1) كتلة s في الجدول الدوري للعناصر - غلاف إلكتروني يتضمن أول طبقتين من إلكترونات s. تتضمن هذه الكتلة المعادن القلويةوالمعادن الأرضية القلوية والهيدروجين والهيليوم. تختلف هذه العناصر في أنه في الحالة الذرية يوجد الإلكترون عالي الطاقة في المدار s. وباستثناء الهيدروجين والهيليوم، تنتقل هذه الإلكترونات بسهولة شديدة وتتشكل إلى أيونات موجبة عندما تفاعل كيميائي. تكوين الهيليوم مستقر كيميائيًا للغاية، ولهذا السبب لا يحتوي الهيليوم على نظائر مستقرة؛ في بعض الأحيان، بسبب هذه الخاصية، يتم دمجه مع الغازات الخاملة. أما العناصر المتبقية التي لها هذه الكتلة، دون استثناء، فهي عوامل اختزال قوية وبالتالي لا توجد في الطبيعة بشكل حر. لا يمكن الحصول على العنصر في الصورة المعدنية إلا عن طريق التحليل الكهربائي للملح المذاب في الماء. أصبح ديفي همفري، في عامي 1807 و1808، أول من فصل الأملاح الحمضية عن معادن الكتلة s، باستثناء الليثيوم والبريليوم والروبيديوم والسيزيوم. تم فصل البريليوم لأول مرة عن الأملاح بشكل مستقل من قبل عالمين: F. Wooler وA. A. Bazi في عام 1828، في حين تم فصل الليثيوم فقط في عام 1854 بواسطة R. Bunsen، الذي قام بفصله بعد 9 سنوات بعد دراسة الروبيديوم. لم يتم عزل السيزيوم في شكله النقي حتى عام 1881، بعد أن قام كارل سيتربيرج بتحليل سيانيد السيزيوم كهربائيًا. يمكن أن تختلف صلابة العناصر التي تحتوي على كتلة s في شكل مضغوط (في الظروف العادية) من منخفضة جدًا (جميع المعادن القلوية - يمكن قطعها بسكين) إلى عالية جدًا (البريليوم). باستثناء البريليوم والمغنيسيوم، فإن المعادن شديدة التفاعل ويمكن استخدامها في السبائك التي تحتوي على الرصاص بكميات صغيرة (<2 %). Бериллий и магний, ввиду их высокой стоимости, могут быть ценными компонентами для деталей, где требуется твёрдость и лёгкость. Эти металлы являются чрезвычайно важными, поскольку позволяют сэкономить средства при добыче титана, циркония, тория и тантала из их минеральных форм; могут находить своё применение как восстановители в органической химии.

الخطر والتخزين

جميع العناصر ذات الغلاف S هي مواد خطرة. إنها خطرة على الحرائق وتتطلب إطفاء حرائق خاصة، باستثناء البريليوم والمغنيسيوم. يجب أن يتم تخزينها في جو خامل من الأرجون أو الهيدروكربونات. تتفاعل بعنف مع الماء، ويكون ناتج التفاعل هو الهيدروجين، على سبيل المثال:

باستثناء المغنيسيوم، الذي يتفاعل ببطء، والبريليوم، الذي يتفاعل فقط عند إزالة طبقة الأكسيد الخاصة به مع الزئبق. يمتلك الليثيوم خصائص مشابهة للمغنيسيوم، لأنه يقع، بالنسبة للجدول الدوري، بجانب المغنيسيوم.

الكتلة P في الجدول الدوري للعناصر هي الغلاف الإلكتروني للذرات التي تشغل إلكترونات التكافؤ ذات الطاقة الأعلى المدار p.

تتضمن الكتلة p المجموعات الست الأخيرة، باستثناء الهيليوم (الموجود في الكتلة s). تحتوي هذه الكتلة على جميع اللافلزات (باستثناء الهيدروجين والهيليوم) وشبه الفلزات، بالإضافة إلى بعض الفلزات.

تحتوي الكتلة P على عناصر لها خصائص مختلفة، فيزيائية وميكانيكية. تعتبر اللافلزات ذات الكتلة P، كقاعدة عامة، مواد شديدة التفاعل ذات سالبية كهربية قوية، والمعادن p هي معادن نشطة إلى حد ما، ويزداد نشاطها باتجاه أسفل جدول العناصر الكيميائية

خصائص العناصر d و f. أعط أمثلة.

الكتلة D في الجدول الدوري للعناصر هي الغلاف الإلكتروني للذرات التي تشغل إلكترونات التكافؤ ذات الطاقة الأعلى المدار d.

هذه الكتلة جزء من الجدول الدوري؛ ويشمل عناصر من المجموعات 3 إلى 12. تملأ عناصر هذه الكتلة الغلاف d بالإلكترونات d، والتي تبدأ بالنسبة للعناصر بـ s2d1 (المجموعة الثالثة) وتنتهي بـ s2d10 (المجموعة الثانية عشرة). ومع ذلك، هناك بعض المخالفات في هذا التسلسل، على سبيل المثال، في الكروم s1d5 (ولكن ليس s2d4) المجموعة الحادية عشرة بأكملها لديها التكوين s1d10 (ولكن ليس s2d9). المجموعة الحادية عشرة مليئة بالإلكترونات s و d.

تُعرف عناصر الكتلة D أيضًا بالمعادن الانتقالية أو العناصر الانتقالية. ومع ذلك، لم يتم بعد رسم الحدود الدقيقة التي تفصل بين المعادن الانتقالية ومجموعات العناصر الكيميائية الأخرى. على الرغم من أن بعض المؤلفين يعتقدون أن العناصر الموجودة في الكتلة d هي عناصر انتقالية تكون فيها إلكترونات d مملوءة جزئيًا أو في ذرات أو أيونات محايدة حيث تكون حالة الأكسدة صفرًا. يقبل IUPAC حاليًا مثل هذه الدراسات على أنها موثوقة، ويذكر أن هذا ينطبق فقط على 3-12 مجموعة من العناصر الكيميائية. لا تحتوي معادن المجموعة 12 على خصائص كيميائية وفيزيائية محددة بوضوح، ويفسر ذلك عدم اكتمال ملء الطبقة الفرعية d، لذلك يمكن اعتبارها أيضًا معادن ما بعد التحول. تمت أيضًا مراجعة الاستخدام التاريخي لمصطلح "العناصر الانتقالية" وكتلة d.

في الكتلة s والكتلة p من الجدول الدوري، لا يتم ملاحظة الخصائص المتشابهة عبر الفترات، كقاعدة عامة: يتم تعزيز الخصائص الأكثر أهمية عموديًا في العناصر السفلية لهذه المجموعات. ومن الجدير بالذكر أن الاختلافات بين العناصر المدرجة في الكتلة d أفقياً، عبر الفترات، تصبح أكثر وضوحاً.

اللوتيتيوم واللورنسيوم موجودان في الكتلة d ولا يعتبران معادن انتقالية، لكن اللانثانيدات والأكتينيدات، بشكل ملحوظ، تعتبر كذلك من قبل IUPAC. على الرغم من أن المجموعة الثانية عشرة من العناصر الكيميائية تقع في الكتلة d، إلا أنه يعتقد أن العناصر المتضمنة فيها هي عناصر ما بعد التحول

s-، p-تقع العناصر في المجموعات الفرعية الرئيسية للنظام الدوري D.I. مندليف (المجموعة الفرعية أ). تبدأ كل فترة بعنصرين S، والستة الأخيرة (باستثناء الفترة الأولى) هي عناصر P. بالنسبة للعناصر s وp، فإن إلكترونات التكافؤ هي إلكترونات ومدارات الطبقة الخارجية للذرة. عدد الإلكترونات الخارجية يساوي رقم المجموعة (ما عدا و). عندما تشارك جميع إلكترونات التكافؤ في تكوين الروابط، يُظهر العنصر أعلى حالة أكسدة، والتي تساوي عدديًا رقم المجموعة. المركبات التي تظهر فيها عناصر المجموعات الفردية حالات أكسدة فردية، وعناصر المجموعات الزوجية التي تظهر فيها حالات أكسدة زوجية، تكون أكثر استقرارًا من حيث الطاقة (الجدول 8).

عناصر-s. تحتوي ذرات عناصر s1 على إلكترون واحد في المستوى الأخير وتظهر حالة أكسدة تبلغ +1 فقط، وهي عوامل اختزال قوية، وهي أكثر المعادن نشاطًا. في المركبات، تسود الرابطة الأيونية. مع الأكسجين تشكل أكاسيد. تتشكل الأكاسيد عند نقص الأكسجين أو بشكل غير مباشر، من خلال البيروكسيدات والأكاسيد الفائقة (استثناء). البيروكسيدات والأكاسيد الفائقة هي عوامل مؤكسدة قوية. تتوافق الأكاسيد مع قواعد قوية قابلة للذوبان - القلويات، لذلك تسمى عناصر s 1 المعادن القلوية . تتفاعل الفلزات القلوية تفاعلاً فعالاً مع الماء وفق المخطط التالي: . أملاح فلزات s1 قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء بشكل عام.

تظهر عناصر المجموعة الثانية حالة أكسدة +2. هذه أيضًا معادن نشطة جدًا. في الهواء تتأكسد إلى أكاسيد تتوافق مع القواعد. تزداد قابلية الذوبان والطبيعة الأساسية للقواعد من إلى. يُظهر المركب خصائص مذبذبة (الجدولان 8، 9). البريليوم لا يتفاعل مع الماء. يتفاعل المغنيسيوم مع الماء عند تسخينه، وتتفاعل المعادن الأخرى وفق المخطط التالي: تكوين القلويات وتسمى الأرض القلوية.

بسبب نشاطها العالي، لا يمكن للقلويات وبعض الفلزات الأرضية القلوية أن تتواجد في الغلاف الجوي ويتم تخزينها في ظروف خاصة.

عند التفاعل مع الهيدروجين، تشكل عناصر S هيدريدات أيونية، والتي تخضع للتحلل المائي في وجود الماء:

ص-العناصرتحتوي على من 3 إلى 8 إلكترونات في المستوى الأخير. معظم العناصر p هي غير معدنية. في اللافلزات النموذجية، يكون غلاف الإلكترون على وشك الاكتمال، أي. فهم قادرون على قبول الإلكترونات إلى المستوى الأخير (خصائص الأكسدة). تزداد القدرة التأكسدية للعناصر خلال الفترة من اليسار إلى اليمين، وفي المجموعة - من الأسفل إلى الأعلى. أقوى العوامل المؤكسدة هي الفلور والأكسجين والكلور والبروم. يمكن أن تظهر غير المعادن أيضًا خصائص اختزالية (باستثناء F2)، على سبيل المثال:

;

يُظهر الهيدروجين والبورون والكربون والسيليكون والجرمانيوم والفوسفور والأستاتين والتيلوريوم خصائص اختزالية في الغالب. أمثلة على المركبات ذات حالة الأكسدة السلبية لللافلزات: البوريدات، الكربيدات، النتريدات، الكبريتيدات، إلخ (الجدول 9).

في ظل ظروف معينة، تتفاعل اللافلزات مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى تكوين مركبات ذات رابطة تساهمية، على سبيل المثال. تشكل اللافلزات مركبات متطايرة مع الهيدروجين (باستثناء). تظهر هيدريدات المجموعتين VI و VII خواصًا حمضية في المحاليل المائية. عندما تذوب الأمونيا في الماء، تتشكل قاعدة ضعيفة.

p-العناصر الموجودة على يسار قطري البورون-الأستاتين تصنف على أنها فلزات. خصائصها المعدنية أقل وضوحًا بكثير من خصائص العناصر s.

مع الأكسجين، تشكل العناصر p أكاسيد. أكاسيد اللافلزات حمضية بطبيعتها (ما عدا - غير الملحة). تتميز معادن بيتا بمركبات مذبذبة.

تتغير خصائص الحمض القاعدي بشكل دوري، على سبيل المثال، في الفترة الثالثة:

أكاسيد
هيدروكسيدات
طبيعة الاتصالات	مذبذب	حمض ضعيف	حمض متوسط ​​القوة	حمض قوي	حمض قوي جدا

العديد من العناصر p يمكن أن تظهر حالات أكسدة متغيرة، وتشكل أكاسيد وأحماض ذات تركيبات مختلفة، على سبيل المثال:

تزداد الخواص الحمضية مع زيادة حالة الأكسدة. على سبيل المثال، الحمض أقوى، أقوى، – مذبذب، – أكسيد حمضي.

الأحماض التي تتكون من عناصر في أعلى حالة أكسدة هي عوامل مؤكسدة قوية.

د-العناصروتسمى أيضًا انتقالية. وهي تقع في فترات كبيرة، بين العناصر s و p. في العناصر d، تسعة مدارات قريبة بقوة هي مدارات التكافؤ.

على الطبقة الخارجية يوجد 1-2 ه الإلكترون (ns)، والباقي يقع في الطبقة ما قبل الخارجية (n-1)d.

أمثلة على الصيغ الإلكترونية: .

يحدد هيكل العناصر الخصائص العامة. المواد البسيطة التي تتكون من العناصر الانتقالية هي المعادن . ويفسر ذلك بوجود إلكترون أو إلكترونين في المستوى الخارجي.

إن وجود مدارات d مملوءة جزئيًا في ذرات العناصر d يحدد وجودها مجموعة متنوعة من حالات الأكسدة . بالنسبة لجميعهم تقريبًا، تكون حالة الأكسدة +2 ممكنة - وفقًا لعدد الإلكترونات الخارجية. تتوافق أعلى حالة أكسدة مع رقم المجموعة (باستثناء الحديد وعناصر المجموعات الفرعية للكوبالت والنيكل والنحاس). المركبات ذات حالة الأكسدة الأعلى تكون أكثر استقرارًا وتتشابه في الشكل والخصائص مع المركبات المماثلة في المجموعات الفرعية الرئيسية:

أكاسيد وهيدروكسيدات عنصر d معين في حالات أكسدة مختلفة لها خصائص حمض-قاعدة مختلفة. هناك نمط: ومع زيادة حالة الأكسدة تتغير طبيعة المركبات من الأساسية إلى المذبذبة إلى الحمضية . على سبيل المثال:

درجة الأكسدة
أكاسيد
هيدروكسيدات
ملكيات	أساسي	مذبذب	حمضية

بسبب تنوع حالات الأكسدة في كيمياء العناصر د تتميز بتفاعلات الأكسدة والاختزال. في حالات الأكسدة العالية، تظهر العناصر خصائص مؤكسدة، وفي حالة الأكسدة +2 - خصائص اختزال. بدرجة متوسطة، يمكن للمركبات أن تكون عوامل مؤكسدة ومختزلة.

تحتوي العناصر d على عدد كبير من المدارات الشاغرة وبالتالي هي عوامل معقدة جيدة، وبناء على ذلك، فهي جزء من المركبات المعقدة. على سبيل المثال:

- هيكسسيانوفيرات البوتاسيوم (III)؛

- رباعي هيدروكسيزينات الصوديوم (II)؛

- كلوريد ثنائي أمين الفضة (I)؛

– ثلاثي كلوروتريامين الكوبالت.

أسئلة أمنية

261. وصف الطرق المعملية والصناعية لإنتاج الهيدروجين. ما حالة الأكسدة التي يمكن أن يظهرها الهيدروجين في مركباته؟ لماذا؟ أعط أمثلة على التفاعلات التي يلعب فيها غاز الهيدروجين دور أ) عامل مؤكسد؛ ب) عامل الاختزال.

262. ما هي مركبات المغنيسيوم والكالسيوم المستخدمة كمواد بناء ملزمة؟ ما الذي يحدد خصائصها القابضة؟

263. ما هي المركبات التي تسمى الجير الحي والجير المطفأ؟ اكتب معادلات التفاعل لتحضيرها. ما المركب الذي يتكون عند تكليس الجير الحي مع الفحم؟ ما هي العوامل المؤكسدة والمختزلة في التفاعل الأخير؟ كتابة المعادلات الإلكترونية والجزيئية.

264. اكتب الصيغ الكيميائية للمواد التالية: الصودا الكاوية، الصودا البلورية، رماد الصودا، البوتاس. اشرح لماذا يمكن استخدام المحاليل المائية لجميع هذه المواد كمزيلات للشحوم.

265. اكتب معادلة التحلل المائي لبيروكسيد الصوديوم. ما هو اسم محلول بيروكسيد الصوديوم في التكنولوجيا؟ هل سيحتفظ المحلول بخصائصه إذا تم غليه؟ لماذا؟ اكتب معادلة التفاعل المقابلة في الصورة الإلكترونية والجزيئية.

266. ما هي خصائص الألومنيوم التي يعتمد استخدامها على: أ) كمادة هيكلية؛ ب) إنتاج الخرسانة الخلوية. ج) كجزء من الثرمايت أثناء اللحام البارد. اكتب معادلات التفاعل.

267. ما مدى عدوانية المياه الطبيعية والصناعية تجاه الألمنيوم والأسمنت الألوميني؟ ارسم معادلات التفاعل المقابلة.

268. ما هي المركبات التي تسمى كربيدات؟ ما هي المجموعات التي ينقسمون إليها؟ اكتب معادلات التفاعل لتفاعل كربيدات الكالسيوم والألومنيوم مع الماء، أين تستخدم؟

269. اكتب معادلات التفاعل التي يمكن استخدامها لإجراء التحويلات التالية:

ما هو ثاني أكسيد الكربون العدواني؟

270. لماذا في التكنولوجيا يذوب القصدير في حمض الهيدروكلوريك والرصاص في حمض النيتريك؟ اكتب معادلات التفاعل المقابلة في الصورة الإلكترونية والجزيئية.

271. اكتب معادلات التفاعل التي يجب إجراؤها لإجراء التحويلات:

أين يتم استخدام هذه المواد في التكنولوجيا؟

272. اكتب المعادلات الجزيئية والإلكترونية لتفاعلات الأمونيا والهيدرازين مع الأكسجين، أين تستخدم هذه التفاعلات؟

273. ما هي الخصائص التي يظهرها حمض الكبريتيك في تفاعلات الأكسدة والاختزال؟ اكتب بالصيغة الجزيئية والإلكترونية معادلات التفاعلات التالية: أ) خفف حمض الكبريتيك مع المغنيسيوم. ب) حامض الكبريتيك المركز مع النحاس. ج) حامض الكبريتيك المركز بالفحم.

274. لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من غازات المداخن، يمكن استخدام الطرق التالية: أ) الامتزاز بأكسيد المغنيسيوم الصلب؛ ب) التحويل إلى كبريتات الكالسيوم عن طريق التفاعل مع كربونات الكالسيوم في وجود الأكسجين؛ ج) التحول إلى الكبريت الحر. ما الخواص الكيميائية التي يظهرها ثاني أكسيد الكبريت في هذه التفاعلات؟ اكتب المعادلات المناسبة. أين يمكن استخدام المنتجات الناتجة؟

275. ما هي الخصائص الخاصة التي يمتلكها حمض الهيدروفلوريك؟ اكتب معادلات التفاعل التي يجب إجراؤها لإجراء التحويلات:

إعطاء المواد اسما. أين تستخدم هذه التحولات؟

276. عندما يتفاعل الكلور مع الجير المطفأ، يتكون المبيض. اكتب معادلة التفاعل مع تحديد العامل المؤكسد وعامل الاختزال. أعط الاسم الكيميائي للمنتج الناتج واكتب صيغته البنائية. أين يتم استخدام التبييض؟

277. النظر في ميزات العناصر د باستخدام المنجنيز ومركباته كمثال. أكد إجابتك بمعادلات التفاعل. بالنسبة لتفاعلات الأكسدة والاختزال، قم بإعداد ميزان إلكتروني، وحدد العامل المؤكسد وعامل الاختزال.

278. أي قاعدة أقوى أم ؟ لماذا؟ ما هي الخصائص التي تظهر عند خلطها مع القلويات والأكاسيد الأساسية؟ اكتب بعض الأمثلة على تحضير هذه المركبات. ما هي أسماء المنتجات الناتجة؟

279. ما هي أملاح الحديد التي تجد التطبيق العملي الأكبر، وأين ولأي غرض يتم استخدامها؟ أكد إجابتك بمعادلات التفاعل.

280. قم بتسمية المواد، وارسم معادلات للتفاعلات التي يجب إجراؤها لإجراء التحولات:

بالنسبة لتفاعلات الأكسدة والاختزال، قم بتكوين المعادلات الإلكترونية، وحدد العامل المؤكسد وعامل الاختزال. ما البيئة التي يجب الحفاظ عليها أثناء ترسيب هيدروكسيد الكروم (III)؟ لماذا؟

مفهوم عنصر انتقالييستخدم عادةً للإشارة إلى أي عنصر يحتوي على إلكترونات التكافؤ d أو f. تحتل هذه العناصر موقعًا انتقاليًا في الجدول الدوري بين عناصر s الموجبة الكهربية والعناصر p السالبة كهربيًا.

تسمى العناصر d عادةً بالعناصر الانتقالية الرئيسية. تتميز ذراتها بالبنية الداخلية للأغلفة الفرعية d. الحقيقة هي أن المدار s الخاص بقشرته الخارجية عادة ما يتم ملؤه قبل أن يبدأ ملء المدارات d في الغلاف الإلكتروني السابق. وهذا يعني أن كل إلكترون جديد يضاف إلى الغلاف الإلكتروني للعنصر d التالي، وفقًا لمبدأ الملء، لا ينتهي به الأمر في الغلاف الخارجي، بل في الغلاف الفرعي الداخلي الذي يسبقه. يتم تحديد الخواص الكيميائية لهذه العناصر من خلال مشاركة الإلكترونات من كلا الغلافين في التفاعلات.

تشكل العناصر د ثلاث سلاسل انتقالية - في الفترات الرابعة والخامسة والسادسة على التوالي. تتضمن السلسلة الانتقالية الأولى 10 عناصر، من السكانديوم إلى الزنك. ويتميز بالتكوين الداخلي للمدارات ثلاثية الأبعاد. يتم ملء المداري 4s في وقت أبكر من المداري ثلاثي الأبعاد،لأنها تحتوي على طاقة أقل (قاعدة كليتشكوفسكي).

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هناك نوعين من الحالات الشاذة. يحتوي كل من الكروم والنحاس على إلكترون واحد فقط في مداراتهما 4s. والحقيقة هي أن الأغلفة الفرعية نصف المملوءة أو المملوءة بالكامل أكثر استقرارًا من الأغلفة الفرعية المملوءة جزئيًا.

تحتوي ذرة الكروم على إلكترون واحد في كل من المدارات الخمسة ثلاثية الأبعاد التي تشكل المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد. هذا الغلاف الفرعي نصف مملوء. في ذرة النحاس، يحتوي كل من المدارات الخمسة ثلاثية الأبعاد على زوج من الإلكترونات. ولوحظ وجود شذوذ مماثل في الفضة.

جميع العناصر د هي المعادن.

التكوينات الإلكترونية لعناصر الفترة الرابعة من الإسكنديوم إلى الزنك:

الكروم

يقع الكروم في الفترة الرابعة في المجموعة السادسة في مجموعة فرعية ثانوية. وهو معدن متوسط ​​النشاط. يُظهر الكروم في مركباته حالات الأكسدة +2 و+3 و+6. CrO هو أكسيد أساسي نموذجي، Cr 2 O 3 هو أكسيد مذبذب، CrO 3 هو أكسيد حمضي نموذجي له خصائص عامل مؤكسد قوي، أي أن الزيادة في درجة الأكسدة تكون مصحوبة بزيادة في الخواص الحمضية.

حديد

الحديد في الفترة الرابعة، في المجموعة الثامنة، في المجموعة الفرعية الثانوية. الحديد معدن ذو نشاط متوسط، ويظهر في مركباته حالات الأكسدة الأكثر تميزًا وهي +2 و+3. ومن المعروف أيضًا أن مركبات الحديد تظهر فيها حالة أكسدة تبلغ +6، وهي عوامل مؤكسدة قوية. يُظهر FeO الخصائص الأساسية، ويُظهر Fe 2 O 3 خصائص مذبذبة مع غلبة الخصائص الأساسية.

نحاس

يقع النحاس في الفترة الرابعة في المجموعة الأولى في المجموعة الفرعية الثانوية. حالات الأكسدة الأكثر استقرارًا هي +2 و +1. في سلسلة الفولتية للمعادن، يقع النحاس بعد الهيدروجين، ونشاطه الكيميائي ليس مرتفعًا جدًا. أكاسيد النحاس: Cu2O CuO. يُظهر الأخير وهيدروكسيد النحاس Cu(OH)2 خواص مذبذبة مع غلبة الخواص الأساسية.

الزنك

يقع الزنك في الفترة الرابعة في المجموعة الثانية في المجموعة الفرعية الثانوية. الزنك معدن متوسط ​​النشاط، ويظهر في مركباته حالة أكسدة واحدة تبلغ +2. أكسيد الزنك وهيدروكسيد مذبذب.

تنقسم العناصر في الجدول الدوري لمندليف إلى عناصر s، p، d. يتم تنفيذ هذا التقسيم على أساس عدد مستويات الغلاف الإلكتروني لذرة العنصر وعلى أي مستوى ينتهي ملء الغلاف بالإلكترونات.

ل عناصر sتشمل العناصر مجموعات IA – المعادن القلوية. الصيغة الإلكترونية لقذيفة التكافؤ من ذرات الفلزات القلوية ns1. حالة الأكسدة المستقرة هي +1. عناصر مجموعات IAلها خصائص مماثلة بسبب البنية المماثلة للغلاف الإلكتروني. مع زيادة نصف القطر في مجموعة Li-Fr، تضعف الرابطة بين إلكترون التكافؤ والنواة وتنخفض طاقة التأين. تتخلى ذرات العناصر القلوية بسهولة عن إلكترون التكافؤ الخاص بها، مما يجعلها عوامل اختزال قوية.

تزداد خصائص التخفيض مع زيادة الرقم التسلسلي.

ل عناصر فتشمل 30 عنصرا مجموعات IIIA-VIIIAالجدول الدوري تقع العناصر p في الفترتين الثانويتين الثانية والثالثة، وكذلك في الفترتين الرئيسيتين الرابعة والسادسة. عناصر مجموعات IIIAلديك إلكترون واحد في المدار p. في إيفا-VIIIA-المجموعاتلوحظ ملء المستوى الفرعي p بما يصل إلى 6 إلكترونات. الصيغة الإلكترونية العامة للعناصر p ns2np6. في الفترات التي تتزايد فيها الشحنة النووية، يتناقص نصف القطر الذري ونصف القطر الأيوني للعناصر p، وتزداد طاقة التأين وتقارب الإلكترون، وتزداد السالبية الكهربية، ويزداد النشاط التأكسدي للمركبات والخواص غير المعدنية للعناصر. في المجموعات، يزيد نصف قطر الذرات. ومن العناصر 2p إلى العناصر 6p تقل طاقة التأين. تزداد الخواص المعدنية للعنصر p في المجموعة بزيادة العدد الذري.

ل د- العناصرهناك 32 عنصرا في الجدول الدوري الفترات الكبرى من الرابع إلى السابع. في مجموعة IIIBتحتوي الذرات على الإلكترون الأول في المدار d، وفي المجموعات B اللاحقة، يمتلئ المستوى الفرعي d بما يصل إلى 10 إلكترونات. الصيغة العامة للغلاف الإلكتروني الخارجي (n-1)dansb، حيث a=1?10, b=1?2. مع زيادة العدد الترتيبي، تتغير خصائص العناصر d قليلاً. تزداد عناصر d ببطء في نصف القطر الذري؛ كما أن لها تكافؤ متغير مرتبط بعدم اكتمال المستوى الفرعي الخارجي للإلكترون. في حالات الأكسدة المنخفضة، تظهر العناصر d خصائص معدنية؛ مع زيادة العدد الذري في المجموعات B، فإنها تنخفض. في المحاليل، تظهر العناصر d ذات أعلى حالة أكسدة خواصًا حمضية ومؤكسدة، والعكس صحيح في حالات الأكسدة المنخفضة. العناصر ذات حالات الأكسدة المتوسطة تظهر خصائص مذبذبة.

8. الرابطة التساهمية. طريقة رابطة التكافؤ

تسمى الرابطة الكيميائية التي تنفذها أزواج الإلكترونات المشتركة الناشئة في أغلفة الذرات المرتبطة ذات السبينات المضادة المتوازية الرابطة الذرية أو التساهمية.الرابطة التساهمية مكونة من إلكترونين ومركزين (تحمل النواة). يتكون من ذرات من نوع واحد - تساهمي غير قطبية- زوج إلكترون جديد، ينشأ من إلكترونين غير متزاوجين، يصبح مشتركًا بين ذرتين من ذرات الكلور؛ وذرات من أنواع مختلفة متشابهة في الطبيعة الكيميائية - تساهمية القطبية.العناصر ذات السالبية الكهربية الأكبر (Cl) ستسحب الإلكترونات المشتركة من العناصر ذات السالبية الكهربية الأقل (H). الذرات ذات الإلكترونات غير المتزاوجة التي لها دوران متوازي تتنافر مع بعضها البعض - لا تحدث رابطة كيميائية. تسمى طريقة تكوين الرابطة التساهمية آلية التبادل.

خصائص الروابط التساهمية. طول الرابط –المسافة النووية. وكلما كانت هذه المسافة أقصر، كانت الرابطة الكيميائية أقوى. طاقة الاتصالات –كمية الطاقة اللازمة لكسر الرابطة. يتناسب تعدد الرابطة بشكل مباشر مع طاقة الرابطة ويتناسب عكسيا مع طول الرابطة. اتجاه الاتصالات –ترتيب محدد للسحب الإلكترونية في الجزيء. التشبع- قدرة الذرة على تكوين عدد معين من الروابط التساهمية. تسمى الرابطة الكيميائية التي تتكون من تداخل السحب الإلكترونية على طول محور يربط بين مراكز الذرات ؟-اتصال.تسمى الرابطة التي تتكون من تداخل سحب الإلكترونات المتعامدة مع المحور الذي يربط بين مراكز الذرات ؟-اتصال. يتميز الاتجاه المكاني للرابطة التساهمية بالزوايا الموجودة بين الروابط. وتسمى هذه الزوايا زوايا السندات. التهجين –عملية إعادة هيكلة السحب الإلكترونية ذات الشكل والطاقة غير المتكافئة، مما يؤدي إلى تكوين سحب هجينة متطابقة في نفس المعلمات. التكافؤ– عدد الروابط الكيميائية (تساهمي ), والتي من خلالها تتصل الذرة بالآخرين. تسمى الإلكترونات المشاركة في تكوين الروابط الكيميائية التكافؤ. عدد الروابط بين الذرات يساوي عدد إلكتروناتها غير المتزاوجة المشاركة في تكوين أزواج الإلكترون المشتركة، وبالتالي فإن التكافؤ لا يأخذ بعين الاعتبار القطبية وليس له إشارة. في المركبات التي لا توجد فيها رابطة تساهمية، توجد حالة الأكسدة –الشحنة التقليدية للذرة، على أساس افتراض أنها تتكون من أيونات موجبة أو سالبة الشحنة. ينطبق مفهوم حالة الأكسدة على معظم المركبات غير العضوية.

أطلق مندليف على الصفوف الأفقية للعناصر، التي تتغير فيها خصائص العناصر بالتتابع فترات(يبدأ بمعدن قلوي (Li، Na، K، Rb، Cs، Fr) وينتهي بغاز خامل (He، Ne، Ar، Kr، Xe، Rn)).

الاستثناءات: الفترة الأولى التي تبدأ بالهيدروجين، والدورة السابعة وهي غير كاملة.

وتنقسم الفترات إلى صغيرو كبير. الفترات الصغيرة تتكون من واحدصف أفقي. الفترات الأولى والثانية والثالثة صغيرة، وتحتوي على عنصرين (الفترة الأولى) أو 8 عناصر (الفترتين الثانية والثالثة). تتكون الفترات الكبيرة من صفين أفقيين. الفترات الرابعة والخامسة والسادسة كبيرة وتحتوي على 18 عنصرًا (الفترات الرابعة والخامسة) أو 32 عنصرًا (الفترات السادسة والسابعة). الصفوف العلياتسمى فترات طويلة حتى, الصفوف السفلية غريبة.

في الفترة السادسة اللانثانيدات وفي الفترة السابعة الأكتينيدات تقع في أسفل الجدول الدوري.

وفي كل فترة، من اليسار إلى اليمين، تضعف الخواص المعدنية للعناصر، وتزداد الخواص غير المعدنية.

في صفوف متساوية من الفترات الكبيرة توجد معادن فقط.

ونتيجة لذلك، يحتوي الجدول على 7 فترات و10 صفوف و8 أعمدة رأسية، تسمى المجموعات –عبارة عن مجموعة من العناصر التي لها نفس التكافؤ الأعلى في الأكاسيد والمركبات الأخرى. هذا التكافؤ يساوي رقم المجموعة.

الاستثناءات:

في المجموعة الثامنة، فقط Ru وOs لديهما أعلى تكافؤ الثامن.

المجموعات عبارة عن تسلسلات رأسية للعناصر، ويتم ترقيمها بالأرقام الرومانية من I إلى VIII والحروف الروسية A وB. وتتكون كل مجموعة من مجموعتين فرعيتين: الرئيسية والثانوية. المجموعة الفرعية الرئيسية – A، تحتوي على عناصر الفترات الصغيرة والكبيرة. المجموعة الفرعية الجانبية - B، تحتوي على عناصر لفترات كبيرة فقط. وهي تشمل عناصر الفترات التي تبدأ من الرابعة.

في المجموعات الفرعية الرئيسية، من الأعلى إلى الأسفل، يتم تعزيز الخصائص المعدنية، وتضعف الخصائص غير المعدنية. جميع عناصر المجموعات الفرعية الثانوية هي معادن.

أرقام الكم

يحدد رقم الكم الرئيسي n الطاقة الكلية للإلكترون. كل رقم يتوافق مع مستوى الطاقة. ن=1,2,3,4…أو K,L,M,N…

يحدد رقم الكم المداري l المستويات الفرعية عند مستوى الطاقة. العدد الكمي l يحدد شكل المدارات (n-1) 0,1,2…

يحدد عدد الكم المغناطيسي ml عدد المدارات في المستوى الفرعي. …-2,-1,0,+1,+2… إجمالي عدد المدارات في المستوى الفرعي هو 2l+1

يشير العدد الكمي المغزلي ms إلى اتجاهين مختلفين +1/2 -1/2 في كل مدار، لا يمكن أن يكون هناك سوى إلكترونين لهما دوران متقابلان.

قاعدة ملء مستويات الطاقة والمستويات الفرعية لعناصر الجدول الدوري

قاعدة كليتشكوفسكي الأولى: مع زيادة شحنة النواة الذرية، يحدث امتلاء مستويات الطاقة من المدارات ذات القيمة الأصغر لمجموع الأرقام الكمية الرئيسية والمدارية * (n+l) إلى المدارات ذات القيمة الأكبر لهذا المجموع . لذلك، يجب ملء المستوى الفرعي 4s (n+l=4) قبل المستوى 3d (n+l=5).

قاعدة Klechkovsky الثانية، والتي بموجبها، بالنسبة لنفس قيم المجموع (n+l)، يتم ملء المدارات بترتيب زيادة عدد الكم الرئيسي n. المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد مملوء بعشرة عناصر من Sc إلى Zn. هذه هي ذرات العناصر د. ثم يبدأ تشكيل المستوى الفرعي 4p. يمكن كتابة ترتيب ملء المستويات الفرعية وفقًا لقواعد Klechkovsky على النحو التالي: 1s  2s  2p  3s  3p  4s  3d  4p  5s  4d  5p  6s  4f  5d  6 ع  7 ث  5f  6d  7p.

ملامح التركيب الإلكتروني لذرات عناصر الجدول الدوري

ملامح التركيب الإلكتروني لذرات العناصر في المجموعات الفرعية الرئيسية والثانوية وعائلات اللانثانيدات والأكتينيدات

تأثيرات التدريع والاختراق

بسبب التدريع، يضعف جذب إلكترونات التكافؤ إلى النواة. وفي الوقت نفسه، تلعب قدرة اختراق إلكترونات التكافؤ للنواة الدور المعاكس، مما يعزز التفاعل مع النواة. تعتمد النتيجة الإجمالية لجذب إلكترونات التكافؤ إلى النواة على المساهمة النسبية في تفاعلها لتأثير الفرز لإلكترونات الطبقات الداخلية وقدرة اختراق إلكترونات التكافؤ إلى النواة.

الطبيعة الدورية لخصائص العناصر المرتبطة بهياكل قذائفها الإلكترونية

التغيرات في الخواص الحمضية القاعدية للأكاسيد والهيدروكسيدات في الفترات والمجموعات

وتزداد الخواص الحمضية لأكاسيد العناصر على فترات من اليسار إلى اليمين وفي مجموعات من الأسفل إلى الأعلى.!

حالات أكسدة العناصر

حالة الأكسدة (رقم الأكسدة، الشحنة الرسمية) - قيمة تقليدية مساعدة لتسجيل عمليات الأكسدة والاختزال وتفاعلات الأكسدة والاختزال، القيمة العددية للشحنة الكهربائية المخصصة للذرة في الجزيء بافتراض أن أزواج الإلكترون التي تنفذ يتم تحويل الرابطة بالكامل نحو الذرات الأكثر سالبية كهربية.

تشكل الأفكار حول درجة الأكسدة الأساس لتصنيف وتسمية المركبات غير العضوية.

ويقابل رقم الأكسدة شحنة الأيون أو الشحنة الرسمية للذرة في جزيء أو وحدة رسمية كيميائية، على سبيل المثال:

يشار إلى رقم الأكسدة أعلى رمز العنصر. على عكس الإشارة إلى شحنة الذرة، عند الإشارة إلى حالة الأكسدة، يتم إعطاء الإشارة أولاً، ثم القيمة العددية، وليس العكس.