Бейорганикалыќ Ќосылыстардыѕ негізгі кластары
Атом құрылысы және периодтық заң
жүктеу/скачать 5,09 Mb.
|
бейорганикалық химия дәрістер
| Атом құрылысы және периодтық заң
Элементтің реттік нөмірі мен атомының ядро зарядтарының саны бірдей болатынын 1912 жылы ағылшын ғалымы Г.Мозли тәжірибе жүзінде дәлелдеді және заң түрінде тұжырымдады. Бұл заңның негізгі мәні мынадай: бастапқы элементтен кейінгі элементке ауысқанда атомдардың ядро зарядтары бірге өсіп отырады. Мысалы, сутек ядро заряды 1, гелийдікі 2, литийдікі 3, бериллийдікі 4 т.с.с. Атом ядросының оң зарядтарының саны қанша болса, оны айналып жүретін электрондардың да саны сонша болады және бір элементтен келесі элементке ауысқанда электрондардың саны да бірге артып отырады. Атом құрылысы туралы ілімнің жетістіктеріне байланысты Д.И.Менделеевтің периодтық заңы қазір былай айтылады: Жай заттардың қасиеттері, сондай-ақ элементтердің қосылыстарының формалары мен қасиеттері олардың атомдарының ядро зарядтарының шамасына периодты түрде тәуелді болады. Бұл заңның қысқаша түрін былай айтуға болады: элементтердің қасиеттері олардың ядро зарядтарының шамасына периодты түрде тәуелді болады. Периодтық заңның жаңа анықтамасы оған Д.И. Менделеев берген анықтамаға еш уақытта қайшы келмейді, қайта оны жаңа ғылыми деректермен толықтыра түседі және заңның дұрыстығын дәлелдейді. Мысалы, периодтық жүйеде элементтерді Д.И. Менделеев атомдық массаларының өсу ретімен орналастырғанда кейбір сәйкессіздіктер байқалады. Атомдық массалары ауыр, теллур иодтан бұрын, кобальт никельден бұрын орналасқан, ал атомдардың ядро зарядтарының өсу тұрғысынан қарағанда бұлар кестеде дұрыс орналастырылған. Өйткені теллурға қарағанда иодтың, кобальтқа қарағанда никельдің ядро зарядтарының саны бірге артық болып келеді. Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесі перодтық заңның және атом құрылысының дұрыс көрінісі болып есептеледі. Кіші периодтарда ядро зарядтарының өсуіне байланысты электрондардың саны артады да (1-периодта 1-ден 2-ге дейін, 2, 3-периодта 1-ден 8-ге дейін) осыған сәйкес элементтердің қасиеттері өзгереді. Периодтың басында орналасқан сыртқы қабатындағы электрондарының саны ең аз элемент сілтілік металл болады, ал электрондарының саны өскен сайын солдан оңға қарай металдық қасиет бірте-бірте кеміп, бейметалдық қасиет арта береді де период инертті газбен аяқталады. Периодта солдан оңға қарай элементтердің металдық қасиеттері кеміп бейметалдық қасиеттерінің артуы осы бағытта олардың атомдарының радиустарының кішіреюіне байланысты болады. Оның себебі бір периодтағы элементтердің электрондық қабаттарының саны бірдей болады, ал олардың солдан оңға қарай ядро зарядтарының өсуіне байланысты валенттік электрондары ядроға күшті тартылады да радиусы кішірейеді. Радиусы кішірейген сайын периодтағы элементтердің электрон беру қабілеті әлсірейді, яғни олардың бейметалдық қасиеттері артады. Үлкен периодтарда (4, 5, 6) элементтер қасиеттерінің сілтілік металдан нағыз бейметалдарға ауысуы кіші периодтарға қарағанда баяу жүреді. Металдық қасиеттің бәсеңдеуі оның атомының радиусына, валенттік электрондардың ядромен байланысына тәуелді. Үлкен периодтардың жұп қатарларындағы элементтердің ядро зарядтары өссе де сыртқы электрондық қабаттардағы электрондар саны тұрақты (1 немесе 2 электрон) болып қалады. Сыртқы қабаттарында бір немесе екі электрон болғандықтан жұп қатардағы элементтер металдар қатарына жатады. Үлкен периодтардың тақ қатарларында ядро зарядтарының өсуіне байланысты сыртқы қабаттағы электрондар саны бірден сегізге дейін артады. Осыған сәйкес тақ қатарларда, кіші периодтардағы сияқты, металдық қасиет бірте-бірте кеміп, бейметалдық қасиет артады. Атом құрылысы теориясы периодтық жүйенің неге жеті периодтан тұратынын да түсіндіреді. Әрбір жаңа период жаңа электрондық қабатпен басталады да, сыртқы қабатындағы электрондар саны 8-ге (s2p6) тең болатын инертті газдармен аяқталады. Осы кездегі барлық белгілі элементтердің ең көп болатын электрондық қабаттарының саны (қозбаған жағдайда) 7-ге тең. Бұдан периодтық жүйеде жеті период болу керек екенін білеміз. Периодтың нөмірі сол периодтағы элементтердің электрондық қабаттарының санын көрсетеді. Атом құрылысы теориясы пеиодтық жүйенің неге 8 топтан тұратынын және әрбір топтың неге екі топшаға бөлінетінін де түсіндіреді. Әрбір топтың нөмірі сол топқа жататын элементтердің химиялық байланыс түзуге қатыса алатын электрондарының ең көп мөлшерін көрсетеді. Әрбір топ негізгі және қосымша топшаларға бөлінеді. Мұндай бөліну топшалардағы элементтердің электрондық қабаттарындағы электрондардың орналасу тәртібіне байланысты. Барлық негізгі топшаларда элементтердің кезекті электрондары сыртқы қабаттың (І және ІІ топтарда) s-немесе p-қабатшаларында (ІІІ–VIII топтарда) орналасады. Сондықтан да І және ІІ топтардың негізгі топшаларының элементтері s-типті, ІІІ–VIII топшалардың негізгі топшаларының элементтері р-типті элементтерге жатады. Негізгі топша элементтерінің валенттілік электрондары сыртқы қабатта орналасқан және саны топтың нөміріне тең болады. Қосымша топшалардағы элементтердің кезекті электрондары сырттан санағанда екінші қабаттың d-қабатшаларында орналасқандықтан олар d-типке жатады. Қосымша топша элементтерінің сыртқы қабатында 1 немесе 2 электрон болады. Қосымша топша элементтерінің валенттілік электрондары екі қабатта – сыртқы қабаттың s-қабатшасында және ішкі d-қабатшасында орналасқан. Екі қабаттан химиялық байланысқа қатысатын электрондардың ең көп мөлшері сол элемент тұрған топ нөміріне тең болады. Әрқайсысы 14 элементтен тұратын лантоноидтар мен актиноидтардың кезекті электрондары сырттан санағанда үшінші қабаттың f-қабатшасында орналасатындықтан f-типті элементтер қатарына жатады. f-типті элементтердің химиялық байланысқа қатысатын электрондары сыртқы үш қабатта жатады. Атом құрылысы теориясы тұрғысынан топтардағы элементтердің ядро зарядтарының өсуіне байланысты бейметалдық қасиет кеміп, металдық қасиет артатындығын да түсіндіруге болады. Топтағы элементтердің ядро зарядтары артқан сайын электрондық қабаттар саны да арта береді. Яғни, олардың радиустары үлкейіп сыртқы валенттік электрондардың ядроға тартылу күші кемиді. Осы себептен элементтердің жоғарыдан төмен қарай металеместік қасиеті кеміп, металдық қасиеті арта береді. жүктеу/скачать 5,09 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|