2.2.2. Периодическая система химических элементов д.И.Менделеева

ПО ВЕРТИКАЛИ периодическая система разделяется на восемь групп. Каждая группа подразделяется, в свою очередь, на две подгруппы - главную (А) и побочную (В). Подгруппы А расположены под элементами II периода - от Li до Ne. Особое строение имеет восьмая группа, где подгруппу А составляют инертные газы, а подгруппу В - триады элементов - Fe, Co, Ni; Ru, Rh, Pd; Os, Ir, Рt. Если элемент принадлежит к ПОДГРУППЕ А, число электронов на внешнем (валентном) энергетическом уровне РАВНО НОМЕРУ ГРУППЫ. Если элемент принадлежит к подгруппе В, число электронов на внешнем уровне РАВНО ДВУМ (РЕДКО - ОДНОМУ).

При монотонном возрастании порядкового номера (ядра) в периодической системе, электроны занимают энергетические уровни и АО в следующей последовательности:

Период	Заполняемые АО
I	1s^2
II	2s^22p^6
III	3s^23p^6
IV	4s^23d^104p^6
V	5s^24d^105p^6
VI	6s^24f^145d^106p^6
VII	7s^25f^146d ^3…

Все элементы периодической системы принадлежат к четырем электронным семействам: s, p, d и f. Принадлежность элемента к электронному семейству определяется тем, какой подуровень у него заполняется электронами. В начале любого периода располагаются два элемента, у которых заполняется подуровень s (подгруппа IА и IIА) - эти элементы относят к s-семейству. Последние шесть элементов любого периода (кроме I и VII), считая от инертного газа - это р - элементы (подгруппы IА -VIIIА). Элементы d-электронного семейства составляют побочные подгруппы (IВ - VIIIВ) и f-семейства - это лантаноиды и актиноиды.

ПРИМЕР 4

Написать электронную формулу элемента № 50. Для электронов внешнего уровня написать электронно-графическую формулу.

РЕШЕНИЕ

По таблице периодической системы элементов Д.И. Менделеева находим элемент № 50 - это олово. Он находится в пятом периоде, следовательно, имеет 5 электронных уровней, на которых находятся 50 электронов. Олово находится в подгруппе IVА - главной, следовательно, на внешнем уровне у олова четыре электрона.

Пользуясь последовательностью заполнения электронных уровней (п. 2.2.1), определяем число электронов на других уровнях атома олова:

Номер уровня: 1; 2; 3; 4; 5

Число _{: 2; 8; 18; 18; 4}

Учитывая возможное число электронов на подуровнях (примеры 1, 2), напишем электронную формулу

50 Sn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p².

Электронно-графическая формула:

- на подуровне s одна АО;

- на подуровне р - три АО (см. значения квантового числа m). Учитывая правило Хунда, построим электронно-графическую формулу

ПРИМЕР 5

Строение внешнего и предвнешнего энергетических уровней выражается формулой ... 3d⁶4s². Где в периодической системе расположен этот элемент? Какой это элемент? К какому электронному семейству он относится? Написать электронно-графическую формулу для этого состояния.

РЕШЕНИЕ

Так как внешний энергетический уровень атома - четвертый, элемент находится в четвертом периоде. Подуровень 3d начинает заполняться электронами с третьего элемента данного периода - скандия (у предыдущих двух элементов - калия и кальция идет заполнение подуровня 4s). Отсчитывая шесть элементов (включая скандий), получим, что искомый элемент - ЖЕЛЕЗО. Электронно-графическая формула