Учение о строении атома раскрыло глубочайшее физическое содержание порядкового номера элемента, номера группы, номера периода и периодического закона в целом.
Как отмечалось, главной характеристикой атома является заряд его ядра. Заряд ядра определяет число протонов в ядре, число электронов в электронной оболочке атома, его строение, а отсюда – все свойства элемента и его место в периодической системе. Заряд ядра численно совпадает с порядковым номером элемента.
- Порядковый номер равен величине заряда ядра атома.
- Порядковый номер элемента (протонное число) – равен числу протонов в ядре и движущихся вокруг ядра электронов.
- Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.
- Заряд атомного ядра описывает химические характеристики элемента (это основная черта элемента).
- Атомы одного элемента могут отличаться друг от друга числом нейтронов в составе ядра, что не влияет на их химические свойства.
- Номер периода соответствует числу энергетических уровней в заполняемом электронами атоме.
Легко объясняется и разделение групп на подгруппы, основанное на разном заполнении электронами энергетических уровней. У элементов главных подгрупп увеличивается число электронов на внешнем уровне.
У элементов побочных подгрупп на внешнем энергетическом уровне остается постоянное число электронов (1-2), а заполняются электронами предпоследние энергетические уровни. Итак:
- в подгруппе объединены элементы, атомы которых имеют одинаковое устройство внешнего энергетического уровня;
- атомы элементов главных подгрупп имеют на внешних уровнях число электронов, равное номеру группы;
- элементы побочных подгрупп содержат на внешнем уровне по два или по одному электрону;
- элементы одной группы (главной и побочной подгруппы) имеют одинаковую валентность по Оксигену.
К примеру, элементы седьмой группы состоят из двух подгрупп: главной (F, Cl, Br, I, At) и побочной (подгруппа Мангана). Элементы подгруппы Галогенов на внешнем уровне содержат семь электронов (соответственно номеру группы), и являются типичными неметаллами. Элементы подгруппы Мангана имеют по два электрона и проявляют свойства металлов. Однако у элементов этих подгрупп есть общие свойства – они способны отдавать по 7 электронов (за исключением F) на образование химических связей (высшая валентность по Оксигену – VII). Атомы подгруппы Мангана отдают 2 электрона из внешнего и 5 электронов с предпоследнего уровня. Следовательно, у элементов побочных подгрупп валентны электроны не только внешних, но и предпоследних уровней.
Учение о строении атома объяснило положение Калия и Аргона в периодической системе. Так, у Калия, хотя он имеет меньшую относительную атомную массу, чем Аргон, заряд ядра больше на единицу. Поэтому Калию присвоили порядковый номер 19, а Аргону – 18. Поскольку в атоме Калия на последнем энергетическом уровне (как и у Натрия) содержится один электрон, то они принадлежат к подгруппе щелочных металлов.
С позиций этого учения можно объяснить положение Гидрогена в периодической системе. Атом Гидрогена имеет один электрон, который он может отдать атомам других элементов. Поскольку подобное свойство обнаруживают щелочные металлы, то гидроген должен содержаться в главной подгруппе I группы. С другой стороны, поскольку атом Гидрогена способен, подобно атомам галогенов, присоединять один электрон, то есть обладает неметаллическими свойствами, он должен содержаться в главной подгруппе VII группы. Такая двойственность химического поведения Гидрогена является причиной того, что его располагают в двух подгруппах. При этом в одной из подгрупп символ элемента берут в скобки.
Теория строения атомов объясняет периодическое изменение свойств элементов.
Сущность явления периодичности состоит в том, что с ростом заряда ядра атомов элементов наблюдается периодическое повторение элементов с одинаковым количеством валентных электронов, чем объясняется периодическое повторение свойств химических элементов и их соединений.
Строение атомов обуславливает две закономерности:
- Изменение свойств элементов по горизонтали: ослабление металлических и усиление неметаллических свойств слева направо.
- Изменение свойств элементов по вертикали: усиление металлических и уменьшение неметаллических свойств элемента сверху вниз.
Пов'язані публікації:
1.12. Значение периодического закона
1.10. Периодическая система химических элементов с позиции теории строения атома
Контроль учебных достижений на тему «Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Строение атома»
1.11. Характеристика химических элементов по положению в периодической системе и строению атома
1.7. Строение электронных оболочек атомов
1.5. Строение атома
