Періодична система хімічних елементів у світлі теорії будови атома

1 березня 1869 року Дмитро Іванович Менделєєв відкрив закон, який назвав періодичним. Сучасне формулювання періодичного закону Менделєєва будується на будові атомів елементів і звучить так: «Властивості елементів, простих і складних речовин, утворених ними, знаходяться в періодичній залежності від величини заряду ядер їх атомів».

Періодична система хімічних елементів є графічним відображенням періодичного закону. Вона складається з семи періодів і восьми груп.

Період - це горизонтальний ряд хімічних елементів, розташованих у порядку збільшення заряду ядра атома. Кожний період починається лужним металом і закінчується інертним газом. Періоди бувають великі та малі. Це залежить від кількості елементів у періоді. Якщо період містить два або вісім елементів, то він є малим. До малих належать перший, другий і третій періоди. Четвертий, п’ятий, шостий і сьомий періоди є великими, тому що містять по 18 або 32 електрони. Сьомий період також вважається ще не закінченим. Усі великі періоди складаються з двох рядів.

Група - це вертикальний стовпчик хімічних елементів. Вона об’єднує елементи, які схожі за будовою атомів і властивостями. кожна група поділяється на дві підгрупи: головну і побічну. Головна підгрупа складається з елементів і малих і великих періодів. Побічна - тільки з елементів великих періодів. Головна підгрупа сьомої групи - це підгрупа галогенів: Флуор, Хлор (типові елементи) та їхні аналоги - Бром, Іод, Астат, і побічної підгрупи - Манган, Техницій, Реній. Елементи головної підгрупи - активні неметали, а елементи побічної підгрупи - метали.

Структура періодичної системи хімічних елементів тісно пов’язана з будовою атома. Нагадаємо: атом складається з позитивно зарядженого ядра, навколо якого рухаються електрони. Електрон - це елементарна частинка, яка має заряд «мінус одиниця», а маса його умовно дорівнює нулю. Позитивний заряд ядра нейтралізується сумарним негативним зарядом електронів. Тому в цілому атом електронейтральний.

Ядро атома складається з протонів і нейтронів.

Протон - це елементарна частинка, заряд якої «плюс один» і маса теж умовно дорівнює одиниці.

Нейтрон - це елементарна частинка з нульовим зарядом. Отже, заряд ядра атома визначається сумарною кількістю протонів у ядрі і називається протонним числом. А загальне число протонів і нейтронів називають нуклонним числом.

Електрони навколо ядра атома розміщуються шарами, які називають електронними шарами. На кількість електронних шарів у атомі вказує номер періоду, в якому знаходиться елемент. Наприклад, в атомах елементів третього періоду три електронних шари, а в атомах елементів шостого періоду - шість.

Номер групи теж пов’язаний із будовою атомів. Він вказує на число валентних електронів у атомах елементів головних підгруп. Валентними називають електрони, які беруть участь у хімічній взаємодії. В елементів побічних підгруп число валентних електронів також дорівнює номеру групи, але розміщуються вони як на зовнішньому, так і на передостанньому електронному шарі.

Властивості хімічних елементів та їх сполук повторююється періодично, тому що періодично повторюється будова зовнішнього електронного шару атома елемента.

У періодах зліва направо збільшується заряд ядра атомів елементів і число електронів на останньому електронному шарі. Тому металічні властивості елементів спадають, а неметалічні - посилюються.

У підгрупах зверху вниз зростає атомний радіус елементів, тобто кількість електронних шарів. Тому в підгрупах зверху вниз металічні властивості елементів посилюються, а неметалічні - послаблюються.