5.1. Периодический закон

Вы здесь

Сначала необходимо вспомнить, что атомы, как было сказано в гл. 3 и 4, состоят из частиц трех видов — протонов, нейтронов и электронов. Ядро атомов состоит из протонов и нейтронов. Число протонов (равное атомному номеру элемента) определяет электрический заряд ядра, а общее число протонов и нейтронов (массовое число) определяет его массу. В нейтральном атоме число электронов, окружающих ядро, равно атомному номеру элемента.

 Периодический закон утверждает, что свойства химических элементов не являются случайными, а зависят от электронной структуры данного атома и закономерно изменяются с изменением атомного номера. Важно отметить, что эта зависимость характеризуется ярко выраженной периодичностью, которая находит свое выражение в повторяемости типичных свойств элементов.

Так, элементы, имеющие атомные номера 2, 10, 18, 36, 54 и 86,— химически инертные (благородные) газы. Элементы с атомными номерами на единицу больше (3, 11, 19, 37, 55 и 87)—легкие металлы, химически очень активные. Эти шесть металлов, а именно литий (3), натрий (11), калий (19), рубидий (37), цезий (55) и франций (87), реагируют с хлором, образуя бесцветные соединения, кристаллизующиеся в кубической системе и обнаруживающие кубическую спайность. Химические формулы этих солей аналогичны: LiCl, NaCl, КСl, RbCl, СsСl и FrCl. Состав и свойства других соединений этих шести металлов также подобны и отличаются по составу и свойствам от соединений других элементов.

Если наблюдаемые химические и физические свойства элементов и их соединений сопоставить с атомными номерами элементов, то четко выявится, что после первых двух элементов — водорода и гелия, составляющих первый очень короткий период (слово «период» используется для обозначения определенного числа последовательно расположенных элементов), идет второй короткий период из восьми элементов (от гелия с атомным номером 2 до неона с атомным номером 10), третий короткий период из восьми элементов (до аргона с атомным номером 18), затем идет первый длинный период из восемнадцати элементов (до криптона с атомным номером 36), второй длинный период из восемнадцати элементов (до ксенона с атомным номером 54) и, наконец, очень длинный период из тридцати двух элементов (до радона с атомным номером 86). Если в будущем будет получено достаточное число новых элементов с очень большими атомными номерами, то, весьма вероятно, выявится существование еще одного очень длинного периода из тридцати двух элементов, который также будет заканчиваться инертным газом, элементом с атомным номером 118.