Периодический закон и строение атома

Тема урока: Периодический закон и строение атома

Цели урока

• Понять, что на самом деле повторяется в таблице Менделеева

• Научиться читать «адрес» элемента — период и группу

• Разобраться, как меняются свойства элементов по таблице

Основная часть урока

1. Как был открыт закон

В 1869 году Д. И. Менделеев расположил известные элементы по возрастанию атомных масс и заметил: похожие по свойствам элементы встречаются через правильные промежутки. Так родился периодический закон.

Тогда никто не знал, почему так происходит. Ответ дало строение атома — его открыли позже.

2. Современная формулировка

Важно: свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома Z.

Причина периодичности проста: с ростом Z строение внешнего электронного уровня повторяется. У лития 1 внешний электрон — и у натрия 1, у фтора 7 — и у хлора 7. Похожие внешние уровни дают похожие свойства.

3. Что показывают период и группа

Номер периода — это число энергетических уровней в атоме. Номер группы (для главных подгрупп) — число электронов на внешнем уровне.

Пример 1. Что можно сказать об элементе с Z = 12?

1. Электронная схема: 2, 8, 2. Проверка: 2 + 8 + 2 = 12 ✅.

2. Три уровня — элемент в 3-м периоде.

3. Два внешних электрона — II группа, главная подгруппа.

4. Ответ: это магний, металл, легко отдаёт два внешних электрона.

4. Как меняются свойства

В периоде слева направо заряд ядра растёт, радиус атома уменьшается, внешние электроны притягиваются сильнее — металлические свойства ослабевают, неметаллические усиливаются. В группе сверху вниз уровней становится больше, радиус растёт — металлические свойства усиливаются.

Пример 2. Сравним металлические свойства натрия, магния и алюминия.

1. Все три элемента стоят в 3-м периоде подряд: Na, Mg, Al.

2. Слева направо металлические свойства ослабевают.

3. Ответ: самый активный металл — натрий, затем магний, затем алюминий.

5. Находим элемент по адресу

Пример 3. Какой элемент стоит во 2-м периоде, в VI группе (главная подгруппа)?

1. 2-й период — два энергетических уровня.

2. VI группа — шесть внешних электронов.

3. Схема: 2, 6 — всего 8 электронов, значит Z = 8.

4. Ответ: это кислород — типичный неметалл. ✅

Типичные ошибки

• ❌ Говорят, что свойства зависят от атомной массы. ✅ По современной формулировке — от заряда ядра Z.

• ❌ Думают, что свойства меняются плавно от первого элемента к последнему. ✅ Свойства периодически повторяются.

• ❌ Путают смысл периода и группы. ✅ Период — число уровней, группа (главная подгруппа) — число внешних электронов.

• ❌ Сравнивают активность элементов без учёта направления. ✅ В периоде слева направо металличность падает, в группе сверху вниз — растёт.

Мини-конспект

• Свойства элементов периодически зависят от заряда ядра Z.

• Причина периодичности — повторение строения внешнего уровня.

• Номер периода = число энергетических уровней.

• Номер группы (главная подгруппа) = число внешних электронов.

• В периоде слева направо металлические свойства ослабевают.

• В группе сверху вниз металлические свойства усиливаются.

Зачем это нужно?

• По положению элемента в таблице химики предсказывают свойства веществ, не заходя в лабораторию

• Менделеев предсказал галлий и германий до их открытия — таблица работает как научный прогноз

• Поиск материалов для аккумуляторов и микросхем начинается с анализа «соседей» по группе