Вчення про будову атома розкрило глибокий фізичний зміст порядкового номера елемента, номера групи, номера періоду і періодичного закону в цілому.
Як уже зазначалось, головною характеристикою атома є заряд його ядра. Заряд ядра визначає число протонів у ядрі, число електронів в електронній оболонці атома, її будову, а звідси – й усі властивості елемента і його місце в періодичній системі. Заряд ядра чисельно співпадає з порядковим номером елемента.
- Порядковий номер дорівнює величині заряду ядра атома.
- Порядковий номер елемента (протонне число) – рівний числу протонів в ядрі і електронів, що рухаються навколо ядра.
- Хімічний елемент – це вид атомів з однаковим зарядом ядра.
- Заряд атомного ядра визначає хімічні властивості елемента (це основна характеристика елемента).
- Атоми одного елемента можуть відрізнятися один від одного числом нейтронів в складі ядра, що не впливає на їх хімічні властивості.
- Номер періоду відповідає числу енергетичних рівнів у атомі, що заповнюються електронами.
Легко пояснюється і поділ груп на підгрупи, який ґрунтується на різному заповненні електронами енергетичних рівнів. У елементів головних підгруп збільшується число електронів на зовнішньому рівні.
У елементів побічних підгруп на зовнішньому енергетичному рівні залишається стале число електронів (1-2), а заповнюються електронами передостанні енергетичні рівні. Отже:
- в підгрупі об’єднано елементи, атоми яких мають однакову будову зовнішнього енергетичного рівня;
- атоми елементів головних підгруп мають на зовнішніх рівнях число електронів, що дорівнює номеру групи;
- елементи побічних підгруп містять на зовнішньому рівні по два або по одному електрону;
- елементи однієї групи (головної і побічної підгрупи) мають однакову валентність за Оксигеном.
Наприклад, елементи сьомої групи складаються із двох підгруп: головної (F, Cl, Br, I, At) і побічної (підгрупа Мангану). Елементи підгрупи Галогенів на зовнішньому рівні містять по сім електронів (відповідно номеру групи), і є типовими неметалами. Елементи підгрупи Мангану мають по два електрони і проявляють властивості металів. Проте у елементів цих підгруп є загальні властивості — вони здатні віддавати по 7 електронів (за винятком F) на утворення хімічних зв’язків (вища валентність за Оксигеном – VII). Атоми підгрупи Мангану віддають 2 електрони із зовнішнього і 5 електронів з передостаннього рівня. Отже, у елементів побічних підгруп валентними є електрони не тільки зовнішніх, а й передостанніх рівнів.
Вчення про будову атома пояснило положення Калію і Аргону в періодичній системі. Так, у Калію, хоч він має меншу відносну атомну масу, ніж Аргон, заряд ядра більший на одиницю. Тому Калію присвоїли порядковий номер 19, а Аргону – 18. Оскільки в атомі Калію на останньому енергетичному рівні (як і у Натрію) міститься один електрон, то вони належать до підгрупи лужних металів.
З позицій цього вчення можна пояснити положення Гідрогену в періодичній системі. Атом Гідрогену має один електрон, який він може віддати атомам інших елементів. Оскільки подібну властивість виявляють лужні метали, то Гідроген повинен міститися в головній підгрупі I групи. З другого боку, оскільки атом Гідрогену здатний, подібно до атомів галогенів, приєднувати один електрон, тобто виявляє неметалічні властивості, він повинен міститися у головній підгрупі VII групи. Така двоїстість хімічної поведінки Гідрогену є причиною того, що його розташовують у двох підгрупах. При цьому в одній з підгруп символ елемента беруть у дужки.
Теорія будови атомів пояснює періодичну зміну властивостей елементів.
Суть явища періодичності полягає в тому, що із зростанням заряду ядра атомів елементів спостерігається періодичне повторення елементів з однаковою кількістю валентних електронів, чим пояснюється періодичне повторення властивостей хімічних елементів і їх сполук.
Будова атомів обумовлює дві закономірності:
- Зміну властивостей елементів по горизонталі: послаблення металічних і посилення неметалічних властивостей зліва направо.
- Зміну властивостей елементів по вертикалі: посилення металічних і зменшення неметалічних властивостей елемента зверху вниз.
