Атом құрылысы мен периодтық заң 7 сыныпқа

Жобаның авторы - Таңатарова Сания Оқжетпес орта мектебінің 8- сынып оқушысы Жетекшісі – Абдикалыкова Гүлдана Нұрғалиқызы

Атом құрылысы және периодтық заң

Менделеевтің периодтық заңы , периодтық заң – атом ядросы зарядтарының артуына байланысты химиялық элементтер қасиеттерінің периодты өзгеретінін тұжырымдайтын табиғаттың негізгі заңы .

Бұл заңды 1869 жылы Д.И. Менделеев ашты . Ол оның толық тұжырымдамасын 1871 жылы жариялады . Менделеевтің 1869 жылы жасаған еңбегі элементтердің периодтық жүйесі – Менделеевтің периодтық заңының графиктік бейнесі . Бұл заң элементтердің периодтық жүйесімен тығыз байланысты және бірін-бірі толықтырып, түсіндіреді. Ядроның заряды ( Z) жүйедегі элементтердің атом нөміріне тең . Z өсуі бойынша орналасқан элементтер Z ( Н, Н e, L і , Be…) 7 период түзеді .

1-ші периодта – 2 элемент,

2 мен 3-те – 8-ден,

4 пен 5-те – 18-ден,

6-да – 32 элемент,

7-де – 23 элемент белгілі .

Периодта элементтердің қасиеттері сілтілік металдардан инертті газдарға өткенде заңды түрде өзгереді. Вертикальды бағаналар – қасиеттері ұқсас элементтердің топтары болып табылады . Топтың ішінде элементтердің қасиеттері де заңды түрде өзгереді ( мысалы , сілтілік металдарда L і-ден Fr- ға дейін химиялық активтілік өседі ). Z=58 – 71, сол сияқты Z=90 – 103 элементтерінің қасиеттері ұқсас болғандықтан лантаноидтар және актиноидтар қатарларына топтастырылған. Элементтер қасиеттерінің периодтылығы атомның сыртқы электрон қабаттарының конфигурациясының периодты қайталануына байланысты . Ауыр ядролар тұрақсыз, мысалы , америций ( Z=95) және содан кейінгі элементтер табиғатта табылмаған, оларды жасанды , ядролық реакциялар арқылы алады .

Менделеевтің периодтық заңы қазіргі заманға дейінгі химия ғылымының дамуына үлкен әсер етіп , оның біртұтас ғылым болып қалыптасуында басты рөл атқарды . Менделеевтің периодтық заңы мен элементтердің периодтық жүйесіне сүйене отырып , ғалымдар атом құрылысы және химиялық байланыс теорияларын жасады ; жер қыртысы мен ғарыштық нысандар зерттеледі . Бұл заның барлық жаратылыстану , техника, технология саласындағы ғылымдар үшін философиялық мәні зор .

Периодтық заңның маңызы

Периодтық заң ашылған кезде көптеген элементтер белгісіз еді . Д. И. Менделеев аса үлкен болжампаздықпен олардың кейбіреулерінің қасиеттерін сипаттаған болатын (скандий - Л. Нильсон , галлий - Лекок де Буабодран , германий - К. Винклер ).

Ғалымның көзінің тірісінде ол болжаған элементтер ашылып , периодтық заңның дұрыстығының айғағы болды .

Галлий Ga 1875 ж., скандий Sc 1879 ж., германий ( Ge ) 1885 ж. ашылды . Д. И. Менделеев есептеу жолымен анықтаған сипаттамалары олардың тәжірибе жүзінде анықталған шамаларына сәйкес келеді . Периодтық заң ашылған кезде белгісіз бекзат газдар да қасиеттеріне қарай галогендер мен сілтілік металдар арасынан орын алды .

Заңның ашылған кезінде кейбір элементтердің валенттіліктері мен атомдық массалары дұрыс анықталмаған еді . Элементтердің қасиеттерінің өзгеру заңдылықтары сақталатындай етіп , Менделеев бериллийдін , ( Be), торийдің (Тһ ), церийдің (С1), индийдің ( In), т.б. кейбір элементтердің атомдық массаларын түзетті.

Периодтық заң табиғаттың дамуы мен бірлігін көрсететін жалпы заңдарға жатады . Бұл заңның құрылымдық кескіні болып табылатын периодтық жүйеде периодтар бойынша элементтердің сыртқы қабаттарында электрондар санының біртіндеп өсуінен (1-8) металдық қасиет екідайлылық арқылы бейметалдыққа ауысады . Бұл заңдылық табиғаттың санның сапаға ауысу заңының бір көрінісі. Табиғаттың тағы бір жалпы заңы — терісті терістеу бір периодтан екіншісіне өткенде байқалады. Әрбір келесі периодтың элементі өзіне ұқсас алдыңғы периодтың ( III—>11) элементінің (К—> Na, CI—> Ғ) қасиетін қайталағанымен, оның касиеті алдыңғы элементтікінен аздап өзгешеленеді, яғни олардың белсенділігі жоғарырақ екенін көреміз. Қарама-қарсылықтың күресі мен бірлігі - периодтың басынан аяғына жеткенде байқалады ( Na - CI; К - Вг ).

Периодтық заңға сүйеніп радиобелсенді элементтер ашылды , бұл еңбектер әлі де жалғасуда . Осы айтылғандардың барлығы Менделеевтің периодтық заңды ашуы сәті түскен іс емес , терең ғылыми танымдық маңызы бар табиғаттың іргелі заңдарының бірі екенін дәлелдейді

Химиялық элементтердің периодтық жүйесін атом құрылысы тұрғысынан сипаттау

Атомның құрамына оң зарядты ядро мен теріс зарядты электрондар кіреді . Д. И. Менделеев ұсынған химиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі рет нөмірі сол элементтің атом ядросы зарядының мәнімен сәйкес келеді . A том ядросы оң зарядты протондар мен заряды жоқ нейтрондардан тұрады . Әр элемент атомының ядро зарядына тең протондар саны тұрақты , ал нейтрондар саны өзгермелі болуына орай изотоптар шығады . Мысалы , табиғатта кездесетін көміртек екі изотоптан тұрады, олар: 12 6 С, 13 6 С. Сонымен қатар атмосферадан радиоактивті изотоптың 14 6 С сілемі табылған . Бұл изотоптардағы нейтрондар саны 6,7,8-ге тең .

Атомдағы электрондар энергия мөлшеріне қарай белгілі бір квант қабаттарына ( деңгейлерге ) бөлінеді . Ондай энергетикалық деңгейлердің саны — 7, олар кестедегі периодтар санына тең. Жалпы деңгейлер мен периодтар санының бірдей болуын атом құрылысы теориясы бас квант санының мәнімен түсіндіреді .

Әр деңгейде бірнеше деңгейше бар. Деңгейшелер өз кезегінде орбитальдардан тұрады. Мысалы , бірінші квант қабатындағы ( n= 1) бір деңгейшеде 1 s орбиталь , ал екінші қабаттағы екі деңгейшеде екі түрлі орбиталь 2 s, 2 р , үшіншідегі үш деңгейшеде үш түрлі орбиталь 3 s, 3 р , 3 d бар.

s- орбитальдардың пішіні сфера тәрізді , ал p- орбитальдардың пішіні гантель немесе көлемді сегіздік , d- орбитальдардікі одан да күрделі болып келеді . Әр деңгейшеде бір ғана s- орбиталь , х , у, z осьтері бойынша бағытталған пішіні бірдей үш p- орбиталь бола алады . Олардағы электрондарды да s- электрон, р-электрон деп бөледі.

Атомдардағы электрондарды Паули принципі , Гунд ережесіне сай энергетикалық деңгейлерге , олардың деңгейшелеріндегі s-, р -, d- орбитальдарға таратып , электрондық формулалармен белгілеп немесе квант ұяшықтарына орналастырып көрсетеді . Мысалы , реттік нөмірлері 3 литий және 6 көміртек атомдарының электрондық конфигурациясын формула түрінде бейнелейік :

3 Li 1s 2 2s 1 6 С 1 s 2 2s 2 2p 2 Екеуі де екінші периодтың элементі , өйткені соңғы электроны екінші деңгейде түр . Алғашқы литий s- элементке , келесі көміртек р-элементке жататыны ең соңғы электроны орын алған орбитальдардан көрінеді . Егер соңғы электрон d- немесе f- орбитальдарына орналасса , ол элемент соған сәйкес d- ( мысалы , темір , күміс, алтын, т.б.) немесе f- элементтер ( лантаноидтар , актиноидтар ) деп аталады .

Д. И. Менделеев ұсынған элементтердің периодтық жүйесі атомдардың құрылысымен тікелей байланысты . Атомдардың құрылысы элементтер қасиеттерінің периодты өзгеруінің мәнін ашып береді . Ең кіші периодтағы s- орбитальға 2 электрон сыяды , оған екі элемент Н пен He сәйкес келеді . Ал кіші периодтарда ( II, III) сыртқы энергетикалық s және p- орбитальдардағы электрондар саны 1-ден 8-ге дейін өсіп , осыған сәйкес элементтердің ( Li—Ne, Na— А r) металдық қасиеті кеміп , бейметалдығы артып , ең соңында инертті элементтермен аяқталады. Үлкен периодтарға ( IV,V) ауысқанда, олардың жұп қатарындағы (4, 6, 8) элементтердің валенттік электрондары сыртқы энергетикалық деңгейдегі s- орбитальдан ішкері жатқан ( n-1) d- орбитальдарға орналасатындықтан, металдық қасиет баяу кемиді . Периодтың соңына жақындағанда, қайтадан сыртқы p- орбитальдар толтырылып , бейметалдық қасиет күшейіп, сосын инертті элементтермен аяқталады.

Периодтық кестедегі элементтердің топтарын негізгі және қосымша деп бөлу энергетикалық деңгейшелерге байланысты . Негізгі топша элементтері сыртқы s және р-деңгейшелеріне орналасса , қосымша топша элементтерін d- және f- металдар…