3.8: Коротка періодична таблиця завершена

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18629

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

З елементом № 20 були описані всі елементи, необхідні для скороченої періодичної таблиці. Як зазначалося вище, розміщення електронів в елементах з атомним номером 21 і вище трохи занадто складно пояснити тут. Однак ці елементи важливі, і всі вони показані в повній періодичній таблиці в кінці цієї глави. Серед важчих елементів повної періодичної таблиці є перехідні метали, включаючи важливі метали хром, марганець, залізо, кобальт, нікель та мідь. Також включені лантаноїди і актиніди. Серед цих елементів є торій, уран та плутоній, які мають важливе значення в ядерній енергетиці та ядерній зброї.

Скорочена таблиця Менделєєва з першими 20 елементами проілюстрована на малюнку 3.9. Крім атомного номера і атомної маси, в цій таблиці наведено символ Льюїса кожного елемента. Видно, що символи елементів в одних і тих же вертикальних стовпчиках мають однакову кількість точок, що показують однакові конфігурації для їх електронів зовнішньої оболонки. Ця дуже проста, коротка таблиця містить багато корисної інформації, і читачеві рекомендується ознайомитися з нею і мати можливість відтворити символи Льюїса для кожного з 20 елементів. Як буде видно в наступних розділах, хімія перших 20 елементів, як правило, проста і легко пов'язана з атомними структурами цих елементів.

Рис. 3 — Малюнок 3.9. Скорочений 20-елементний варіант таблиці Менделєєва із зображенням символів елементів Льюїса.

При дослідженні таблиці Менделєєва водень слід розглядати як має унікальні властивості і не відноситься до певної групи. В іншому ж елементи в вертикальних стовпчиках відносяться до груп зі схожими хімічними властивостями. Виключаючи водень, елементи першої групи зліва від таблиці — літій, натрій, калій — лужні метали. У елементарному стані лужні метали мають дуже низьку щільність і настільки м'які, що їх можна різати ножем. Свіжозрізана поверхня лужного металу має сріблясто-білий колір, який майже миттєво перетворюється на покриття сірого оксиду металу з впливом повітря. Лужні метали (представлені M, нижче) бурхливо реагують з водою,

2М + 2ГОД → 2 МІС + Ч (3.5.4)

виробляти гідроксиди металів, сильно основні речовини, які можуть бути дуже руйнівні для плоті, що вони контактують. Лужні метали реагують з елементарним хлором для отримання іонних хлоридних солей, включаючи, крім NaCl, показаних на малюнку 3.8, LiCl та KCl. Друга група скороченої таблиці Менделєєва містить берилій, магній і кальцій, всім відомі як лужноземельні метали. Свіжооголені поверхні цих металів мають сірувато-білий блиск. Ці метали мають високу реакцію, утворюючи подвійно заряджені катіони (Be2+, Mg2+, Ca2+) втратою 2 електронів на атом. Друга група справа, яка в скороченій таблиці Менделєєва складається з фтору і хлору, відома як галогени. Ці елементарні галогени - це двоатомні гази, в яких два атоми F2 або Cl2 утримуються разом одним ковалентним зв'язком, що складається з двох спільних електронів. Ці елементи є найбільш неметалевими з елементів. Замість того, щоб втрачати електрони для отримання позитивно заряджених катіонів, як це часто зустрічається з металами, галогени легко отримують електрони, щоб завершити свою зовнішню оболонку електронних октетів, виробляючи F- і Cl- аніони. Крайня права група скороченої таблиці Менделєєва складається з благородних газів, гелію, неону та аргону. Ці елементи мають повні зовнішні оболонки, не проявляють схильності до вступу в хімічні зв'язки, і складаються з окремих атомів газової фази.