Периодтық заң және электрон қабаты

Режим

Параметрлер

Ұяшықты басқанда таңдалады

Графикте

Заңдылық көрсеткілері

ЭлементZ = 8 · оттек

Ұяшықты басыңыз: бірінші электрон жоғары көрсеткімен, екіншісі төмен көрсеткімен тұрады. Қатені модель өткізбейді және қай ереже бұзылғанын түсіндіреді.

n + l және m жазулары

Ұяшықтағы көрсеткіні басыңыз — модель осы электронның төрт квант санын атайды.

Электрондардың қозғалысы

Тәжірибелер

0/6

Тәжірибе сіздің жазбаларыңыз бойынша есептеледі: тәжірибені таңдаңыз, кеңесте айтылғанды орындаңыз да, «Жазып алу» түймесін басыңыз.

Кесте заңдылықтары

A: натрий

элемент ұяшығын басыңыз

Атомдық радиус—

Электртерістілік—

Жоғары оксид—

Сутекті қосылыс—

Атомдық радиус және реттік нөмір

периодтылық

Не болып жатыр

Жазбалар

№	Элемент	Не жазылды
Әзірге жазба жоқ. Элементті таңдап, «Жазып алу» түймесін басыңыз.

Журнал

Менделеевтің периодтық заңы (1869)

6-сабақретін ауыстырыңыз

XIX ғасырда ғалымдарға алпысқа жуық химиялық элемент белгілі болды, бірақ оларды зерттеуде де, салыстыруда да жүйе жоқ еді. Д. И. Менделеев элементтерді атомдық массаларының өсу ретімен тізіп, ұқсас қасиеттердің белгілі бір қадам сайын қайталанатынын байқады.

Периодтық заң (1869): элементтердің қасиеттері олардың атомдық массаларына, кейіннен анықталғандай — атомдық нөміріне (ядро зарядына) байланысты периодты түрде өзгереді.

Менделеев жай ғана кесте емес, «химияның картасын» жасады. Кестеде бос орын қалдырып, әлі ашылмаған элементтердің қасиеттерін алдын ала болжады — кейін олар дәл сондай болып шықты. Элементтің кестедегі орны бойынша оның қалай әрекеттесетінін алдын ала айтуға болады.

ОйынЭлементтерді атомдық массаларының өсу ретімен орналастырыңыз: калий, марганец, күкірт, хлор, мырыш.

ҰБТ тұзағы

Кейде элементтер кестеде қатаң түрде масса бойынша тұр дейді — бұл қате: ретті ядро заряды (реттік нөмір) анықтайды. Аргон (40) калийдің (39) алдында, теллур — йодтың алдында, кобальт — никельдің алдында тұр.

Периодтар, топтар, топшалар және блоктар

6-сабақұяшықты басыңыз

s-блокp-блокd-блокf-блок — лантаноидтар мен актиноидтар кестенің астында

Кез келген элементті басыңыз: модель оның периодын, тобын, топшасын және блогын атайды.

Период — химиялық элементтердің көлденең қатары, олар жетеу. 1–3-периодтар — кіші, 4–7-периодтар — үлкен периодтар. Әрбір период сілтілік металдан басталып, инертті (асыл) газбен аяқталады; бірінші период — сутек пен гелий. Период нөмірі = электрондық қабат саны.

Топ — сыртқы электрондық қабаттағы электрон саны бірдей элементтердің тік бағаны. Ескі кесте бойынша 8 топ (рим цифрымен), жаңа кесте бойынша 18 топ. А топшадағы топ нөмірі = сыртқы қабаттағы электрон саны.

Блок	Қайда тұр	Топша
s	I және II топтар	негізгі (A)
p	III–VIII топтар	негізгі (A)
d	ауыспалы металдар	қосымша (B)
f	лантаноидтар мен актиноидтар	қосымша (B)

ОйынЭлементтерді блоктарға бөліңіз. Кеңес: элемент кестенің қай бөлігінде тұрғанына қараңыз.

ҰБТ тұзағы

Калий мен мыс бір I топта тұр, бірақ әртүрлі топшада: калий — негізгі (A), мыс — қосымша (B) топшада. Калий сумен қарқынды әрекеттеседі, мыс сумен әрекеттеспейді. Топ нөмірі жалғыз өзі ештеңе шешпейді — топшаға қараңыз.

Элементтердің негізгі топтары

6-сабақкарточкаларды аударыңыз

Элемент топтары — Менделеев кестесіндегі қасиеттері ұқсас элементтердің тобы. Әдетте бұл бір негізгі топша: сыртқы электрон саны бірдей, сондықтан қасиеттері де ұқсас.

Кестенің сол жағында — ең белсенді металдар (сілтілік металдар), оң жағында — ең белсенді бейметалдар (галогендер), ал соңғы бағанда — инертті (асыл) газдар: олардың сыртқы деңгейі толық. Асыл газдың дәл алдында әрқашан галоген тұрады.

Топ туралы оқу үшін бағанның үстіне апарыңыз.

ҰБТ тұзағы

Кейде сутекті сілтілік металдарға жатқызады — бұл қате: сутек кестеде IA топшаның басында тұрғанымен, қасиеттері бойынша бейметалл. Галогендер де металл емес: олар өте белсенді бейметалдар, металдан электронды қосып алады: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.

Атомдық радиус, электртерістілік, тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш қасиет

6-сабаққасиетті ауыстырыңыз

Атомдық радиус — атом ядросынан ең сыртқы электрондық қабатқа дейінгі қашықтық. Период бойынша солдан оңға кемиді (қабат саны өзгермейді, ал ядро заряды артып, электрондарды қаттырақ тартады), топ бойынша жоғарыдан төмен артады (жаңа қабат қосылады).

Электртерістілік — атомның химиялық байланыста ортақ электрондарды өзіне тарту қабілеті. Ең жоғарысы — фтор (4,0), ең азы — франций (0,7). Оңға және жоғары қарай артады.

Тотықсыздандырғыш қасиет — электрондарын беру қабілеті (металдарға тән). Тотықтырғыш қасиет — электрондарды өзіне қосып алу қабілеті (бейметалдарға тән). Тотықтырғыш қасиет оңға және жоғары қарай артады (фтор), тотықсыздандырғыш қасиет — солға және төмен қарай (франций).

ОйынҚайсысы күштірек? Қасиеті айқынырақ элементті басыңыз.

ҰБТ тұзағы

Тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш қасиеттердің өзгеру бағыттары қарама-қарсы. Емтиханда жалған жауап — дәл сол қатар, тек кері ретпен. Алдымен қай қасиет туралы сұралып тұрғанын анықтаңыз, содан кейін қатарға қараңыз.

ҰБТ тұзағы

Радиусы төменірек және солдағы элементте үлкен: Li < Na < K, бірақ Cl < S < P. Электртерістілік керісінше: жоғарырақ және оңдағы элементте үлкен.

Валенттілік және формула құру

6-сабақЕКОЕ бойынша формула құрыңыз

V₁ · n₁ = V₂ · n₂V — валенттілік, n — индекс; бір элементтің барлық байланысы екіншісінің байланыстарына тең

Валенттілік — атомның өзіне қосып ала алатын байланыс санын сипаттайтын шама. Рим цифрымен жазылады.

Сутек пен оттек ережесі: сутек әрқашан I валентті, оттек әрқашан II валентті. Солар арқылы екінші элементтің валенттілігі табылады: HCl — хлор I, H₂O — оттек II, NH₃ — азот III, CH₄ — көміртек IV.

Топ	Валенттілігі	Жоғары оксид
I	I (тұрақты)	R₂O
II	II (тұрақты)	RO
III	III (тұрақты)	R₂O₃
IV	II, IV	RO₂
V	III, V	R₂O₅
VI	II, IV, VI	RO₃
VII	I, III, V, VII	R₂O₇
VIII (инертті газдар)	байланыс түзбейді	—

Ең жоғары валенттілік топ нөміріне тең. Формула құру алгоритмі: элементтердің үстіне валенттіліктерін жазамыз → екі валенттіліктің ЕКОЕ-сін табамыз → ЕКОЕ-ні әр валенттілікке бөлеміз → шыққан сандар — индекстер (1 жазылмайды).

Бірінші элемент

Екінші элемент

ҰБТ тұзағы

Валенттілік пен индексті шатастырмаңыз: валенттілік символдың үстіне рим цифрымен, индекс — астына араб цифрымен жазылады. Al₂O₃ формуласында алюминийдің индексі 2, ал валенттілігі III. Кальций (II) мен күкірт (II): ЕКОЕ = 2, екі индекс те 1 — CaS, «Ca₂S₂» емес.

Тотығу дәрежесі

6-сабаққосындыны нөлге жеткізіңіз

Σ(x · k) = 0x — тотығу дәрежесі, k — индекс; молекулада қосынды нөлге тең

Тотығу дәрежесі — бір элемент атомының басқа элемент атомынан алған, берген немесе ығысқан электрондарының шартты заряд саны. Таңбасымен бірге жазылады: +1, +5, −2.

Жай заттарда (H₂, O₂, N₂, Cl₂, кез келген металл) — 0.
Сутек қосылыстарда әдетте +1, металл гидридтерінде (NaH) — −1.
Оттек әдетте −2, пероксидтерде (H₂O₂) — −1.
Сілтілік металдар әрқашан +1, сілтілік жер металдар әрқашан +2.

Тәртіп әрқашан бірдей: алдымен тұрақты тотығу дәрежелерін қоямыз, оларды индекстерге көбейтеміз, белгісізін қосынды нөлге тең болатындай етіп табамыз да, индексіне бөлеміз.

	Валенттілік	Тотығу дәрежесі
Нені көрсетеді	байланыс саны	шартты заряд
Таңба	жоқ	+, − немесе 0
Жазылуы	I, II, III	+1, −2
N₂ ішіндегі азот	III	0

Тотығу дәрежесі

Белгісіз элементтің тотығу дәрежесін таңдаңыз.

ҰБТ тұзағы

Тотығу дәрежесі индекске көбейтіледі. P₂O₅ ішінде оттек 5 · (−2) = −10 береді, екі фосфор атомы бірге +10 береді, демек әр фосфор +5, +10 емес.

ҰБТ тұзағы

Сутек әрқашан +1 емес: металл гидридтерінде (NaH, CaH₂) ол −1. Оттек әрқашан −2 емес: пероксидтерде (H₂O₂, Na₂O₂) ол −1.

Электрондық қабат және энергетикалық деңгейлер

7-сабақдеңгей нөмірін өзгертіңіз

N = 2n²n — деңгейдің реттік нөмірі, N — деңгейге сыятын ең көп электрон саны: 2, 8, 18, 32

Электрондық қабат — ядроны қоршап тұрған атомдағы электрондардың жиынтығы. Электрондар энергетикалық деңгейлерге жиналады: ядродан бірдей қашықтықта орналасқан, энергиялары шамалас электрондар. Электрон деңгейлердің арасында бола алмайды.

n	Белгіленуі	Сыйымдылығы
1	K	2 · 1² = 2
2	L	2 · 2² = 8
3	M	2 · 3² = 18
4	N	2 · 4² = 32
5	O	2 · 5² = 50

Аяқталған деңгей электрондардың ең көп санын қамтиды — ол тұрақты. Аяқталмаған (толмаған) деңгейде электрон аз. Сыртқы қабат 8 электронға толғанда атом тұрақты болады: литий (1e), магний (2e), алюминий (3e) сыртқы электрондарын оңай береді, ал фторға (7e) бір электрон жетпейді — ол электронды өзіне тартып алады.

Деңгей нөмірі nn = 3

ҰБТ тұзағы

Сыртқы қабаттағы электрон саны топ нөміріне тең (негізгі топшада), ал деңгей саны — период нөміріне. Осы екеуін шатастыру ҰБТ-да жиі кездеседі. Үшінші деңгейге 18 электрон сияды, бірақ бұл — ең жоғарғы шек: аргонда онда 8, скандийде 9, мырышта 18 электрон.

s, p, d, f деңгейшелері және орбитальдардың пішіні

7-сабақдеңгейшені ауыстырыңыз

Әрбір энергетикалық деңгей деңгейшелерден тұрады: s, p, d, f. Деңгейше орбитальдардан тұрады. Электрондық орбиталь — электронның ядро айналасында ең ықтимал орналасу аймағы. Сызбада орбиталь — шаршы ұяшық, оған ең көбі екі электрон сияды.

Деңгейше	Пішіні	Ұяшық	Электрон
s	шар тәрізді	1	2
p	көлемді «сегіздік» (гантель)	3	6
d	жапырақ тәрізді	5	10
f	күрделі «күлте» тәрізді	7	14

Деңгей нөмірі неше болса, ондағы деңгейше саны да сонша: 1-деңгейде тек s, 2-де s және p, 3-те s, p, d, 4-те s, p, d, f. 1s, 2s, 3s бұлттары — шарлар, тек өлшемі үлкейеді.

ҰБТ тұзағы

p_x, p_y, p_z — бұл үш электрон емес, үш осьтің бойымен бағытталған үш орбиталь (үш ұяшық). p-деңгейшеге алты электрон сияды.

Электрондық-графикалық формула. Жұптаспаған электрондар

7-сабақатомды таңдаңыз

Электрондық конфигурация әр деңгейшеде неше электрон бар екенін көрсетеді: O — 1s² 2s² 2p⁴. Электрондық-графикалық формула олардың ұяшықтарға қалай орналасқанын көрсетеді — жұптаспаған электрон саны осыған байланысты.

Көрсеткі — электрон, оның бағыты — спин. Бір ұяшықтағы екі электрон — жұптасқан (↑↓), жалғыз көрсеткі — жұптаспаған электрон.

Хунд ережесі: деңгейше ішінде электрондар алдымен бос ұяшықтардың бәріне бір-бірден орналасады, содан кейін ғана жұптасады. Автобусқа кірген жолаушылар да алдымен бос орындарға жеке отырады.

ОйынОттектің 2p-деңгейшесінің қай сызбасы дұрыс? Соны басыңыз.

ҰБТ тұзағы

Жұптаспаған электрондар сыртқы электрон саны бойынша емес, ұяшықтар бойынша саналады: көміртекте (2p²) де, оттекте (2p⁴) де олар екеуден. Сыртқы деңгейінде бір жұптаспаған электроны бар атомдар — алюминий (3p¹) мен фтор (2p⁵).

Толтыру реті: 4s 3d-ден бұрын

7-сабақкальций мен скандийді салыстырыңыз

Электрон әрқашан энергиясы ең төмен бос орынға түседі. 4s-тің энергиясы 3d-ден төмен, сондықтан үшінші деңгей толмай тұрып төртінші деңгей басталады.

Конфигурация жазу алгоритмі: реттік нөмірден электрон санын аламыз → период нөмірі — деңгей саны → ішкі деңгейлерді толтырамыз → сыртқы деңгейді толтырамыз (топ нөмірі бойынша) → қалғанын алдыңғы деңгейге жазамыз → деңгейшелерге бөлеміз.

Кальцийде (Z = 20) деңгейлер 2, 8, 8, 2. Скандийде (Z = 21) бір электрон артық, бірақ сыртқы деңгей басталып қойған — электрон аяқталмаған үшінші деңгейге, 3d-ге түседі: 2, 8, 9, 2. Sc — 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s². Тексеру: жоғарғы индекстердің қосындысы реттік нөмірге тең.

Кейде сұрайдыХром мен мыста бір 4s электроны 3d-ге ауысады: Cr — 3d⁵ 4s¹, Cu — 3d¹⁰ 4s¹. Жартылай немесе толық толған d-деңгейше тұрақтырақ. Мұны электронның «секіруі» деп атайды.

ОйынДеңгейшелерді толу ретімен орналастырыңыз.

ҰБТ тұзағы

Үшінші период элементінде 3d жазу — өрескел қате: 3d «бір периодқа кешігеді» және 4s-тен кейін ғана толады. Аргонның конфигурациясы 3p⁶-мен аяқталады.

Квант сандары: электронның мекенжайы

8-сабақмекенжайды құрыңыз

Квант сандары — электронның күйін және ол орналасқан атомдық орбиталь түрін сипаттайтын энергетикалық шамалар. Олар төртеу.

Квант саны	Нені сипаттайды	Мәндері
n — бас	энергетикалық деңгей және электронның энергиясы	1, 2, 3, …
l — орбиталь	орбитальдің (электрондық бұлттың) пішіні	0 … n − 1
m — магнит	орбитальдің кеңістіктегі бағыты	−l … +l
s — спин	электронның меншікті айналуы	+½ немесе −½

Төрт квант саны — электронның толық мекенжайы: n «қай қабатта», l «қандай бөлмеде», m «сол бөлменің қай бұрышында», s «қалай отырғаны». Конфигурациядағы әріптің алдындағы сан — бас квант саны.

n — бас

l — орбиталь

m — магнит

s — спин

n	l	Деңгейшелер	m	Орбиталь саны	Электрон саны
1	0	1s	0	1	2
2	0, 1	2s, 2p	0; −1…+1	1 + 3 = 4	8
3	0, 1, 2	3s, 3p, 3d	±2-ге дейін	1 + 3 + 5 = 9	18
4	0, 1, 2, 3	4s, 4p, 4d, 4f	±3-ке дейін	16	32

ҰБТ тұзағы

Кейде «3d 4-периодта толады, демек 3d-электронда n = 4» дейді — бұл қате: n = 3, деңгейшенің жазылуындағы бірінші сан — бас квант саны.

ҰБТ тұзағы

m мәндері «0-ден +l-ге дейін» емес, −l-ден +l-ге дейін — барлығы 2l + 1 мән. d-деңгейшеде m = −2, −1, 0, +1, +2: бес орбиталь. l ешқашан n-ге тең бола алмайды: «n = 2, l = 2» — мүмкін емес жиынтық.

Паули принципі, Хунд ережесі және Клечковский ережесі

8-сабақекі деңгейшені салыстырыңыз

Екі деңгейшені басыңыз — модель қайсысы бұрын толатынын айтады.

Бірінші деңгейшені таңдаңыз.

Паули принципі: бір атомдық орбитальда ең көбі екі электрон ғана орналаса алады, олардың спиндері әртүрлі болуы шарт. Бір атомда төрт квант саны да бірдей екі электрон болмайды.

Хунд ережесі: бір деңгейшенің орбитальдарындағы электрондардың спин сандарының қосындысы максимал болуы шарт — алдымен әр ұяшыққа бір-бірден.

Клечковский ережесі: электрондар деңгейлерді n + l қосындысы ең кіші орбитальдан бастап толтырады; қосынды бірдей болса, алдымен n мәні кіші орбиталь толады.

4s: 4 + 0 = 4, 3d: 3 + 2 = 5 — сондықтан 4s бұрын. 3d пен 4p: екеуінде де қосынды 5, 3d-де n кіші — ол бұрын. 4f 6-периодта толады: f-деңгейше екі периодқа «кешігеді».

ҰБТ тұзағы

n + l қосындысы бірдей болса, бірінші n мәні кіші деңгейше толады: 3p (3 + 1) 4s-тен (4 + 0) бұрын, 3d (3 + 2) 4p-дан (4 + 1) бұрын. Толтыру реті мен жазу реті — екі бөлек нәрсе: 4s 3d-ден бұрын толады, бірақ деңгейлер бойынша жазғанда 3d 4s-тің алдында тұрады.

Есептерді талдау

қадам бойынша ашыңыз

Сызбалар оқуға ыңғайлы болу үшін жеңілдетілген: бұлттардың пішіні шартты салынған, деңгейшелердің энергиясы масштабта емес. Атомдық радиустар — пикометрмен есептелген мәндер, электртерістілік — Полинг шкаласы бойынша; мәндер оқу үшін алынған және дөңгелектенген.