Химия Для студентов I курса специальностей: 2080165 экология, 08040165 товароведение и экспертиза товаров, 260800 технология, конструирование изделий и. - презентация

1 Химия Для студентов I курса специальностей: экология, товароведение и экспертиза товаров, технология, конструирование изделий и материалы легкой промышленности ИИИБС, кафедра ЭПП к.х.н., доцент А. Н. Саверченко

2 Периодический закон и периодическая система элементов

3 В 1869 г. Дмитрий Иванович Менделеев показал, что свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от атомных весов элементов. Выражением этого периодического закона послужила таблица, отражающая эти закономерности и получившая название периодической системы элементов Д.И. Менделеева. В 1914 г. английский ученый Г. Мозли показал, что заряд ядра атома численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе. Таким образом, заряд ядра атома или порядковый номер элемента определяют электронное строение атомов и соответственно свойства элемента. В настоящее время периодический закон имеет формулировку: свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома.

4 Периодическая система элементов отражает электронное строение атомов. Каждый период (горизонтальный ряд периодической системы) начинается элементом, в атоме которого появляется электрон с новым значением главного квантового числа n (номер периода совпадает со значением n для внешнего энергетического уровня). Группы (вертикальные столбцы) содержат элементы с одинаковым числом валентных электронов, равным номеру группы. Они делятся на подгруппы- главную и побочную. К главным подгруппам (подгруппам А) принадлежат элементы, для валентных электронов которых n равно номеру периода, а l- нулю или единице, то есть все валентные электроны находятся на последнем энергетическом уровне. Элементы, в атомах которых валентные электроны находятся на s-подуровне, называются s-элементами. В том случае, когда валентные электроны элементов находятся на s- и p-подуровнях, они носят название p-элементов.

5 Элементы, у которых происходит формирование d- или f- подуровней, носят название d- или f-элементов. Они формируют побочные подгруппы (подгруппы B) периодической системы, в которых валентные электроны атомов занимают не только внешние, но и предвнешние подуровни. Первый, второй и третий периоды периодической системы содержат элементы только главных подгрупп, остальные- элементы как главных, так и побочных подгрупп. Электронная структура атомов однозначно определяется зарядом ядра. По мере роста заряда происходит закономерная периодическая повторяемость электронных структур атомов, а следовательно, и повторяемость свойств элементов.

6 Химические свойства элементов проявляются при взаимодействии их атомов. Периодическая система элементов отражает закономерное изменение этих свойств. Свойства химических элементов можно разделить на металлические (восстановительные, т.е. свойства отдавать электроны) и неметаллические( окислительные, т.е. свойства принимать электроны). Свойства химических элементов зависят от силы притяжения валентных электронов к положительно заряженному ядру атома и определяются следующими характеристиками.

7 Энергия ионизации (Е i ) -это энергия, которую необходимо затратить для отрыва и удаления электрона от атома, иона или молекулы. Она является мерой металлических (восстановительных) свойств элементов: чем ниже значение Е i, тем сильнее металлические свойства. В группах при увеличении порядкового номера элемента энергия ионизации уменьшается, а в периоде - увеличивается. Энергия сродства к электрону (Е a ) -это энергия, которая выделяется при присоединении электрона к атому или молекуле. Она характеризует неметаллические (окислительные) свойства элементов: чем выше значение Е a, тем сильнее неметаллические свойства. В периодах слева направо энергия сродства к электрону и неметаллические окислительные свойства элементов возрастают, а в группах сверху вниз энергия сродства к электрону, как правило, уменьшается.

8 Полусумма энергии ионизации и энергии сродства к электрону называется электроотрицательностью атома. Она возрастает с увеличением неметаллических свойств элементов и характеризует способность атомов элемента притягивать к себе общие пары электронов при образовании химической связи. В периодической системе элементы-неметаллы располагаются в главных подгруппах и занимают ее правую верхнюю часть. Чем правее и выше находится элемент, тем сильнее его неметаллические свойства (самый активный неметалл-фтор). Элементы- металлы главных подгрупп находятся в левой нижней части периодической системы (самый активный металл -франций). Все элементы побочных подгрупп проявляют металлические свойства.

9 Элементы, за исключением элементов 1-го и 2-го периодов периодической системы, проявляют высшие положительные степени окисления, которые совпадают с номером группы, в которой находится элемент. С увеличением степени окисления элемента возрастают кислотные и ослабевают основные свойства его оксидов и гидроксидов (оснований и кислот). Элементы-неметаллы могут проявлять (обычно в бескислородных соединениях) отрицательную степень окисления, которая равна (8- группы), в которой находится элемент.

10 10 Рекомендуемая литература Коровин Николай Васильевич. Общая химия: Учебник. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., с.: ил. Павлов Н.Н. Общая и неорганическая химия: Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, – 448 с.: ил. Ахметов Наиль Сибгатович. Общая и неорганическая химия: Учебник для студ. химико-технологических спец. вузов / Н.С.Ахметов. - 4-е изд., исп. - М.:Высш. шк.: Академия, с.: ил. Глинка Николай Леонидович. Общая химия: Учебное пособие для вузов / Н.Л.Глинка; Ермаков Л.И (ред.) – 29–е изд.; исп. – М.: Интеграл Пресс, 2002 – 727 с.: ил. Писаренко А.П., Хавин З.Я. Курс органической химии – М.: Высшая школа,1975,1985. Альбицкая В.М., Серкова В.И. Задачи и упражнения по органической химии. – М.: Высш. шк., Грандберг И.И. Органическая химия – М.: Дрофа, Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия М.: Высш. Шк., 1981 Иванов В.Г., Гева О.Н., Гаверова Ю.Г. Практикум по органической химии – М.: Академия., 2000.