Spdf элементы что это
S,p,d,f элементы: строение атомов, положение в периодической системе и их химические свойства
S-блок в периодической таблице элементов – электронная оболочка, включающая в себя первые 2 слоя s-элементов (водород, гелий, щелочные и щелочноземельные металлы). За исключением гелия – все s-элементы – сильные восстановители
P-блок – электронная оболочка атомов, валентные электроны которых с наивысшей энергией занимают p-орбиталь (неметаллы, полуметаллы и металлы). Неметаллы имеют сильную электроотрицательность. Металлы – умеренно активные, их активность повышается к низу таблицы
D-блок –электронная оболочка атомов, валентные электроны которых занимают d-орбиталь. Иногда называются переходными металлами
F-блок– электронная оболочка атомов, валентные электроны которых с наивысшей энергией занимают f-орбиталь. Элементы, у которых электроны на 4f обритали – лантаноиды, 5f – актиноиды.
Spdf элементы что это
7. Общая характеристика P-, S-, D-элементов
Элементы в периодической системе Менделеева делятся на s-, p-, d-элементы. Это подразделение осуществляется на основе того, сколько уровней имеет электронная оболочка атома элемента и каким уровнем заканчивается заполнение оболочки электронами.
К s-элементам относят элементы IA-группы – щелочные металлы. Электронная формула валентной оболочки атомов щелочных металлов ns1. Устойчивая степень окисления равна +1. Элементы IА-группы обладают сходными свойствами из-за сходного строения электронной оболочки. При увеличении радиуса в группе Li-Fr связь валентного электрона с ядром слабеет и уменьшается энергия ионизации. Атомы щелочных элементов легко отдают свой валентный электрон, что характеризуют их как сильные восстановители.
Восстановительные свойства усиливаются с возрастанием порядкового номера.
К p-элементам относятся 30 элементов IIIA-VIIIA-групп периодической системы; p-элементы расположены во втором и третьем малых периодах, а также в четвертом—шестом больших периодах. Элементы IIIА-группы имеют один электрон на p-орбитали. В IVА-VIIIА—группах наблюдается заполнение p-подуровня до 6 электронов. Общая электронная формула p-элементов ns2np6. В периодах при увеличении заряда ядра атомные радиусы и ионные радиусы p-элементов уменьшаются, энергия ионизации и сродство к электрону возрастают, электроотрицательность увеличивается, окислительная активность соединений и неметаллические свойства элементов усиливаются. В группах радиусы атомов увеличиваются. От 2p-элементов к 6p-элементам энергия ионизации уменьшается. Усиливаются металлические свойства p-элемента в группе с увеличением порядкового номера.
К d-элементам относятся 32 элемента периодической системы IV–VII больших периодов. В IIIБ-группе у атомов появляется первый электрон на d-орбитали, в последующих Б-группах d-подуровень заполняется до 10 электронов. Общая формула внешней электронной оболочки (n-1)dansb, где a=1?10, b=1?2. С увеличением порядкового номера свойства d-элементов изменяются незначительно. У d-эле-ментов медленно происходит возрастание атомного радиуса, также они имеют переменную валентность, связанную с незавершенностью предвнешнего d-электронного подуровня. В низших степенях окисления d-элементы обнаруживают металлические свойства, при увеличении порядкового номера в группах Б они уменьшаются. В растворах d-элементы с высшей степенью окисления обнаруживают кислотные и окислительные свойства, при низших степенях окисления – наоборот. Элементы с промежуточной степенью окисления проявляют амфотерные свойства.
Электронная конфигурация атома
Теория к заданию 1 из ЕГЭ по химии
Понятие атом возникло еще в античном мире для обо значения частиц вещества. В переводе с греческого атом означает «неделимый».
Электроны
Томсон и Перрен соединяли полюса источника тока с двумя металлическими пластинами — катодом и анодом, впаянными в стеклянную трубку, из которой был откачан воздух. При подаче на пластины-электроды напряжения около 10 тысяч вольт в трубке вспыхивал светящийся разряд, а от катода (отрицательного полюса) к аноду (положительному полюсу) летели частицы, которые ученые сначала назвали катодными лучами, а затем выяснили, что это был поток электронов. Электроны, ударяясь об особые вещества, нанесенные, например, на экран телевизора, вызывают свечение.
Был сделан вывод: электроны вырываются из атомов материала, из которого сделан катод.
Свободные электроны или поток их можно получить и другими способами, например, при накаливании металлической проволоки или при падении света на металлы, образованные элементами главной подгруппы I группы таблицы Менделеева (например, цезий).
Состояние электронов в атоме
Под состоянием электрона в атоме понимают совокупность информации об энергии определенного электрона в пространстве, в котором он находится. Мы уже знаем, что электрон в атоме не имеет траектории движения, т.е. можно говорить лишь о вероятности нахождения его в пространстве вокруг ядра. Он может находиться в любой части этого пространства, окружающего ядро, и совокупность различных положений его рассматривают как электронное облако с определенной плотностью отрицательного заряда. Образно это можно представить себе так: если бы удалось через сотые или миллионные доли секунды сфотографировать положение электрона в атоме, как при фотофинише, то электрон на таких фотографиях был бы представлен в виде точки. При наложении бесчисленного множества таких фотографий получилась бы картина электронного облака с наибольшей плотностью там, где этих точек больше всего.
Пространство вокруг атомного ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью.
Оно характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. Наименьшей энергией обладают электроны первого энергетического уровня, наиболее близкого к ядру. По сравнению с электронами первого уровня электроны последующих уровней характеризуются большим запасом энергии. Следовательно, наименее прочно связаны с ядром атома электроны внеш него уровня.
Число энергетических уровней (электронных слоев) в атоме равно номеру периода в системе Д. И. Менделеева, к которому принадлежит химический элемент: у атомов элементов первого периода один энергетический уровень; второго периода — два; седьмого периода — семь.
Наибольшее число электронов на энергетическом уровне определяется по формуле:
Число подуровней равно значению главного квантового числа: первый энергетический уровень имеет один под уровень; второй — два; третий — три; четвертый — четыре. Подуровни, в свою очередь, образованы орбиталями.
Главное квантовое число, типы и число орбиталей, максимальное число электронов на подуровнях и уровнях.
Ядро атома
Но не только электроны входят в состав атомов. Физик Анри Беккерель обнаружил, что природный минерал, содержащий соль урана, тоже испускает неведомое излучение, засвечивая фотопленки, закрытые от света. Это явление было названо радиоактивностью.
Различают три вида радиоактивных лучей:
Следовательно, атом имеет сложное строение — состоит из положительно заряженного ядра и электронов.
Как же устроен атом?
Расчеты показали, что наблюдаемые явления могли произойти, если бы вся масса атома и весь его положительный заряд были сосредоточены в крохотном центральном ядре. Радиус ядра, как выяснилось, в 100 000 раз меньше радиуса всего атома, той его области, в которой находятся электроны, имеющие отрицательный заряд. Если применить образное сравнение, то весь объем атома можно уподобить стадиону в Лужниках, а ядро — футбольному мячу, расположенному в центре поля.
Атом любого химического элемента сравним с крохотной Солнечной системой. Поэтому такую модель атома, предложенную Резерфордом, называют планетарной.
Протоны и нейтроны
Оказывается, и крошечное атомное ядро, в котором сосредоточена вся масса атома, состоит из частиц двух видов — протонов и нейтронов.
Протоны и нейтроны вместе называют нуклонами (от лат. nucleus — ядро).
Сумма числа протонов и нейтронов в атоме называется массовым числом. Например, массовое число атома алюминия:
Например, число нейтронов в атоме железа равно:
В таблице представлены основные характеристики элементарных частиц.
Основные характеристики элементарных частиц.
Изотопы
Разновидности атомов одного и того же элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное массовое число, называются изотопами.
Слово изотоп состоит из двух греческих слов: isos — одинаковый и topos — место, обозначает «занимающий одно место» (клетку) в Периодической системе элементов.
Химические свойства изотопов хлора совершенно одинаковы, как и изотопов большинства химических элементов, например калия, аргона:
Теперь можно дать современное, более строгое и научное определение химическому элементу.
Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов
Рассмотрим отображение электронных конфигураций атомов элементов по периодам системы Д. И. Менделеева.
Элементы первого периода.
Схемы электронного строения атомов показывают распределение электронов по электронным слоям (энергетическим уровням).
Электронные формулы атомов показывают распределение электронов по энергетическим уровням и под уровням.
Графические электронные формулы атомов показывают распределение электронов не только по уровням и под уровням, но и по орбиталям.
Элементы второго периода.
Элементы третьего периода.
У атомов элементов третьего периода первый и второй электронные слои завершены, поэтому заполняется третий электронный слой, в котором электроны могут занимать 3s-, 3р- и 3d-под уровни.
Строение электронных оболочек атомов элементов третьего периода.
| Символ элемента, порядковый номер, название | Схема электронного строения | Электронная формула | Графическая электронная формула |
| $↙<11> |  | $1s^2<2>s^2<2>p^6<3>s^1$ |  |
| $↙<13> |  | $1s^2<2>s^2<2>p^6<3>s^2<3>p^1$ |  |
| $↙<18> |  | $1s^2<2>s^2<2>p^6<3>s^2<3>p^6$ |  |
Элементы четвертого периода.
$4f$-элементы называют лантаноидами.
$5f$-элементы называют актиноидами.
В зависимости от того, какой подуровень атома заполняется электронами последним, все элементы, как вы уже поняли, делят на четыре электронных семейства, или блока:
Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденное состояние атомов
Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным, если два, то это спаренные электроны, т.е. электроны с противоположными спинами.
На рисунке показана схема деления энергетических уровней на подуровни.
Иногда в схемах, изображающих распределение электронов в атомах, указывают только число электронов на каждом энергетическом уровне, т.е. записывают сокращенные электронные формулы атомов химических элементов, в отличие от приведенных выше полных электронных формул, например:
Очень часто строение электронных оболочек атомов изображают с помощью энергетических, или квантовых ячеек — записывают так называемые графические электронные формулы. Для этой записи используют следующие обозначения: каждая квантовая ячейка обозначается клеткой, которая соответствует одной орбитали; каждый электрон обозначается стрелкой, соответствующей направлению спина. При записи графической электронной формулы следует помнить два правила: принцип Паули, согласно которому в ячейке (орбитали) может быть не более двух электронов, но с антипараллельными спинами, и правило Ф. Хунда, согласно которому электроны занимают свободные ячейки сначала по одному и имеют при этом одинаковое значение спина, и лишь затем спариваются, но спины при этом, по принципу Паули, будут уже противоположно направленными.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ
АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Д. К. БЕЛЯЕВА»
Наумова И. К, Шаповалова Т. А.
Биогенные элементы. Качественное определение.
Крылов Е. Н. Профессор кафедры органической и физической химии ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет»
Тарасов А.Л К.с/х.н., доц. кафедры агрохимии и земледелия ИГСХА им. Д.К. Беляева
Наумова И.К., Шаповалова Т. А.
Биогенные элементы. Качественное определение. Учебное пособие / Наумова И. К., Шаповалова Т. А. Ивановская ГСХА имени Д.К.Беляева. – Иваново:ИГСХА, 2016- с.
Предлагаемое учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов, изучающих дисциплину «Неорганическая химия», «Аналитическая химия» и «Химия биогенных элементов» на агротехнологическом факультете, факультете ветеринарной медицины и биотехнологии в животноводстве, специальностях: Агрономия – 110201, Агроэкология – 110102, Зоотехния – 110400, Ветеринария – 111201.
Это пособие служит дополнительным источником информации, содержащим краткую и в то же время детальную информацию по рассматриваемым в лекционном курсе темам. Нахождение в одном пособии теоретического материала и заданий для проведения лабораторного практикума позволяет быстрее и легче осваивать учебный материал по аналитической химии.
Рекомендовано студентам очной формы обучения.
Печатается на основании решения методической комиссии факультета ветеринарной медицины и биотехнологии в животноводстве. Протокол
©Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановская государственная сельскохозяйственная академия имени Д. К. Беляева»,2016
©Наумова И. К., Шаповалова Т. А.
ВВЕДЕНИЕ
Химический анализ необходим для нормального функционирования агропромышленного комплекса (анализ состава почв, удобрений, кормов, сельскохозяйственной продукции), в биотехнологии, медицинской диагностике. Объектами химического анализа является практически все, что нас окружает. Без анализа почв, удобрений и т. д. невозможна интенсификация сельского хозяйства. Особое значение приобретает анализ почв на содержание микроэлементов и обоснованное внесение недостающих компонентов для повышения урожайности.
Исследуя новое соединение, прежде всего устанавливается из каких компонентов (или ионов) оно состоит, т.е проводят качественный анализ, который базируется на качественных реакциях отдельных компонентов.
I. Теоретическая часть
Существует несколько классификаций биогенных элементов. По В.И. Вернадскому, в зависимости от среднего содержания выделено 3 группы:
Макроэлементы:
· N – отвечает за рост растений, обеспечивает зеленую окраску, повышает урожайность.
· К – качество семян и клубней, устойчивость к заморозкам.
Микроэлементы:
· Fe – участвует в образовании хлорофилла.
· В – отвечает за прорастание семян.
· Мп – прорастание семян и мощность растений.
Биогенные элементы являются необходимым условием для жизни растений, корректирование их содержания в почве является мощным способом воздействия на продуктивность сельскохозяйственных культур. Многие из этих химических элементов избирательно накапливаются в растениях и животных, входят в состав биогенных соединений, усиливают или ослабляют физиологические процессы, участвуют в обмене веществ и энергии.
Биогенные элементы подразделяют на элементы: s-, p- и d-блоки.
I.II.I. Общая характеристика s-элементов
s-элементами называют химические элементы, в атомах которых заполняются электронами s-подуровень внешнего уровня,. Строение их валентного уровня ns 1-2 . К s-элементам относятся первые два элемента каждого периода, относятся элементы главной подгруппы I группы (IА группы) – водород, щелочные металлы (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), а также элементы главной подгруппы II группы (IIA группы).
I.II.II. Общая характеристика р-элементов
Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 1827 ; Мы поможем в написании вашей работы!
ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА
Периодическая таблица Менделеева в классическом варианте (или короткая форма), основана на параллелизме степеней окисления химических элементов главных и побочных подгрупп. В каждой ячейке таблицы указан символ элемента, порядковый номер, относительная атомная масса, и название элемента.
Чтобы посмотреть все свойства конкретного химического элемента нужно перейти по ссылке нажав на символ элемента в таблице.
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
Расшифровка периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева:
Число элементов в периоде – максимальная емкость соответствующего энергетического уровня:
18 элементов (5s 2 4d 10 5p 6 )
8 элементов (2s 2 2p 6 )
32 элемента (6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 )
8 элементов (3s 2 3p 6 )
32 элемента (6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 )
18 элементов (4s 2 3d 10 4p 6 )
Построение периодов – в начале: два s-элемента, в конце: шесть р- элементов. В четвертом и пятом периодах между ними помещается по десять d-элементов, а в шестом и седьмом к ним добавляются четырнадцать f-элементов (формы электронных орбиталей).
В периоде – свойства химических элементов различаются между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов различны.
В подгруппе – свойства элементов сходны между собой, т.к. электронные конфигурации валентных электронов их атомов сходны.
Причина периодичности свойств химических элементов заключается в периодической повторяемости сходных электронных конфигураций внешних энергетических уровней.
Формы электронных орбиталей (электронные семейства)
Классификация химических элементов по электронным конфигурациям их атомов (электронные орбитали)
внешний (n) s-подуровень
внешний (n) р-подуровень
предвнешний (n–1 ) d-подуровень
(n-2)f 1–14 (n-1)d 1–10 ns 1–2
третий снаружи (n–2) f-подуровень
Графическое изображение орбиталей
 |  |  |  |
Свойства элементов таблицы Менделеева
Металлы – элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 1 до 3 (подгруппы IA, IIA, IIIА, кроме элемента бора), а также германий, олово, свинец, сурьма, висмут и полоний.
Неметаллы – бор и элементы главных подгрупп с числом валентных электронов от 4 до 7 (подгруппы IVA, VA, VIA, VIIA) кроме германия, олова, свинца, сурьмы, висмута и полония.
Переходные элементы – элементы побочных подгрупп (IB-VIIB); в виде простых веществ ведут себя как металлы.
Галогены – элементы подгруппы VII(a) таблицы Менделеева, реагируют со всеми простыми веществами, кроме некот. неметаллов, являются энергичными окислителями, к ним относят F, Cl, Br, I, At, Ts.
Лантанойды – 15 элементов III группы 6-го периода, металлы с атомными номерами 57–71. Все они имеют стабильные изотопы, кроме прометия.
Актинойды – 15 радиоактивных элементов III группы 7-го периода с атомными номерами 89–103.
Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются сверху вниз:
В периодах с увеличением порядкового номера элемента прослеживается следующая закономерность:
Элементы главных подгрупп, начиная с IV группы, образуют газообразные водородные соединения: RH4, RH3, RH2, RH. Соединения RH4 имеют нейтральный характер; RH3 – слабоосновной; RH2 – слабокислый; RH – сильнокислый характер.
История открытия периодического закона Менделеевым Д.И.
Самый важный вклад в систематизацию химических элементов внёс русский выдающийся химик Дмитрий Иванович Менделеев, автор труда «Основы химии», который в марте 1869 года представил Русскому химическому обществу (РХО) периодический закон химических элементов, изложенный в нескольких основных положениях.
В 1871 году Менделеев в итоговой статье «Периодическая законность химических элементов» дал формулировку Периодического закона: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от атомного веса». Тогда же Менделеев придал своей периодической таблице классический вид (короткая таблица, смотрите ниже).
В современном изложении периодический закон химических элементов звучит так: «Свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов (порядкового номера).»
Периодическая таблица элементов Менделеева длинная форма
Длинная форма таблицы Менделеева (или длиннопериодная форма) состоит из 18 групп с лева на право от щелочных металов до благородных газов. считается официальной версией с 1989 года.
Таблица Менделеева для печати в хорошем качестве скачать
Вы можете скачать таблицу Менделеева на выбор короткую или длинную форму в цветном и черно-белом цвете, для этого откройте по ссылке ниже изображение и сохраните его себе на компьютер.
____________
Источник информации:
1. Большой химический справочник / А.И.Волков, — М.: 2005.
2. Большая энциклопедия химических элементов. Периодическая таблица Менделеева / И.А.Леенсон. — Москва : 2014.