ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер 3.1: Становление и развитие периодического закона и теории химического

Для выполнения задания необходимо последовательно сформулировать три варианта периодического закона, опираясь на исторический контекст и современную теорию строения атома. План решения включает: 1) воспроизведение классической формулировки Менделеева; 2) приведение современной научной трактовки; 3) объяснение физической природы периодичности через электронное строение.

а) По версии Д. И. Менделеева:

Свойства элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины атомных масс элементов. Это была первая успешная попытка систематизировать элементы, основанная на эмпирическом наблюдении за изменением свойств при упорядочивании по возрастанию массы.

б) В современной формулировке:

Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов. Переход от массы к заряду ядра (Z) позволил устранить исключения из таблицы (например, пары Ar-K, Co-Ni), так как именно заряд определяет количество электронов в нейтральном атоме.

в) С раскрытием причин периодичности свойств элементов:

Причина периодичности кроется в закономерном повторении структуры внешнего электронного слоя атомов по мере увеличения заряда ядра. При заполнении энергетических уровней происходит циклическое изменение числа валентных электронов. Например, у щелочных металлов конфигурация внешнего слоя имеет вид ns¹, что обуславливает их высокую восстановительную способность и низкую энергию ионизации. Аналогично, галогены имеют конфигурацию ns²np⁵, стремясь принять один электрон для завершения октета. Таким образом, периодическое изменение электронных оболочек приводит к периодическому изменению радиуса атома, энергии ионизации, электроотрицательности и, как следствие, химических свойств.