Бейорганикалық химияны оқыту әдістемесінің жазбаша емтихан сұрақтары
жүктеу/скачать 170,06 Kb.
|
| 13. Элементтердің табиғи топтары туралы түсінік беріңіз. Д.И.Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық жүйесі, топ және период туралы ұғымның қалыптасуы туралы жазыңыз.
Химиялық элементтердің периодтық жүйесі (Менделеев кестесі) — Элементтердің әртүрлі қасиеттерінің атом ядросы зарядына тәуелділігін белгілейтін химиялық элементтердің жіктелу реті. Жүйе атақты орыс химигі Д. И. Менделеевтің 1869 жылы ашқан периодтық заңының графикалық түрде бейнеленуі болып табылады. Оның бастапқы нұсқасын Д. И. Менделеев 1869-1871 жылдары шығарған еді және бұл нұсқасында элементтердің қасиеттерінің олардың атомдық салмағына (қазіргіше, атомдық массасына) тәуелділігін көрсеткен еді. Периодтық жүйені суреттеудің (аналитикалық қисық сызықтар, кестелер, геометриялық фигуралар, және т.с.с) барлығы бірнеше жүздеген (кітабында 400-ден астам деп айтылады) нұсқасы ұсынылған. Жүйенің қазіргі кездегі нұсқасында элементтерді екіөлшемді кестеге жинақтау қарастырылады. Мұндағы әрбір бағана (периодтық жүйенің тобы) негізгі физико-химиялық қасиеттерді анықтаса, қатарлар периодтық жүйенің периодын құрайды және белгілі мөлшерде бір-біріне ұқсас боп келеді. Периодтық жүйенің бірнеше түрі бар. Алғашқы кестеде Менделеев әлі ашылмаған бірнеше элементтер бар екенін болжап, оларға кестеде тиісті орын қалдырып, кейбір қасиеттерін күні бұрын айтып берді. Сондай болжанған “экоалюминий” (1875 ж. француз химигі П.Лекок де Буабордан ашқан қазіргі галлий Ga), “экабор” (швед ғалымы Л.Нильсон 1879 ж. ашқан скандий Sc) және “экасилиций” (1886 ж. неміс ғалымы К.Винклир ашқан германий Ge) элементтері кейін ашылды. Сонымен қатар Менделеев марганецке (қазіргі технеций Тс және рений Re), теллурге (полоний Ро), йодқа (астат At), цезийге (франций Fr), барийге (радий Ra), танталға (протактиний Ра) ұқсас элементтердің бар екенін айтқан. Күні бұрын болжанған қасиеттер мен анықталған қасиеттердің дәл келуі Менделеевтің периодты заңын дүние жүзі ғалымдарына танытты. Радиоактивтік ыдыраудың (1806), рентген сәулелерінің (1895) ашылуы, неміс физигі М.Планктің сәуле шығарудың кванттық теориясын (1900), ағылшын физигі Э.Резерфордтың атомның планетарлық моделін (1911) жасауы, Н.Бордың атомның құрылыс теориясын ұсынуы (1913) атомның күрделі табиғаты мен периодтық жүйе құрылымының физ. мәнін түсіндірді. Ағылшын физигі Г.Мозли еңбектерінің нәтижесінде Менделеев ұсынған әр элементтің рет нөмерінің оның ядро зарядымен тең болуы, сондай-ақ атомдағы электрондар санының анықталуы, олардың орналасуындағы периодтық заңның тұтастай ішкі сырын ашты. Бор теориясын әрі қарай неміс физигі А.Зоммерфельдтің дамытуы, кейін швейцариялық физик В.Паули принципінің шығуы электрондық әр қабықта орналасу заңдылығын анықтады. Қазіргі Э. п. ж.126 хим. элементті қамтиды, олардан трансуран элементтері (Z – 93 – 110) және кейбір элементтер Z – 43 (Tc), 61 (Pm), 85 (At), 87 (Fr) жасанды жолмен алынған. Менделеев периодтық жүйені жасағаннан бері оны кеңістікте немесе жазықтықта орналастырудың графиктік әр түрлі нұсқалары ұсынылғанмен, Менделеевтің ықшамды қысқа және ұзын периодты кесте түріндегі нұсқасы көбірек қолданылады. Период деп сілтілік металдан басталып инертті газбен аяқталатын элементтер тобын айтады. Периодтар горизонталь қатардан тұрады. Периодтық жүйеде 7 период бар, олар рим сандарымен белгілеген, I, II және III периодтар бір қатардан тұрады және кіші периодтар деп аталады, ал IV, V, VI, VII периодтар екі қатардан тұрады, оларды үлкен периодтар деп атайды. Бірінші периодта-2 элемент, екінші және үшіншіде-8-ден, төртінші мен бесіншіде-18-ден, алтыншыда-32, жетіншіде(аяқталмаған)-32 элемент бар. Әрбір период, біріншіден басқасы, сілтілік металдан басталып, инертті элементпен аяқталады. Әр периодта 2, 8, 18, 32 элемент болады. Бірінші периодтың ерекшелігі – онда екі элемент қана Н, Не орналасқан. Сутектің сілтілік металдарға да, галогендерге де ұқсайтын ортақ қасиетіне байланысты оны көбіне Іa кейде VІҚа топшаға да орналастырады. Екінші периодтта 8 элемент ( Lі – Ne) бар. Ол сілтілік металл литийден Lі басталады, одан кейінгі ІІ валентті Ве металл, ал ІІІ валентті В элементтінің металдық қасиеті кеміп, ІV валентті көміртектен бейметалдар басталады, олардың (N, О, F) тотығу дәрежелері теріс. Период инертті газ – неонмен (Ne) аяқталады. Үшінші периодта да 8 элемент орналасқан (Na – Ar). Олардың қасиеттерінің өзгеру сипаты екінші период элементтеріне ұқсас, дегенмен Mg-мен Al-дің Ве-мен В-ға қарағанда металдық қасиеті басымдау, сондай-ақ бейметалдар – P, S, Cl-дың екінші периодтағы “ұқсастардан” айырмашылығы олар өздеріне тән ең жоғары оң валенттіктерін көрсете алады. Менделеев 2 және 3-период элементтерін типтік элементтер деп атаған, себебі олардың бәрі де табиғатта кең таралған. Алғашқы 3 периодтың элементтері негізгі топшаларға (а) ғана кіреді. Қазіргі технологиялар бойынша бұл периодтардың алғашқы екі элементі (сілтілік және сілтілік-жер металдар) Қа-, ІҚа- топшаларды құрайтын s-элементтерден тұрады (кестеден қызыл түске боялған), қалған алтауы (B – Ne, Al – Ar) ІІҚа, VІІҚа-топшаларды құрайтын р-элементтерден тұрады (кестеде сары түсті). Кіші периодтар деп аталған бұл үш период элементтерінің рет нөмірі артқан сайын атом радиустары кішірейіп, кейінгі атомның сыртқы қабығындағы электрондар саны көбейгенде, олардың өзара ығысуының күшеюінен атом радиустары ұлғая бастайды. Ең үлкен радиус периодтың басында орналасқан сілтілік металға тән. Осындай заңдылық иондар радиусының өзгеруінен де байқалады. Төртінші периодта 18 элемент бар ( К – Кr), ол – үлкен периодтардың алғашқысы. Мұнда сілтілік және сілтілік-жер металдардан кейін ауыспалы деп аталатын 10 элемент (Sc – Zn) орналасады. Бұларды d – элементтер деп атайды (кестеде көк түсті), олар да қосымша топшаларға кіреді. Ауыспалы элементтер түгелдей металдар, Fe – Co – Nі триадасынан басқасы өздеріне тән ең жоғары валенттіктерін көрсетеді. Соңғы алты p-элементтер (Ga – Kr) негізгі топшаға (a) кіреді, қасиеттерінің өзгеруі бұрын айтқан ІІ және ІІІ период элементтеріне ұқсас. Бесінші периодта 18 элемент (Rb – Xe) бар, құрылысы төртінші периодқа ұқсас. Одан айырмашылығы ауыспалы элементтер де, ксенон да (Xe) өзіне тән ең жоғары оң валенттіктерін көрсете алады. Соңғы галоген – иодта аздаған металдық қасиет пайда болады. Алтыншы периодта 32 (Cs – Rn) элемент бар. Онда ауыспалы 10 элементпен (La, Hf – Hg) қатар 14 f – элементтер, лантаноидтар (кестеде жасыл түсті) орналасқан. Жетінші периодта да францийден (Fr) басталатын 32 элемент болуға тиісті, бірақ ол әлі аяқталмаған (12 элемент әлі табылған жоқ). Мұнда да алтыншы периодтағыдай 89-элементтен кейін 14 f – элементтер – актиноидтар орналасқан (Th – Lr). Олардың тотығу дәрежесі лантаноидтардан де жоғары болады (ІІІ – VІІ). Лантаноидтар мен актиноидтар кестенің түрі ықшамды болу үшін төменірек жеке екі қатар етіп орналастырылған. Оларды кестедегі өздерінің заңды орнына қойып горизонталь периодтарды ұзартсақ периодтық түр шығады. Онда атомдардың электрондық құрылымына сай ұқсастығын анығырақ байқауға болады. Қысқа кестедегі топ нөмірі, жалпы алғанда, ондағы элементтердің валенттігі электрондар санына сай келеді. Бір топшадағы элементтердің ұқсастығы олардың валенттік қабаттарының электрондық конфигурациясының периодты түрде қайталанып келіп отырғандығымен түсіндіріледі. Элементтер қасиеттерінің периодты түрде қайталануы олардың электрондық құрылымының периодты қайталануымен сай келетіні де осыдан. Тігінен орналасқан элементтердің қатарын топтар деп атайды. Периодтық жүйеде сегіз топ бар, олардың нөмері рим сандарымен белгіленген. Топ нөмері элементтің ең жоғарғы тотығу дәрежесіне сәйкес келеді. Фтордың тотығу дәрежесі әрқашан -1-ге тең, мыс, күміс,алтынның тотығу дәрежелері +1,+2,+3-ке тең, ал VIII топ элементтерінен +8 тотығу дәрежесі тек осмий, рутений, ксенонға тән. Әрбір топ-негізгі(A) және қосымша (Б) деп екі топшаға бөлінеді. Негізгі топшаны табиғи ұялас элементтер құрайды;оған типтік элементтер (II және III период элементтері) және химиялық қасиеттері соларға ұқсас үлкен периодтардың элементтері кіреді. Қосымша топшаны үлкен периодтың элементтері –металдар ғана құрайды. VIII топ қалған топтардан ерекшеленеді. Инертті газдарың негізгі топшасынан басқа, онда үш қосымша топша бар: темір топшасы, кобальт топшасы, никель топшасы, оларда көлденіңінен алғанда триада деп атайды, мәселен, темір триадасы: Fe,Co,Ni. Негізгі және қосымша топша элементтері химиялық қасиеттерімен ерекшеленеді. Мысалы, VII топтың негізгі топшасын бейметалл галогендер:F,Cl,Br,I,At, ал қосымша топшасын металдар:Mn,Tc,Re Топшалар өзара ұқсас элементтерді біріктіреды. Бір топта орналасқан элементтер ұқсас отттекті қосылыстар түзеді. Периодтық жүйеде әрбір топтың астында элементтердің жоғарғы оксидтерінің жалпы формуласы берілген: R2O,RO,R2O3, RO2,R2O5,RO3,R2O7,RO4 мұндағы R сол топтың элементі. Жоғарғы оксидтерінің формулалары топтың барлық элементтеріне қатысты, тек қана элемент топтың нөмеріне тең тотығу дәрежесінкөрсетпейтін кезде ғана бұл формула сәйкес келмейді. жүктеу/скачать 170,06 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|