§ 23. Періодичний закон

Зміст

ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ

Який ряд хімічних елементів є природним, незалежним від людини?

Природним вважають ряд хімічних елементів, розташованих у порядку зростання їхніх відносних атомних мас.

У чому полягає зміст періодичного закону?

Властивості хімічних елементів, а також склад і властивості їхніх сполук періодично залежать від заряду ядер їхніх атомів.

ПОМІРКУЙТЕ

Які зміни в природі можна охарактеризувати словом «періодичність»?

Приклади періодичності в природі: зміна дня і ночі, пір року та фаз Місяця.

Порівняйте за змістом це слово зі словами «неперервність», «сталість», «поступовість».

«Періодичність» — це повторення явищ через певні проміжки часу. «Неперервність» означає процес без зупинок. «Сталість» — це незмінність характеристик, а «поступовість» — послідовний розвиток без різких стрибків.

ДОСЛІДІТЬ

Відшукайте в інтернеті інформацію про взаємодію натрію і магнію з водою, а також сірки і хлору з воднем.

Натрій активно реагує з водою за звичайних умов, виділяючи водень ($H_2$). Магній взаємодіє з водою повільно і лише під час нагрівання. Хлор енергійно сполучається з воднем (на світлі стається вибух), утворюючи гідроген хлорид ($HCl$). Сірка реагує з воднем тільки при нагріванні з утворенням гідроген сульфіду ($H_2S$).

Переконайтеся, що натрій хімічно активніший за магній, а хлор хімічно активніший за сірку.

Натрій активніший за магній, оскільки бурхливо реагує з водою за кімнатної температури, тоді як магнію потрібне нагрівання. Хлор активніший за сірку: він реагує з воднем з вибухом, а сірка — лише під час нагрівання, причому ця реакція є оборотною.

За матеріалами з інтернету з’ясуйте, які хімічні елементи дослідники відкрили в 70—80-ті роки ХІХ ст., спираючись на періодичний закон.

Тоді відкрили три елементи, передбачені Дмитром Менделєєвим: Галій ($Ga$, 1875 рік), Скандій ($Sc$, 1879 рік) та Германій ($Ge$, 1886 рік).

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про періодичний закон і його сучасне формулювання.

Властивості елементів та їхніх сполук змінюються закономірно і повторюються через певну кількість елементів. Сучасне формулювання: властивості хімічних елементів, простих речовин, а також склад і властивості їхніх сполук періодично залежать від заряду ядер атомів.

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям.

Чому Гідроген у періодичній системі розташовують або в першій групі (з лужними металами), або в сьомій (з галогенами)?

Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх.

Гідроген має подвійну природу. Як і лужні метали, він містить один електрон на зовнішньому рівні ($1s^1$), тому підходить для I групи. Водночас йому бракує одного електрона до завершення рівня, як галогенам, тому його відносять і до VII групи. Також Гідроген є неметалом і утворює двоатомну молекулу $H_2$, подібно до галогенів ($F_2, Cl_2$).

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

Запитання: «Чому Дмитро Менделєєв залишав порожні місця у своїй таблиці?» Найкраща відповідь: вчений, спираючись на відкритий ним періодичний закон, передбачив існування та властивості ще не відкритих хімічних елементів.

ПЕРЕВІРМО СЕБЕ

244. У фрагменті природного ряду елементів, який починається з Літію (с. 123), укажіть хімічний характер кожного елемента і тип його простої речовини. Який метал і який неметал серед простих речовин цих елементів найактивніші в хімічних реакціях?

У другому періоді:

• Літій ($Li$) і Берилій ($Be$) — металічні елементи, їхні прості речовини — метали.
• Бор ($B$), Карбон ($C$), Нітроген ($N$), Оксиген ($O$) та Флуор ($F$) — неметалічні елементи, утворюють неметали.

Найактивніший метал — літій, найактивніший неметал — фтор.

245. Укажіть відмінність між сучасним і першим формулюваннями періодичного закону.

Формулювання Менделєєва ґрунтувалося на залежності властивостей елементів від їхніх відносних атомних мас. Сучасне формулювання спирається на заряди ядер атомів.

246. Які місця зайняли в природному ряду інертні елементи Гелій і Неон після їх відкриття? Використайте значення відносних атомних мас цих елементів.

Гелій ($He$, $A_r \approx 4$) розмістився між Гідрогеном ($A_r \approx 1$) і Літієм ($A_r \approx 7$). Неон ($Ne$, $A_r \approx 20$) став між Флуором ($A_r \approx 19$) і Натрієм ($A_r \approx 23$).

ПОРІВНЯЙТЕ

247. За відомостями з інтернету з’ясуйте, однаковою чи різною є хімічна активність літію і натрію — металів, утворених першими хімічними елементами сусідніх фрагментів природного ряду (с. 123).

Активність цих металів різна. Натрій активніший за літій. У головних підгрупах зі збільшенням радіуса атома (від $Li$ до $Na$) посилюється здатність віддавати валентний електрон. Тому натрій значно бурхливіше реагує з водою.

АНАЛІЗУЙМО

248. Запишіть формули оксидів Літію, Берилію і Бору, взявши до уваги, що ці сполуки подібні за складом до оксидів Натрію, Магнію та Алюмінію (с. 123).

Елементи однієї групи мають однакову валентність у вищих оксидах. Формули:

• Оксид літію (аналог $Na_2O$): $Li_2O$.
• Оксид берилію (аналог $MgO$): $BeO$.
• Оксид бору (аналог $Al_2O_3$): $B_2O_3$.

ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК

249. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Ключові терміни: періодичний закон, хімічний елемент, відносна атомна маса ($A_r$), заряд ядра атома, природний ряд елементів, металічний характер, неметалічний характер, період, група, оксид.

ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ

250. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Орієнтовна таблиця самооцінювання: