Период (таблица Менделеева) - Period (periodic table)

В периодической таблице элементов каждая пронумерованная строка представляет собой точку.

Период в периодической таблице находится ряд химических элементов . Все элементы в ряду имеют одинаковое количество электронных оболочек . Каждый следующий элемент в периоде имеет на один протон больше и менее металлический, чем его предшественник. Расположенные таким образом группы элементов в одном столбце имеют схожие химические и физические свойства , отражающие периодический закон . Например, галогены находятся во втором последнем столбце ( группа 17 ) и обладают схожими свойствами, такими как высокая реакционная способность и тенденция к получению одного электрона, чтобы достичь электронной конфигурации благородного газа. По состоянию на 2021 год открыто и подтверждено 118 элементов.

Правило упорядочения энергии Маделунга описывает порядок, в котором орбитали расположены путем увеличения энергии в соответствии с правилом Маделунга. Каждая диагональ соответствует разному значению n + l.

Современная квантовая механика объясняет эти периодические тенденции в свойствах в терминах электронных оболочек . По мере увеличения атомного номера оболочки заполняются электронами примерно в том порядке, который показан на диаграмме правила упорядочения. Наполнение каждой оболочки соответствует строке в таблице.

В s-блоке и p-блоке периодической таблицы элементы в пределах одного и того же периода, как правило, не демонстрируют тенденций и сходства в свойствах (вертикальные тенденции вниз по группам более значимы). Однако в d-блоке тенденции по периодам становятся значительными, а в f-блоке элементы показывают высокую степень сходства по периодам.

Периоды

В периодической таблице Менделеева в настоящее время насчитывается семь полных периодов, включающих 118 известных элементов. Любые новые элементы будут помещены в восьмой период; см. расширенную таблицу Менделеева . Элементы имеют цветовую кодировку ниже в зависимости от их блока : красный для s-блока, желтый для p-блока, синий для d-блока и зеленый для f-блока.

Период 1

Группа 1 18
Atomic #
Имя
1
ч
2
Он

Первый период содержит меньше элементов, чем любой другой, всего два, водород и гелий . Поэтому они не следуют правилу октетов , а скорее правилу дуплета . В химическом отношении гелий ведет себя как благородный газ и поэтому считается частью 18-й группы элементов . Однако с точки зрения ядерной структуры он принадлежит к s-блоку и поэтому иногда классифицируется как элемент группы 2 или одновременно как 2, так и 18. Водород легко теряет и получает электрон, и поэтому химически ведет себя как группа. 1 и элемент группы 17 .

  • Водород (H) - самый распространенный из химических элементов, составляющий примерно 75% элементарной массы Вселенной. Ионизированный водород - это просто протон . Звезды в основной последовательности , в основном состоит из водорода в плазме состоянии. Элементарный водород относительно редко встречается на Земле и промышленно производится из углеводородов, таких как метан . Водород может образовывать соединения с большинством элементов и присутствует в воде и большинстве органических соединений .
  • Гелий (He) существует только в виде газа, за исключением экстремальных условий. Это второй по легкости и второй по распространенности элемент во Вселенной. Большая часть гелия образовалась во время Большого взрыва , но новый гелий создается в результате ядерного синтеза водорода в звездах. На Земле гелий относительно редко встречается только как побочный продукт естественного распада некоторых радиоактивных элементов. Такой «радиогенный» гелий задерживается в природном газе в концентрациях до семи процентов по объему.

Период 2

Группа 1 2 13 14 15 16 17 18
Atomic #
Имя
3
Ли
4
Be
5
млрд
6
С
7
с.ш.
8
O
9
F
10
Ne

Элементы периода 2 включают 2s и 2p орбитали . В их состав помимо водорода входят наиболее важные с биологической точки зрения элементы: углерод, азот и кислород.

  • Литий (Li) - самый легкий металл и наименее плотный твердый элемент. В неионизированном состоянии он является одним из наиболее реактивных элементов, поэтому в природе встречается только в соединениях . Это самый тяжелый первобытный элемент, выкованный в больших количествах во время Большого взрыва .
  • Бериллий (Be) имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех легких металлов . Небольшие количества бериллия были синтезированы во время Большого взрыва, хотя большая часть его распалась или прореагировала дальше внутри звезд с образованием более крупных ядер, таких как углерод, азот или кислород. Бериллий классифицируется Международным агентством по изучению рака как канцероген группы 1 . От 1% до 15% людей чувствительны к бериллию, и у них может развиться воспалительная реакция в дыхательной системе и коже , называемая хронической бериллиевой болезнью.
  • Бор (B) не встречается в природе как свободный элемент, а встречается в таких соединениях, как бораты . Это важный микронутриент для растений , необходимый для прочности и развития клеточной стенки, деления клеток, развития семян и плодов, транспорта сахара и развития гормонов, хотя высокие уровни токсичны.
  • Углерод (C) является четвертым по распространенности элементом во Вселенной по массе после водорода , гелия и кислорода и вторым по распространенности элементом в организме человека по массе после кислорода, третьим по распространенности по количеству атомов. Существует почти бесконечное количество соединений, которые содержат углерод из-за способности углерода образовывать длинные стабильные цепочки связей C — C. Все органические соединения , необходимые для жизни, содержат по крайней мере один атом углерода; В сочетании с водородом, кислородом, азотом, серой и фосфором углерод является основой всех важных биологических соединений.
  • Азот (N) находится в основном в виде инертного двухатомного газа N 2 , который составляет 78% атмосферы Земли по объему. Это важный компонент белков и, следовательно, жизни.
  • Кислород (O), составляющий 21% атмосферы по объему, требуется для дыхания всех (или почти всех) животных, а также является основным компонентом воды . Кислород является третьим по распространенности элементом во Вселенной, а кислородные соединения доминируют в земной коре.
  • Фтор (F) - самый реактивный элемент в неионизированном состоянии, поэтому в природе он никогда не встречается таким образом.
  • Неон (Ne) - благородный газ, используемый в неоновом освещении .

Период 3

Группа 1 2 13 14 15 16 17 18
Atomic #
Имя
11
Na
12
мг
13
Al
14
Si
15
P
16
ю.ш.
17
Cl
18
Ar

Все элементы периода три встречаются в природе и имеют по крайней мере один стабильный изотоп . Все, кроме благородного газа аргона , необходимы для основ геологии и биологии.

Период 4

Группа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomic #
Имя
19
К
20
Ca
21
сбн
22
Ti
23
В
24
Кр
25
Мн
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Га
32
Гэ
33
As
34
Se
35
руб.
36
кр
Слева направо, водные растворы: Co (NO 3 ) 2 (красный); K 2 Cr 2 O 7 (оранжевый); K 2 CrO 4 (желтый); NiCl 2 (зеленый); CuSO 4 (синий); KMnO 4 (фиолетовый).

Период 4 включает в себя биологически необходимые элементы калий и кальций и является первым периодом в d-блоке с более легкими переходными металлами . К ним относятся железо , самый тяжелый элемент, выкованный в звездах главной последовательности и главный компонент Земли, а также другие важные металлы, такие как кобальт , никель и медь . Почти у всех есть биологические роли.

Завершают четвертый период шесть элементов p-блока: галлий , германий , мышьяк , селен , бром и криптон .

Период 5

Группа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomic #
Имя
37
руб.
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Пн
43
Тс
44
руб.
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
кд
49
В
50
Sn
51
Сб
52
Те
53
я
54
Xe

Период 5 имеет такое же количество элементов, что и период 4, и следует той же общей структуре, но с одним дополнительным постпереходным металлом и одним меньшим количеством неметалла. Из трех самых тяжелых элементов, играющих биологическую роль, два ( молибден и йод ) находятся в этом периоде; вольфрам в период 6 тяжелее, вместе с некоторыми из первых лантаноидов . Период 5 также включает технеций , самый легкий исключительно радиоактивный элемент.

Период 6

Группа 1 2   3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomic #
Имя
55
Cs
56
Ba
57
Ла
58
CE
59
Пр
60
Nd
61
вечера
62
см
63
Eu
64
Gd
65
Тб
66
Дн
67
Ho
68
Er
69
тм
70
Yb
71
Лю
72
Hf
73
Та
74
Вт
75
Re
76
Ос
77
Ir
78
Пт
79
Au
80
рт.
81
тл
82
Pb
83
Би
84
По
85
В
86
Rn

Период 6 - это первый период, который включает f-блок с лантаноидами (также известными как редкоземельные элементы ) и включает самые тяжелые стабильные элементы. Многие из этих тяжелых металлов токсичны, а некоторые радиоактивны, но платина и золото в значительной степени инертны.

Период 7

Группа 1 2   3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Atomic #
Имя
87
 Пт 
88
Ra
89
Ас
90
чт
91
Па
92
U
93
Np
94
Pu
95
утра
96
см
97
Bk
98
Кф
99
Es
100
Фм
101
мкр
102
Нет
103
Лр
104
Rf
105
Дб
106
Сг
107
Bh
108
часов
109
тонн
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Nh
114
эт
115
мк
116
Ур.
117
Цс
118
Ог

Все элементы периода 7 радиоактивны . В этот период содержится самый тяжелый элемент, который встречается в природе на Земле, - плутоний . Все последующие элементы этого периода были синтезированы искусственно. В то время как пять из них (от америция до эйнштейния ) сейчас доступны в макроскопических количествах, большинство из них чрезвычайно редки, поскольку были приготовлены только в количествах микрограммов или меньше. Некоторые из более поздних элементов были идентифицированы только в лабораториях в количествах по несколько атомов за раз.

Хотя редкость многих из этих элементов означает, что экспериментальные результаты не очень обширны, периодические и групповые тенденции в поведении, по-видимому, менее четко определены для периода 7, чем для других периодов. Хотя франций и радий действительно проявляют типичные свойства групп 1 и 2, соответственно, актиниды демонстрируют гораздо большее разнообразие поведения и степеней окисления, чем лантаноиды . Эти особенности периода 7 могут быть обусловлены множеством факторов, в том числе большой степенью спин-орбитальной связи и релятивистскими эффектами, в конечном итоге вызванными очень высоким положительным электрическим зарядом их массивных атомных ядер .

Период 8

Никакой элемент восьмого периода еще не синтезирован. Г-блок прогнозируется. Неясно, возможны ли все элементы, предсказанные для восьмого периода, на самом деле. Следовательно, восьмого периода может не быть.

Смотрите также

использованная литература