Краткий конспект по химии по теме периодическая система химических элементов и учение о строении атома
Краткий ответ:
Атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов. Число протонов определяет химический элемент и называется порядковым номером \(Z\). Периодическая система расположена по возрастанию \(Z\); свойства элементов периодически повторяются из-за повторения строения внешнего электронного слоя.
1. Строение атома
В атоме есть:
- протоны \(p\) — заряд \(+1\), находятся в ядре;
- нейтроны \(n\) — заряда не имеют, находятся в ядре;
- электроны \(e\) — заряд \(-1\), движутся вокруг ядра.
Основные формулы:
\[ Z=p \]
\[ A=p+n \]
где \(A\) — массовое число.
Для нейтрального атома:
\[ p=e=Z \]
Для ионов:
- катион \(X^{k+}\): \(\ e=Z-k\);
- анион \(X^{k-}\): \(\ e=Z+k\).
Изотопы — атомы одного элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов.
2. Электронные слои
Электроны располагаются по энергетическим уровням — электронным слоям.
Для первых 20 элементов часто используют распределение:
\[ 2,\ 8,\ 8,\ 2 \]
Например, у натрия \(Z=11\):
\[ 2,\ 8,\ 1 \]
На внешнем слое находится 1 электрон.
3. Периодический закон
Современная формулировка:
Свойства химических элементов и образованных ими веществ периодически зависят от заряда ядер атомов, то есть от порядкового номера элемента.
Периодическая система состоит из:
- 7 периодов — горизонтальных рядов;
- 18 групп — вертикальных столбцов.
Лантаноиды относятся к 6-му периоду, актиноиды — к 7-му.
4. Как читать положение элемента
| Что определяем | Как найти |
|---|---|
| Порядковый номер | Число протонов в ядре |
| Период | Число занятых электронных слоёв |
| Группу | Для элементов главных подгрупп — число электронов на внешнем слое |
| Металл или неметалл | Металлы расположены преимущественно слева, неметаллы — справа |
Для главных подгрупп:
- 1-я группа — 1 электрон на внешнем слое;
- 2-я группа — 2 электрона;
- 13-я группа — 3 электрона;
- 14-я группа — 4 электрона;
- 15-я группа — 5 электронов;
- 16-я группа — 6 электронов;
- 17-я группа — 7 электронов;
- 18-я группа — 8 электронов, у гелия — 2.
5. Изменение свойств элементов
В периоде слева направо обычно:
- увеличивается заряд ядра;
- уменьшается атомный радиус;
- ослабевают металлические свойства;
- усиливаются неметаллические свойства.
В группе сверху вниз обычно:
- увеличивается радиус атома;
- усиливаются металлические свойства;
- ослабевают неметаллические свойства.
6. Пример
Определим состав и положение атома хлора:
\[ {}^{35}_{17}\mathrm{Cl} \]
- \(Z=17\), значит, протонов \(p=17\);
- атом нейтральный, значит, электронов \(e=17\);
- \(n=A-Z=35-17=18\);
- электронное строение: \(2,\ 8,\ 7\);
- заняты 3 электронных слоя — 3-й период;
- на внешнем слое 7 электронов — 17-я группа;
- хлор — неметалл.
Для иона хлора:
\[ \mathrm{Cl^-}: \quad e=17+1=18 \]
Алгоритм решения похожих заданий
- Найди порядковый номер \(Z\).
- Определи число протонов и электронов.
- Если дано массовое число, вычисли нейтроны: \(n=A-Z\).
- Распредели электроны по слоям.
- По числу слоёв определи период.
- По числу внешних электронов определи группу.
- Проверь: у нейтрального атома \(p=e\).
