Opracowania.pl PLUS:
Zaloguj się żeby dostać więcej

Próby usystematyzowania pierwiastków

PRAWO TRIAD - J. Döbereiner zauważył, że dla wybranych trójek pierwiastków masa atomowa pierwiastka środkowego jest równa w przybliżeniu średniej arytmetycznej mas atomowych pierwiastków skrajnych, np. w przypadku trójki: Li, Na, K masa atomowa pierwiastka środkowego, tj. Na (23u) powinna być równa średniej arytmetycznej mas atomowych Li (7u) i K (39u). Wykonajmy obliczenia:

Próby usystematyzowania pierwiastków

OKTAWY NEWLANDSA - Newlands zauważył, że jeśli ułożymy pierwiastki wg wzrastającej masy atomowej, stwierdzimy, że co ósmy z nich ma podobne właściwości:

Próby usystematyzowania pierwiastków

UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW MENDELEJEWA 1869 r.

Mendelejew ułożył pierwiastki wg wzrastającej masy atomowej i w oparciu o sformułowane przez siebie prawo okresowości.

Prawo okresowości - właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków uporządkowanych wg wzrastającej masy atomowej zmieniają się okresowo.

Prawu temu Mendelejew przyznał pierwszeństwo przy klasyfikacji pierwiastków przestawiając kolejność niektórych z nich w Układzie Okresowym, np:

para jod - tellur: mI = 126,9u < mTe = 127,6u, a więc jod (I) powinien się znaleźć w Układzie Okresowym przed tellurem (Te), jednak Mendelejew uznał, że prawo okresowości czyli powtarzającego się okresowo podobieństwa właściwości fizycznych i chemicznych jest tu ważniejsze i przestawił kolejność pierwiastków. Tak więc tellur znalazł się w tej samej grupie, co mająca podobne właściwości siarka, a jod w grupie pierwiastków o podobnych do niego właściwościach, np. Br.

Dla nieznanych wówczas pierwiastków Mendelejew zostawił wolne miejsca w Układzie Okresowym.

WSPÓŁCZESNY UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW - pierwiastki uporządkowane są według rosnącej liczby atomowej (Z), a ich właściwości zmieniają się okresowo.

Współczesny Układ Okresowy podzielony jest na 18 grup (kolumn pionowych) i 7 okresów (rzędów poziomych).

W grupach znajdują się pierwiastki o podobnych właściwościach wynikających z tej samej liczby elektronów walencyjnych (ich ilość jest zgodna z numerem grupy, a dla grup 13-18 jest równa cyfrze jedności w numerze grupy). Nazwy grup wywodzą się od nazwy pierwszego pierwiastka w grupie, np. grupa 13 - borowce, grupa 16 - tlenowce itp.

Na podstawie numeru grupy możemy podać wartościowość pierwiastka względem tlenu i wodoru.

Maksymalna wartościowość pierwiastka względem tlenu jest równa cyfrze jedności w numerze grupy, np.:

K - gr. I, wartościowość I, wzór połączenia Na2O

S - gr. 16, wartościowość VI, wzór połączenia SO3

Wartościowość pierwiastka względem wodoru jest zgodna z cyfrą jedności w numerze grupy dla grup 1-14, od grupy 15 stanowi uzupełnienie do 18, np.:

Al - gr. 13, wartościowość III, wzór połączenia AlH3

P - gr. 15, wartościowość III (18-15), wzór połączenia PH3

W przypadku wodorków z grupy 16 i 17 piszemy najpierw symbol wodoru, a potem niemetalu.

W okresach znajdują się pierwiastki o takiej samej liczbie powłok elektronowych (ilość powłok = numer okresu), których właściwości zmieniają się stopniowo od aktywnych metali do aktywnych niemetali, każdy okres zamyka gaz szlachetny.

Istnieje więc ścisła zależność pomiędzy budową atomu a jego położeniem w Układzie Okresowym.

Związek miedzy budową atomu a położeniem pierwiastka w Układzie Okresowym

Próby usystematyzowania pierwiastków. Związek między budową atomu a położeniem pierwiastka w Układzie Okresowym. Wzrost zdolności oddawania elektronów. Wzrost charakteru metalicznego. Wzrost liczby powłok elektronowych. Wzrost charakteru niemetalicznego. Wzrost zdolności przyjmowania elektronów. Wzrost liczby elektronów walencyjnych. Wzrost charakteru niemetalicznego.

Zadanie 1

Uzupełnij tabelkę:

Symbol pierwiastka Numer okresu Numer grupy Liczba elektronów Liczba elektronów walencyjnych Liczba powłok Konfiguracja elektronowa
20Ca
3 15
9
K2L8M18N18O4

Odpowiedź:

Symbol pierwiastka Numer okresu Numer grupy Liczba elektronów Liczba elektronów walencyjnych Liczba powłok Konfiguracja elektronowa
20Ca 4 2 20 2 4 K2L8M8N2
15P 3 15 15 5 3 K2L8M5
9F 2 17 9 7 2 K2L7
50Sn 5 14 50 4 5 K2L8M18N18O4

Omówienie:

a) znając symbol pierwiastka sprawdzamy, w którym okresie (rzędy poziome) leży i wpisujemy do tabelki nr okresu (dla wapnia - 4), ponieważ jest on równy liczbie powłok w atomie, wpisujemy do tabelki - 4. Wapń znajduje się w grupie 2 czyli ma 2, elektrony walencyjne. Liczba atomowa wapnia wynosi 20 (lewy dolny róg symbolu), a więc wszystkich elektronów jest 20. Pozostaje do napisania konfiguracja; wypisujemy kolejno 4 powłoki (K L M N), na ostatniej wpisujemy liczbę elektronów walencyjnych, która jest równa numerowi grupy, a dla pozostałych liczbę elektronów obliczamy zgodnie z poznanymi zasadami.

b) Znając numer okresu i numer grupy szukamy w Układzie Okresowym pierwiastka, który leży w grupie 15 (ma 5 elektronów walencyjnych, dla grup 13-18 jest ona równa cyfrze jedności w numerze grupy) i jednocześnie w 3 okresie (ma 3 powłoki), jest to fosfor. Odczytujemy jego liczbę atomową (Z = 15), która jest równocześnie liczbą elektronów w atomie (15) i zapisujemy konfigurację rozmieszczając 15 elektronów na 3 powłokach zgodnie z poznanymi wcześniej regułami.

c) Liczba wszystkich elektronów w atomie (9) jest równa liczbie atomowej (Z = 9) fluoru. Szukamy, w której grupie on leży (17), a więc ma 7 elektronów walencyjnych (17-10). Znajduje się w 2 okresie, czyli ma 2 powłoki (K L), na których rozmieszczamy 9 elektronów.

d) sumując liczbę elektronów na poszczególnych powłokach, dostajemy ilość elektronów w atomie, która jest równocześnie liczbą atomową (Z = 50) cyny. Leży ona w 14 grupie (4 elektrony walencyjne) i w 5 okresie (5 powłok, co można było odczytać także na podstawie konfiguracji).

Zadanie 2

Uzupełnij tabelkę:

Numer grupy
Symbol pierwiastka Na Ca Si N Se Cl
Maksymalna wartościowość względem tlenu
Wzór tlenku
Wartościowość względem wodoru
Wzór wodorku

Odpowiedź:

Numer grupy 1 2 14 15 16 17
Symbol pierwiastka Na Ca Si N Se Cl
Maksymalna wartościowość względem tlenu I II IV V VI VII
Wzór tlenku Na2O CaO SiO2 N2O5 SeO3 Cl2O7
Wartościowość względem wodoru I II IV III II I
Wzór wodorku NaH CaH2 SiH4 NH3 H2Se HCl

Omówienie:

Maksymalną wartościowość pierwiastków względem tlenu odczytujemy z cyfry jedności w numerze grupy i na jej podstawie uzgadniamy wzory tlenków (wartościowość wpisujemy na krzyż, pamiętając że tlen jest II-wartościowy).

Dla grup 1-14 wartościowość względem wodoru jest równa cyfrze jedności, natomiast dla grup 15-17 stanowi uzupełnienie do 18 (mając pierwiastek np. z grupy 17, odejmujemy od 18 liczbę 17 i dostajemy wartościowość I). Uzgadniamy wzór pamiętając, że wodór jest I-wartościowy oraz że dla pierwiastków z grupy 16 i 17 piszemy symbole w odwrotnej kolejności, tj. najpierw wodoru, potem niemetalu.

Zadanie 3

Uszeregować od najmniej do najbardziej aktywnego następujące metale: arsen, wapń, potas, gal, german.

Odpowiedź:

Arsen, german, gal, wapń i potas. W obrębie okresu właściwości metaliczne pierwiastków słabną od lewej do prawej strony, każdy okres zaczyna się bardzo aktywnym metalem. Ponieważ mamy uszeregować metale od najmniej aktywnego, to będzie to pierwiastek znajdujący się najbardziej po prawej stronie w okresie (arsen), następnie przesuwamy się w lewo (german - 14 gr., gal - 13 gr., wapń - 2 gr.) i najaktywniejszy metal z 1 grupy - potas.

Wybierz szkołę

Szkoła
Na swoich stronach GRUPA INTERIA.PL Sp. z o.o. Sp.k. wykorzystuje wraz z innymi podmiotami pliki cookies (tzw. ciasteczka) i inne technologie m.in. w celach statystycznych i reklamowych. Korzystając z naszych stron bez zmiany ustawień przeglądarki będą one zapisane w pamięci urządzenia. Kliknij, aby dowiedzieć się więcej, w tym jak zarządzać plikami cookies. Zamknij