Страница 81 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Какая информация хранится в ячейках таблицы «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева?

Ячейка Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева является своего рода «паспортом» элемента и предоставляет исчерпывающую информацию о его строении и свойствах. Стандартный набор данных в ячейке обычно включает следующие сведения:

• Порядковый (атомный) номер

  Это целое число, которое обычно располагается в верхней части ячейки. Порядковый номер уникален для каждого элемента и является его важнейшей характеристикой. Он численно равен заряду ядра атома, то есть количеству протонов в ядре. В нейтральном (неионизированном) атоме количество электронов равно количеству протонов, то есть порядковому номеру.

• Химический символ

  Это одно- или двухбуквенное сокращение названия элемента, принятое в международной химической номенклатуре. Символы происходят, как правило, от латинских названий элементов. Например, символ серебра — Ag (от лат. Argentum), символ водорода — H (от лат. Hydrogenium).

• Название элемента

  Под химическим символом обычно приводится полное название элемента на языке издания таблицы (например, на русском: «Железо», «Кислород», «Углерод»).

• Относительная атомная масса

  Это число, как правило, с десятичными знаками, которое находится в нижней части ячейки. Оно представляет собой средневзвешенное значение масс всех природных изотопов элемента с учётом их распространенности в природе. Атомная масса является безразмерной величиной, либо выражается в атомных единицах массы (а.е.м.). Для большинства химических расчетов это значение округляют до целого числа (исключение — хлор, $35.5$).

• Электронная конфигурация

  В более подробных версиях таблицы указывается распределение электронов по энергетическим уровням (электронным оболочкам) атома. Эта информация помогает понять химические свойства элемента, его валентность и способность образовывать химические связи. Например, для натрия (Na, номер 11) конфигурация может быть показана как 2, 8, 1, что означает наличие 2 электронов на первом уровне, 8 на втором и 1 на внешнем (валентном) уровне.

Кроме того, в расширенных и специализированных версиях Периодической таблицы для каждого элемента могут быть указаны и другие важные характеристики, такие как степени окисления, электроотрицательность по шкале Полинга, температуры плавления и кипения, плотность, тип кристаллической решетки и год открытия.

Ответ:

В ячейках таблицы «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» хранится ключевая информация о каждом элементе: его порядковый (атомный) номер, химический символ, полное название и относительная атомная масса. В расширенных вариантах таблицы также могут содержаться данные об электронной конфигурации атома, его степенях окисления, электроотрицательности и основных физических свойствах (температурах плавления и кипения, плотности).

Как изменяются свойства химических элементов в группах и периодах?

Свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда их атомных ядер. Эта зависимость наглядно проявляется при рассмотрении изменения свойств элементов в периодах и группах периодической системы Д.И. Менделеева.

Период — это горизонтальный ряд элементов, в котором у атомов одинаковое число электронных слоев. При движении по периоду слева направо наблюдаются следующие закономерности:

• Заряд ядра и число валентных электронов: Заряд ядра последовательно увеличивается на единицу от элемента к элементу. Число электронов на внешнем энергетическом уровне также возрастает (от 1 у элементов I группы до 8 у элементов VIII группы).
• Атомный радиус: Уменьшается. С ростом заряда ядра усиливается притяжение электронов к ядру, что приводит к сжатию электронной оболочки и уменьшению радиуса атома.
• Электроотрицательность: Возрастает. Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе электроны от других атомов в химических соединениях. Чем меньше радиус и чем ближе внешний слой к заполнению, тем сильнее атом стремится принять электроны. Поэтому самые электроотрицательные элементы находятся в правом верхнем углу таблицы (фтор, кислород, хлор).
• Металлические и неметаллические свойства: Металлические свойства, то есть способность атома отдавать электроны, ослабевают. Неметаллические свойства, то есть способность принимать электроны, усиливаются. Поэтому каждый период (кроме первого) начинается со щелочного металла (сильное восстановительное свойство) и заканчивается инертным газом, которому предшествует галоген (сильное окислительное свойство).
• Свойства соединений: Характер высших оксидов и гидроксидов закономерно изменяется. У элементов в начале периода их оксиды и гидроксиды проявляют основные свойства (например, $Na_2O$, $NaOH$), затем свойства становятся амфотерными (например, $Al_2O_3$, $Al(OH)_3$), и в конце периода — кислотными (например, $SO_3$, $H_2SO_4$; $Cl_2O_7$, $HClO_4$).

Ответ: В периодах при движении слева направо с увеличением порядкового номера элемента уменьшается атомный радиус, возрастает электроотрицательность, ослабевают металлические и усиливаются неметаллические свойства. Характер высших оксидов и гидроксидов изменяется от основного к кислотному.

Группа — это вертикальный столбец элементов. В главных подгруппах (А-группах) у атомов элементов одинаковое число валентных электронов, что обуславливает сходство их химических свойств. При движении по группе сверху вниз наблюдаются следующие закономерности:

• Число электронных слоев и заряд ядра: С каждым следующим элементом вниз по группе добавляется новый электронный слой, и значительно возрастает заряд ядра.
• Атомный радиус: Увеличивается. Несмотря на рост заряда ядра, увеличение числа электронных слоев приводит к значительному увеличению размера атома.
• Электроотрицательность: Уменьшается. Валентные электроны находятся все дальше от ядра и экранируются внутренними электронными слоями, поэтому они слабее притягиваются к ядру. Атому становится легче отдавать электроны, чем принимать.
• Металлические и неметаллические свойства: Металлические (восстановительные) свойства усиливаются, так как способность отдавать валентные электроны возрастает. Неметаллические (окислительные) свойства, наоборот, ослабевают. Это хорошо видно на примере IVA группы: углерод (С) — неметалл, кремний (Si) и германий (Ge) — металлоиды, а олово (Sn) и свинец (Pb) — металлы.
• Свойства соединений: В главных подгруппах сверху вниз усиливаются основные свойства оксидов и гидроксидов. Например, в IIA группе $Be(OH)_2$ — амфотерный гидроксид, а $Ba(OH)_2$ — сильное основание (щелочь). Сила бескислородных кислот, образованных неметаллами, также возрастает (например, в ряду кислот галогенов $HF < HCl < HBr < HI$).

Ответ: В группах при движении сверху вниз с увеличением порядкового номера элемента увеличивается атомный радиус, уменьшается электроотрицательность, усиливаются металлические и ослабевают неметаллические свойства. Основные свойства оксидов и гидроксидов усиливаются.

Сформулируйте периодический закон.

Периодический закон, открытый русским учёным Д. И. Менделеевым в 1869 году, является одним из фундаментальных законов природы. Он описывает периодическое изменение свойств химических элементов. Существует историческая (оригинальная) и современная формулировки этого закона.

Историческая формулировка

В своей первоначальной версии, основанной на атомных массах (в то время их называли атомными весами), закон звучал следующим образом:

Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.

Современная формулировка

С развитием физики и химии, в частности, после установления строения атома, было выяснено, что фундаментальной характеристикой атома, определяющей его свойства, является не атомная масса, а заряд его ядра. Заряд ядра соответствует порядковому номеру элемента в периодической системе. Это привело к уточнению формулировки закона:

Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов ядер их атомов.

Ответ: Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов ядер их атомов.