системе Порядковый номер Номер периода Номер группы Заряд ядра г д ж Число протонов в ядре е у к Число электронов л м с Число электронов на внешнем слое о п и Число электронных слоев ч й я ■ Определите, в главных подгруппах каких групп периодической системы находятся элементы с изображенными в таблице электронными схемами. Ключевым словом является название одной из элементарных частиц. Впишите знаки химических элементов вместо точек. Электронные схемы Группы атомов элементов I II IV V VII ) ) ... 2е 4 щ ж э я ю ) ) ) к л м н о ... 2 8 2 ) ) ... 2е 1 е з ч х у ) ) ) д г и к с ... 2 8 5 ) ) ) т у в ы а ... 2 8 1 )) ) ... 2 8 7 б п с т р ) ) ) ) е о ю а у ... 2 8 8 2 ) ) в ж д к н ... 2е 7 69