Химических элементов Д.И.Менделеева

1 марта 1869 года признан днём открытия периодического закона, который представляет собой один из наиболее фундаментальных законов естествознания. Честь его открытия принадлежит русскому ученому Дмитрию Ивановичу Менделееву:

свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов

Периодическая система является табличным отображением периодического закона и отражает электронное строение атомов.

Каждый период начинается элементом с новым значением главного квантового числа, при этом номер периода совпадает со значением n внешнего энергетического уровня атома. Каждый период заканчивается элементом с восьмиэлектронной конфигурацией внешнего энергетического уровня его атомов.

I период состоит из двух элементов. У атомов водорода Hединственный электрон занимает самую низкую орбиталь. Атом гелия He имеет 2 электрона с антипараллельными спинами, тем самым содержит полностью сформированный первый энергетический уровень.

У атомов элементов II периода начинается заполнение второго энергетического уровня. У атома лития Li2 электрона находятся на первом энергетическом уровне, то есть повторяется электронная конфигурация атома гелия, а третий электрон начинает заполнять s-подуровень второго энергетического уровня. Для атомов элементов II периода сначала происходит заполнение s-подуровня, а затем p-подуровня второго уровня (при заполненном первом уровне). У атомов последнего элемента II периода − неона Ne полностью сформирован второй энергетический уровень, то есть заполнены все его s- и p- орбитали.

Элементы, в атомах которых заполняется s-подуровень последнего энергетического уровня, называются s-элементами; если заполняется p-подуровень последнего уровня, то – р-элементами. s-Элементами являются пер­вые два элемента каждого периода; p-элементами являются последние шесть элементов каждого периода, кроме I периода.

III период идентичен II периоду.

В IV периоде, который также открывается двумя s-элементами (К, Са), начиная со Sc, происходит заполнение электронами d-по­дуровня атомов, но предпоследнего третьего энергетического уровня, который остался незавершённым у атомов элементов III периода. Заполнение 3d-подуровня происходит у атомов 10 элементов от Scдо Cu (за счёт перескока 4s-электрона) и Zn. Далее до Кrпроисходит заполнение p-подуровня атомов элементов 4-го уровня. У атома Кrпоследний электрон попадает в состояние 4p⁶.

Элементы, в атомах которых происходит заполнение d-подуровня предпоследнего энергетического уровня, называются d-элементами.

V период аналогичен IV периоду.

В VI периоде после заполнения 6s-подуровня у атома лантанаLa начинает заполняться 5d-подуровень. Затем происходит энергетически более выгодное заполнение f-подуровня 4-го уровня. У атомов следующих после лантана14-ти элементов − лантанидов − формируется 4f-подуровень, который завершается у атома лютеция Lu. Далее от гафния Hfдо ртути Hgпродолжается заполнение 5d-подуровня.

Аналогичный порядок формирования энергетических уровней и у атомов элементов VII периода. У атомов 14 элементов этого периода от тория Th до лоуренсия Lr− актинидов формируется 5f-подуровень.

Элементы, в атомах которых происходит заполнение f-под-

уровня предпредпоследнего энергетического уровня, называются

f-элементами.

Таким образом, все химические элементы делятся на четыре электронных семейства:

s-семейство: 14 элементов (по 2 элемента в 7 периодах):

p-семейство: 30 элементов (по 6 элементов в 5 периодах);

d-семейство: 40 (по 10 элементов в 4 периодах);

f-семейство: 28 элементов (лантаниды и актиниды).

Группы в периодической системе химических элементов делятся на главную и побочную подгруппы, или на А- и Б-группы.

§ в главных подгруппах находятся элементы, уатомов которых п равно номеру периода, а l принимает значение 0, 1;

§ в побочных подгруппах расположены элементы, уатомов которых n меньше номера периода, а l принимает значение 2, 3. У атомов этих элементов происходит заполнение незавершённого предпоследнего (d-элементы) или предпредпоследнего (f-элементы) энергетических подуровней.

I, II и III периоды состоят только из элементов главных подгрупп.

Электронная структура атомов элементов определяется зарядом их ядер, по мере увеличения которого происходит периодическая повторяемость химических свойств элементов.