1.4. Структура периодической системы химических элементов

Основными структурными единицами периодической системы есть периоды и группы.

Малые и большие периоды

Период – строка в периодической системе, обозначенная слева от арабских цифр, их семь.

Период – это ряд элементов, размещенных в порядке возрастания их атомных масс, который начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом. Периоды обладают неодинаковым числом химических элементов.

Малые периоды. I период состоит из двух элементов – Гидрогена и Гелия. II и III периоды имеют по 8 элементов. I, II и III периоды называют малыми. Следовательно, малые периоды это такие, которые содержат не более 8 элементов. Каждый малый период – это один ряд, отделенный друг от друга инертным газом.

Большие периоды. В IV и V периодах – по 18 элементов, в VI периоде – 32, а в VII (пока) – 26 элементов. Он дополняется новыми открытыми элементами. Периоды IV-VII называются большими. Следовательно, большие периоды это такие, которые содержат 18 и более элементов.

Каждый большой период разделен на два ряда: верхний чётный и нижний нечетный. Эти ряды связаны между собой тремя металлическими элементами, сходными между собой, но не имеющими себе подобных в малых периодах. Такие тройки элементов в больших периодах выделены, а остальные элементы размещены под элементами малых периодов. При таком размещении каждый элемент большого периода попадает в один вертикальный столбик с теми элементами малых периодов, которые проявляют такую же высокую валентность. В больших периодах, как и в малых, мы наблюдаем переход от щелочного металла к галогену. В четных рядах содержатся только металлические элементы и только в конце нечетных рядов появляются неметаллические элементы.

В нижней части периодической системы имеются два отдельных ряда элементов: лантаноиды (т.е. похожие на Лантан), и актиноиды (т.е. похожие на Актиний).

Номеру периода соответствует число энергетических уровней в атоме, заполняемых электронами.

Группы и подгруппы

Группа – это вертикальный ряд элементов, сходных по химическим свойствам.

Элементы, объединенные в одном вертикальном столбце периодической системы, составляют группу элементов.

Периодическая система состоит из восьми групп элементов, пронумерованных вверху римскими цифрами. Восьмая группа состоит из элементов, связывающих чётные и нечетные ряды больших периодов и инертных газов.

Каждая группа разделена на две подгруппы: главную и побочную.

Подгруппы, в которые входят элементы и малых и больших периодов, называют главными.

Подгруппы, состоящие только из элементов больших периодов, называют побочными.

Так, подгруппа Флуора (галогенов) – главная, а подгруппа Мангана – побочная подгруппа седьмой группы.

Главные подгруппы состоят из металлических и неметаллических элементов.

Побочные подгруппы состоят только из металлических элементов.

Внизу под каждым рядом указаны формулы высших оксидов и газообразных соединений с гидрогеном.

Каждой группе соответствуют следующие оксиды и соответствующие им гидратные соединения:

Общие формулы оксидов

№ группы і высшая валентность элемента	I	II	III	IV	V	VI	VII
Формула оксида	Me₂O	MeO	Me₂O₃	EO₂	E₂O₅	EO₃	E₂O₇
Пример	Na₂O K₂O	ZnO BaO	Al₂O₃	CO₂ SiO₂	N₂O₅ P₂O₅	SO₃	Cl₂O₇
Общая формула гидратного соединения	MeOH однокислотные	Me(OH)₂двухкислотные	Me(OH)₃трёхкислотные	Н₂ЕО₃	НЕО₃	Н₂ЕО₄	НЕО₄
Пример	КОН, NаOH	Ca(OH)₂, Вa(OH)₂	Al(OH)₃	Н₂СО₃	НNО₃	Н₂SО₄	НClО₄

Задания для самоконтроля

● 29. Летучее водородное соединение элемента имеет общую формулу RH₃. К какой группе принадлежит элемент?

30. Соедините линией:

а) элементы одного периода			б) элементы одной главной подгруппы			в) элементы одной побочной підгруппы
Ba	N	Si	Zn	Cl	Al	Cu	K	Na
Al	Na	C	Be	Mg	Ca	S	Ag	Si
Cl	Mg	Ge	Ba	S	Na	O	P	Au

Напишите формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода.

●● 32. Напишите формулы высших оксидов и водородных соединений элементов шестой группы главной подгруппы.

33. Составьте формулы оксидов и гидроксидов следующих элементов: Zn, Ca, P, S. Укажите их характер.

34. Напишите формулы: оксида бериллия, высшего оксида Хрома, водородное соединение Карбона.

●●● 35. Напишите формулы летучих водородных соединений, которые легче воздуха.

36. Неизвестный элемент образует хлорид состава ЕCl₅. Какова наиболее вероятная формула его оксида: ЕO₂, ЕO₅, Е₂O₅, Е₅O₂?

37. Укажите элемент I группы, относительная молекулярная масса гидроксида которого составляет 102.

38. Определите элемент группы V, относительная молекулярная масса высшего оксида которого составляет 108.

39. Назовите элемент IV группы, относительная молекулярная масса водородного соединения которого равна 32.

●●●● 40. Элемент V группы образует оксид, в котором массовая доля кислорода составляет 0,563. Определите формулу и характер оксида этого элемента.

41. Элемент, свойства которого были предусмотрены Д. И. Менделеевым, теперь широко применяется в радиотехнике как полупроводник. Этот элемент образует соединение с Оксигеном состава EO₂ и имеет плотность пара по воздуху 3,62. Определите этот элемент. Как его назвал Д. И. Менделеев?

▲● 42. Среди химических элементов выберите относящиеся к одному периоду: S, C, P, Al, Ca, Na, Mg, Со, I.

43. Среди химических элементов выберите относящиеся к одной группе: Li, Mg, K, Si, Na, Rb, Cl, Са, Те.

●● 44.Составьте формулы высшего оксида и гидроксида для Калия.

45. Составьте формулу высшего оксида и гидроксида для Сульфура.

●●● 46. Гидроксид элемента II группы имеет относительную молекулярную массу 58. Определите этот элемент и массовую долю его в оксиде.

●●●● 47. Оксид элемента, который с атомами Гидрогена образует соединение состава RH₄, содержит 53,3% Оксигена. Какой это элемент?