Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко (2025)

§ 33. Періодична система хімічних елементів з позиції теорії будови атома

• Відшукай у короткій і довгій формах періодичної таблиці хімічний елемент з атомним номером 14. Назви період, групу та підгрупу, в яких він розташований.

• У короткій формі періодичної таблиці знайди і назви елементи п’ятого періоду VIII групи побічної підгрупи. Де вони розташовані у довгій формі періодичної таблиці?

• Поясни, чому Магній розташований у періодичній таблиці перед Натрієм, а не навпаки.

Опрацюй. Зрозумій. Використай

У попередніх параграфах цієї теми неодноразово зверталась увага на зв’язок положення елементів у періодичній системі з будовою атома. Зв’язки дійсно існують, а набутих тобою знань цілком достатньо, щоб цілісно осягнути їх.

ЗВ’ЯЗОК ПОРЯДКОВОГО / АТОМНОГО НОМЕРА ЕЛЕМЕНТА З БУДОВОЮ АТОМА. Порядковий / атомний номер має однакове числове значення із протонним числом. Отже, порядковий номер хімічного елемента збігається з кількістю протонів у ядрі атома й числовим значенням позитивного заряду ядра. Атомному номеру дорівнюють кількість електронів в електронній оболонці атома та числове значення її негативного заряду.

З позиції будови атома порядковий / атомний номер хімічного елемента дорівнює кількості протонів і кількості електронів в атомі, є числовим значенням позитивного заряду ядра й негативно зарядженої електронної оболонки атома.

Завдання 1. На прикладі Нітрогену розкрий зв’язки між порядковим / атомним номером хімічного елемента і будовою атома.

ЗВ’ЯЗОК НОМЕРА ПЕРІОДУ ПЕРІОДИЧНОЇ СИСТЕМИ З БУДОВОЮ АТОМА. Кількість енергетичних рівнів / електронних шарів в електронній оболонці атома збігається з номером періоду, в якому розміщений хімічний елемент. Отже, незалежно від кількості електронів в атомі, елементи одного періоду мають однакову кількість енергетичних рівнів. Підтвердження цьому знайди на малюнку 55.

Мал. 55. Моделі атомів хімічних елементів другого періоду

З позиції будови атома номер періоду дорівнює кількості енергетичних рівнів (електронних шарів) в електронній оболонці атома.

Завдання 2. Дай відповідь на запитання і виконай тестове завдання.

1. Чи існують елементи з такою кількістю енергетичних рівнів: 1, 4, 8?

2. У якого елемента — Феруму, Аргентуму чи Алюмінію — електронна оболонка атома має найменшу кількість енергетичних рівнів?

3. Укажи хімічні елементи, атоми яких мають однакову кількість енергетичних рівнів.

• А Гідроген і Літій
• Б Неон і Карбон
• В Натрій і Калій
• Г Неон і Магній

ЗВ’ЯЗОК НОМЕРА ГРУПИ ПЕРІОДИЧНОЇ СИСТЕМИ З БУДОВОЮ АТОМА. У довгій формі періодичної таблиці у групах 1, 2, 13-18 та в головних підгрупах усіх груп короткої форми розміщені елементи, в яких електронами заповнюється зовнішній енергетичний рівень. У межах одного періоду в елементів групи 1 (довга форма таблиці) він містить один електрон, а в елементів групи 18 досягає завершеної 8-електронної будови (винятком є Гелій). Таке саме послідовне заповнення зовнішнього енергетичного рівня електронами спостерігається в межах одного періоду в елементів головних підгруп короткої форми періодичної таблиці.

До складу головних підгруп усіх груп короткої форми та груп 1, 2, 13-18 довгої форми періодичної таблиці входять елементи 1-7 періодів.

У них електронами заповнюється зовнішній енергетичний рівень електронної оболонки атомів.

Особливістю елементів, розташованих у головних підгрупах короткої форми таблиці, є те, що в них кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні дорівнює номеру групи.

Побічні підгрупи кожної із восьми груп короткої форми та 3-12 груп довгої форми періодичної таблиці складаються лише з елементів 4-7 періодів. Спільна особливість будови атомів цих елементів полягає в тому, що електронами заповнюється не зовнішній енергетичний рівень (на ньому перебуває не більше 1-3 електронів, є винятки), а один із попередніх рівнів.

Завдання 3. Дай відповідь на запитання.

• 1. У якій групі й підгрупі короткої форми періодичної таблиці розташовані елементи, що утворюють 17-ту групу довгої форми? Що спільного у будові атомів цих елементів?
• 2. Як без запису електронної формули атома визначити кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні хімічного елемента головної підгрупи?
• 3. Як без запису електронної формули атома дізнатись, однакову чи різну будову має зовнішній енергетичний рівень Хлору і Марганцю?
• 4. Скільки електронів на зовнішньому енергетичному рівні у Карбону, Флуору, Аргону?

ЯК ТЕОРІЯ БУДОВИ АТОМА ПОЯСНЮЄ РОЗТАШУВАННЯ В ПЕРІОДИЧНІЙ ТАБЛИЦІ ЛАНТАНОЇДІВ ТА АКТИНОЇДІВ? Атомний номер Лантану і номер періоду, в якому цей елемент розміщений, вказують, що 57 електронів його атома розміщені на шести енергетичних рівнях. На зовнішньому енергетичному рівні електронної оболонки Лантану міститься три електрони. Не вдаючись до написання всієї електронної конфігурації атома Лантану, запишемо лише її закінчення — 6s²6р¹. У винесених за межі періодичної таблиці лантаноїдів така сама будова зовнішнього енергетичного рівня, і схожі з Лантаном властивості. Ось чому в клітинці таблиці з атомним номером 57 зірочкою помічено і їхнє «право» на це місце. У них зберігається однакова з Лантаном будова зовнішнього енергетичного рівня, електронами заповнюється 4f-підрівень.

Подібно до Лантану і лантаноїдів, актиноїди мають однакову з Актинієм будову зовнішнього енергетичного рівня — 7s²7p¹, а електронами заповнюється 5f-підрівень.

Розкрита у параграфі наукова інформація переконливо свідчить, що випадковостей у розташуванні хімічних елементів у періодичній таблиці не існує, як не існує й відступів від періодичності зміни властивостей хімічних елементів, розташованих у ній за збільшенням заряду ядра.

Місце хімічного елемента в періодичній таблиці дає змогу вичерпно характеризувати будову його атома.

Завдання 4. Дай відповідь на запитання.

• 1. Чому елементи з атомними номерами від 58 до 71 назвали лантаноїдами, а елементи з атомними номерами від 90 до 103 — актиноїдами?
• 2. Як теорія будови атома трактує заповнення електронами енергетичних рівнів лантаноїдів та актиноїдів?

ХАРАКТЕРИСТИКА ХІМІЧНОГО ЕЛЕМЕНТА ЗА МІСЦЕМ У ПЕРІОДИЧНІЙ ТАБЛИЦІ Й БУДОВОЮ АТОМА. Хімічні елементи легко характеризувати, знаючи й розуміючи, що місце хімічного елемента у періодичній системі зумовлене будовою його атома. Переконайся в цьому, виконавши завдання у групі.

ПЛІЧ-О-ПЛІЧ

Завдання. Складіть за наведеним у таблиці 27 планом характеристику Нітрогену, Магнію, Неону.

Таблиця 27

Характеристика хімічного елемента за місцем у періодичній системі та будовою атома

План характеристики хімічного елемента	Елемент
	Нітроген	Магній	Неон
Місце елемента у періодичній системі
1. Порядковий / атомний номер
2. Відносна атомна маса
3. Період: а) період і ряд короткої форми періодичної таблиці б) період довгої форми періодичної таблиці
4. Група: а) група, підгрупа короткої форми таблиці б) група довгої форми таблиці
Будова атома
5. Кількість протонів, нейтронів у ядрі
6. Заряд ядра
7. Кількість електронів в електронній оболонці атома, їхній сумарний негативний заряд

Закінчення таблиці 27

План характеристики хімічного елемента	Елемент
	Нітроген	Магній	Неон
8. Кількість енергетичних рівнів в електронній оболонці атома
9. Електронна формула атома
10. Кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні
11. Завершений чи незавершений зовнішній енергетичний рівень електронної оболонки атома? Скільки електронів не вистачає до його завершення?

Завдання 5. Виконай завдання і дай відповідь на запитання.

1. Напиши електронні формули атомів елементів 1, 2, 13-18 груп третього періоду. З’ясуй, як змінюється кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні зі збільшенням атомного номера. Зазнач групи і підгрупи короткої форми періодичної таблиці, в яких розміщені ці елементи.

2. Порівняй будову зовнішнього енергетичного рівня:

- Гідрогену й Гелію;

- Гідрогену й Літію.

Скільки електронів не вистачає до завершення зовнішнього енергетичного рівня кожному атому?

Медіапошук

Здійсни віртуальну екскурсію до музею Марії Склодовської-Кюрі у Парижі, скориставшись покликанням https://qr.orioncentr.com.ua/tKVuU чи QR-кодом.

ТОБІ ДО СНАГИ

1. Поясни, чи може бути в атомі:

• більше електронів, ніж протонів;
• більше нейтронів, ніж протонів.

2. Розташуй хімічні елементи за збільшенням кількості енергетичних рівнів в електронній оболонці атома.

• А Ферум
• Б Алюміній
• В Гідроген
• Г Оксиген

3. Увідповідни хімічний елемент і заряд ядра його атома.

Заряд ядра

• А +80
• Б +54
• В +35
• Г +20
• Д +5

Хімічний елемент

• 1 Бор
• 2 Кальцій
• 3 Бром
• 4 Ксенон

4. Поясни, що означає порядковий / атомний номер хімічного елемента з позиції будови атома.

5. Перевір правильність наведеного тексту: «У короткій формі періодичної таблиці Аргон розміщений у восьмому періоді, третій групі, побічній підгрупі». Якщо виявиш помилку, виправ її.

6. Запиши період і групу довгої форми періодичної таблиці, в яких розташовані: Флуор, Калій, Купрум.

7. Склади характеристику Карбону за місцем у періодичній системі і будовою атома.

8. Разом з іншими представниками / представницями твоєї навчальної групи підготуй завдання для проведення групового турніру «Періодична система з позиції будови атома».