Періодичний закон Д. І. Менделєєва

 

На основі електронних конфігурацій незбуджених атомів проводять їх класифікацію за хімічними властивостями. Такою природною класифікацією елементів є періодична система Д. І. Менделєєва, яка є графічним відображенням періодичного закону:

Властивості хімічних елементів, а також форми і властивості утворюваних ними сполук, знаходяться у періодичній залежності від величин зарядів ядер їх атомів

Хімічні елементи у періодичній системі Д. І. Менделєєва розташовані у порядку зростання зарядів ядер їх атомів.

Форма періодичної системи повторює енергетичну діаграму заповнення електронами підрівнів у багатоелектронному атомі (табл. 5).

Класифікацію елементів здійснюють за двома незалежними ознаками: періодами та групами.

Період - це горизонтальний ряд елементів, які розташовані у порядку зростання зарядів ядер атомів (порядкового номеру). Номер періоду визначає кількість енергетичних рівнів в атомах елементів. Під час формування періоду електрони заповнюють підрівні з приблизно однаковим запасом енергії (табл. 6).

 

Таблиця 6. Послідовність заповнення електронами енергетичних підрівнів у формуванні перших шести періодів таблиці Д.І. Менделєєва

Період	Номер періоду	Порядок заповнення рівнів та підрівнів	Число АО	Число елементів
Малий	І	1s	1	2
	ІІ	2s 2p	4	8
	ІІІ	3s 3p	4	8
Великий	IV	4s 3d 4p	9	18
	V	5s 4d 5p	9	18
	VI	6s 4f 5d 6p	16	32

 

У межах періоду властивості елементів монотонно змінюються від типових металічних до типових неметалічних. Кожний період завершується елементом з повністю заповненими s- і р-підрівнями зовнішнього енергетичного рівня: ns²nр⁶.

Залежно від того, на який з підрівнів потрапляє останній електрон під час формування електронної оболонки, розрізняють елементи s, p, d, f- електронних родин.

Приклад. Визначити належність елементів до електронних родин:

₁₉K 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹   

Хімічний елемент ₁₉K належить до s-родини, оскільки останній 19-й електрон згідно з правилом Клечковського (табл. 5) заповнює s -підрівень;

₃₃Аs 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p³  - елемент належить до р‑родини;

₂₃V 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d³ -  елемент належить до d-родини.

 

Електрони, що останніми з’являються на АО найменш зв’язані з ядром і визначають хімічну поведінку атомів, називають валентними.

Валентні електрони елементів s- і р-електронних родин знаходяться на зовнішньому енергетичному рівні; валентні електрони елементів d- і f-електронних родин знаходяться на зовнішньому і неповністю заповнених глибинних підрівнях.

Група - це вертикальний ряд елементів, які мають однотипну електронну будову. Група об’єднує елементи головних і побічних підгруп.

		Головні підгрупи: s- і р-родини елементів
Група
		Побічні підгрупи: d- і f-родини елементів

Номер групи для елементів s- і р-родин, а також для перших шести d-елементів великих періодів відповідає числу валентних електронів. Елементи однієї підгрупи мають назву елементів-аналогів. Такі елементи мають однотипні електронні конфігурації валентних підрівнів і подібні хімічні властивості.

За особливістю заповнення електронами зовнішнього енергетичного рівня елементи розподіляють за хімічними властивостями на метали і неметали. Атоми металів на зовнішньому енергетичному рівні містять до чотирьох електронів, а атоми неметалів - від чотирьох і більше.

 

Таблиця 7. Узагальнені електронні конфігурації атомів елементів
малих та великих періодів

	Номер групи (головні підгрупи)

Малі періоди