Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель
§ 23. Періодичний закон
Ви вже ознайомилися із законами, дія яких поширюється на гази (закон Авогадро), хімічні реакції (закон збереження маси речовин, закон об’ємних відношень газів). А чи існує закон, якому підпорядковані хімічні елементи? Так, це — періодичний закон. Він є спільним для хімічних елементів і утворених ними речовин — простих і складних.
Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
- Який ряд хімічних елементів є природним, незалежним від людини?
- У чому полягає зміст періодичного закону?
Відкриття періодичного закону. Проблема класифікації хімічних елементів зацікавила в 60-ті роки XIX ст. дослідника Дмитра Менделєєва. Його пошуки були спрямовані на виявлення закономірностей і взаємозв’язків, які охоплювали б усі елементи, а не лише їх частину. Узявши за основу, як Ньюлендс і Маєр, маси атомів, дослідник розмістив усі відомі на той час 63 хімічні елементи в ряд за збільшенням відносних атомних мас. Наводимо початок ряду елементів1 (Гелію і Неону в ньому немає; обидва елементи було відкрито пізніше):
|
H |
Li |
Be |
В |
C |
N |
O |
F |
Na |
Mg |
Al |
|
1 |
7 |
9 |
11 |
12 |
14 |
16 |
19 |
23 |
24 |
27 |
1 Під символами елементів розміщено округлені значення відносних атомних мас.
У цьому ряду за неметалічним елементом Гідрогеном перебувають два металічних елементи (їхні клітинки темніші), потім — п’ять неметалічних елементів, після них — знову металічні елементи і т. д. Отже, хімічний характер елементів у ряду періодично повторюється.
Обговорюймо
Які зміни в природі можна охарактеризувати словом «періодичність»? Порівняйте за змістом це слово зі словами «неперервність», «сталість», «поступовість».
Складений ряд містив подібні фрагменти (їх називають періодами). Першим у кожному фрагменті був типовий металічний елемент (лужний), а останнім — типовий неметалічний елемент (галоген). Наводимо два сусідні фрагменти ряду, які містять по 7 елементів:
Li Be В С N О F
Na Mg Al Si Р S Cl
Хімічний характер елементів, властивості простих речовин, склад і властивості сполук елементів змінюються у фрагментах поступово. Переконаємося в цьому, розглянувши другий фрагмент (під символами елементів наведено формули їх оксидів):
Першим у цьому фрагменті є лужний елемент Натрій, який утворює дуже активні в реакціях метал натрій і оксид Na2O. За Натрієм розміщений Магній, проста речовина якого — метал магній — і оксид MgO виявляють меншу хімічну активність. Третій елемент у фрагменті також металічний, це — Алюміній. Його оксид за хімічними властивостями відрізняється від оксиду Магнію. Силіцій, Фосфор, Сульфур і Хлор — неметалічні елементи. Хімічна активність неметалів, утворених цими елементами, зростає; найактивнішим серед них є хлор.
Відшукаймо
Відшукайте в інтернеті інформацію про взаємодію натрію і магнію з водою, а також сірки і хлору з воднем. Переконайтеся, що натрій хімічно активніший за магній, а хлор хімічно активніший за сірку.
Один із висновків зі щойно викладеного такий: металічний характер елементів у кожному фрагменті їхнього ряду посилюється справа наліво, а неметалічний характер — зліва направо:
Ряд хімічних елементів, складений за збільшенням відносних атомних мас, було названо природним рядом, тобто таким, що існує незалежно від людини в природі.
Закономірності, виявлені в природному ряду хімічних елементів, зумовили відкриття в 1869 р. періодичного закону, або закону періодичності. Наводимо перше формулювання закону: властивості хімічних елементів, простих речовин, а також склад і властивості сполук перебувають у періодичній залежності від значень атомних мас.
Періодичність у хімії — це повторення (але не копіювання) хімічного характеру елементів, особливостей будови атомів, складу, будови і властивостей речовин через певну кількість елементів у їхньому природному ряду.
Причину періодичності у світі хімічних елементів на той час не вдалося розкрити, оскільки наука ще не набула достатнього розвитку. Однак хімічна спільнота була переконана, що згодом це обов’язково станеться.
Відшукаймо
За матеріалами з інтернету з’ясуйте, які хімічні елементи дослідники відкрили в 70—80-ті роки XIX ст., спираючись на періодичний закон.
Сучасне формулювання періодичного закону. Наприкінці XIX ст. фізики виявили, що атом має складну будову. Це допомогло встановити, що фундаментальною характеристикою кожного елемента є заряд ядра атома, а не маса атома. Тому нині періодичний закон формулюють так:
властивості хімічних елементів, простих речовин, а також склад і властивості сполук перебувають у періодичній залежності від значень зарядів ядер атомів.
Періодичний закон — один з основних законів природи. Він розкриває єдність хімічних елементів, взаємозв’язок між ними і становить фундамент хімічної науки. Вивчаючи хімію, ви часто звертатиметеся до цього закону, знайдете нові факти, які підтверджують його, зможете передбачати хімічні властивості простих і складних речовин, імовірність перебігу реакцій за їх участю.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про періодичний закон і його сучасне формулювання.
Думаймо
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.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Перевірмо себе
1. 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?
2. Укажіть відмінність між сучасним і першим формулюваннями періодичного закону.
3. Які місця зайняли в природному ряду інертні елементи Гелій і Неон після їх відкриття? Використайте значення відносних атомних мас цих елементів.
Порівняйте
4. 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).
Аналізуймо
5. Запишіть формули оксидів Літію, Берилію і Бору, взявши до уваги, що ці сполуки подібні за складом до оксидів Натрію, Магнію та Алюмінію (с. 123).
Формуймо словничок
6. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Оцінюймо свої знання
7. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
