4. Периодический закон, его физическое обоснование. Строение периодической системы. Формы таблиц. Современное значение периодического закона

Распространённее других являются 3 формы таблицы Менделеева Дмитрия Ивановича: «короткая» (короткопериодная), «длинная» (длиннопериодная) и «сверхдлинная». В «сверхдлинном» варианте каждый период занимает ровно одну строчку. В «длинном» варианте лантаноиды и актиноиды вынесены из общей таблицы, делая её более компактной. В «короткой» форме записи, в дополнение к этому, четвёртый и последующие периоды занимают по 2 строчки; символы элементов главных и побочных подгрупп выравниваются относительно разных краёв клеток.

Периодический закон – величайшее достижение химической науки, основа всей современной химии. С его открытием химия перестала быть описательной наукой, в ней стало возможным научное предвидение.

Периодический закон открыт Д. И. Менделеевым в 1869 г. Ученый сформулировал этот закон так: «Свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».

Более детальное изучение строения вещества показало, что периодичность свойств элементов обусловлена не атомной массой, а электронным строением атомов.

Заряд ядра является характеристикой, определяющей электронное строение атомов, а следовательно, и свойства элементов. Поэтому в современной формулировке Периодический закон звучит так: свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от порядкового номера (от величины заряда ядра их атомов).

Порядковый номер элемента равен заряду ядра, числу протонов в ядре и общему числу электронов в атоме. Номер периода равен числу электронных слоев (энергетических уровней), на к-х нах-ся электроны в атоме элемента. Номер группы, как правило, показывает наиб число электронов, к-е атом может отдать для образования хим-х связей, т.е. равен высшей (положительной) степени окисления элемента

Элементы, нах-ся в одной группе, имеют общую формулу высшего оксида, высшего гидроксида и летучего водородного соединения (если оно существует)

Выражением Периодического закона является периодическая система элементов.

Теория строения атомов объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительных зарядов атомных ядер от 1 до 107 обусловливает периодическое повторение строения внешнего энергетического уровня. А поскольку свойства элементов в основном зависят от числа электронов на внешнем уровне, то и они периодически повторяются. В этом — физический смысл периодического закона.

Физическое обоснование закона: Английский ученый Мозли установил, что заряды ядер изменяются в соответствии с порядковыми номерами элементов в периодической системе. Периодическая система и периодический закон дают возможность сформировать представление о единстве и целостности мира,более глубоко изучить химические элементы и их свойства.

Значение Периодического закона

огромная роль в развитии химии и других естественных наук;

открыта взаимная связь между всеми элементами, их физическими и химическими свойствами. после открытия ПЗ стало ясно, что атомы всех элементов должны быть построены по единому принципу, а их строение должно отображать периодичность свойств элементов.

ПЗ - важное звено в эволюции атомно-молекулярного учения, оказавшее значительное влияние на разработку теории строения атома.

ПЗ способствовал формулировке современного понятия "химический элемент" и уточнению представлений о простых и сложных веществах.

Используя ПЗ, Д.И. Менделеев стал первым исследователем, сумевшим решить проблемы прогнозирования в химии, т.е. были открыты предсказанные Менделеевым новые химические элементы.

ПЗ помог также уточнить многие особенности химического поведения уже открытых элементов. Успехи атомной физики, ядерная энергетика и синтез искусственных элементов стали возможными лишь благодаря ПЗ. В свою очередь, они расширили и углубили сущность закона Менделеева, расширили пределы Периодической системы элементов.

ПЗ - универсальный. Он относится к числу таких общих научных закономерностей, которые реально существуют в природе и поэтому в процессе эволюции наших знаний никогда не потеряют своего значения. Установлено, что периодичности подчиняются не только электронное строение атома, но и тонкая структура атомных ядер, что говорит о периодическом характере свойств в мире элементарных частиц.

ПЗ стал важнейшей основой неорганической химией (используется при синтезе веществ с заранее заданными свойствами, создании новых материалов, подборе эффективных катализаторов).

Велико значение ПЗ в преподавании общей и неорганической химии. Его открытие было связано с созданием учебника по химии