Химиялық элементтердің периодтық заңы және периодтық жүйесі

Оқулықтық тірек

• Оспанова М. Қ., Аухадиева Қ. С., Белоусова Т. Г. «Химия. 7 сынып», 7-сынып, Мектеп, 2025, б. 80–87
• Усманова М. Б., Сақариянова Қ. Н., Сахариева Б. Н. «Химия. 8-сынып», 8-сынып, Атамұра, 2018, б. 5, 98–119
• Оспанова М. Қ., Белоусова Т. Г., Аухадиева Қ. С. «Химия. 10-сынып ЖМБ», 10-сынып, Мектеп, 2019, б. 93–110
• Royal Society of Chemistry, Periodic Table: https://periodic-table.rsc.org/element/3/lithium (сондай-ақ /11/sodium, /19/potassium, /9/fluorine, /17/chlorine)
• Wikipedia, Molar ionization energies of the elements: https://en.wikipedia.org/wiki/Molar_ionization_energies_of_the_elements ; Electron affinity (data page): https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_affinity_(data_page)
• Wikipedia, «Block (periodic table)», https://en.wikipedia.org/wiki/Block_(periodic_table)
• Википедия, «Блок периодической таблицы», https://ru.wikipedia.org/wiki/Блок_периодической_таблицы

Негізгі ұғымдар

• Периодтық заңның қазіргі тұжырымы: элементтердің және олар түзетін жай және күрделі заттардың қасиеттері атом ядросы зарядына периодты түрде тәуелді. Бастапқы тұжырым (Менделеев, 1869) — атомдық массаға тәуелді.
• Реттік нөмір = ядро заряды = протон саны = электрон саны.
• Период нөмірі = энергетикалық деңгейлер саны; А-топ нөмірі = сыртқы деңгейдегі валенттік электрондар саны.

Теория

Жіктеу тарихы

Ғалым	Жыл	Идеясы
Берцелиус	—	металдар мен бейметалдар
И. Дёберейнер	1829	триадалар: ортаңғы элементтің массасы шеткі екеуінің арифметикалық ортасы ($Li, Na, K$: $(7+39)/2 = 23$)
Дж. Ньюлендс	1865	октавалар заңы: массаның өсу ретімен әр сегізінші элемент біріншіні қайталайды; 7 топ, бос орын жоқ
Д. И. Менделеев	1869	периодтық заң мен кесте; ашылмаған элементтерге бос орын қалдырып, қасиеттерін болжады

Атом құрылысы анықталғаннан кейін заң ядро заряды арқылы тұжырымдалды. Периодтық заң формуламен емес, кестемен бейнеленеді.

Кестенің құрылымы. Қазіргі кестеде элементтер ядро зарядының өсу ретімен орналасқан; сондықтан кейбір жұптардың ($Ar$ мен $K$, $Te$ мен $I$) массалар реті бұзылады. Нұсқалары: қысқа (8 топ) және жартылай ұзын/ұзын (18 топ).

• Период — сілтілік металдан инертті газға дейінгі көлденең қатар. 7 период: 1–3 — кіші, 4–7 — үлкен (7-период аяқталмаған).
• Топ — қасиеттері ұқсас элементтердің тік қатары; қысқа нұсқада негізгі (А) және қосымша (В) топшаларға бөлінеді.

Қасиеттердің периодты өзгеруі

Сипаттама	Период бойымен (солдан оңға)	Топ бойымен (жоғарыдан төмен)
Ядро заряды	артады	артады
Деңгейлер саны	тұрақты	артады
Атом радиусы	кішірейеді	артады
Электртерістілік	артады	кемиді
Металдық қасиет	әлсірейді	күшейеді
Бейметалдық қасиет	күшейеді	әлсірейді

Мысалы, III периодта радиус $Na$ 0,186 → $Cl$ 0,099 нм, ЭТ 0,9 → 3,0. Период бойымен оксидтер мен гидроксидтердің қасиеті негіздік → амфотерлі → қышқылдық болып өзгереді.

Металдар мен бейметалдардың орны. Металдар $B$–$At$ диагоналінен төмен орналасқан: I, II, III топ элементтері (бордан басқа) және барлық қосымша топшалар. IV–VIII негізгі топшаларда негізінен бейметалдар. Металдарда сыртқы электрон 1–3, бейметалдарда 4–7. Металдар электрон береді ($Me^0 - ne^- \to Me^{n+}$), бейметалдар қосып алады.

Табиғи ұяластар

• Сілтілік металдар (IA): $Li, Na, K, Rb, Cs, Fr$; $ns^1$; судан жеңіл ($Li, Na, K$), $t_{балқу}$ $Li$ 179 °C-тан $Cs$ 28,5 °C-қа дейін төмендейді. Жалын түсі: $Li$ — қызыл (кармин), $Na$ — сары, $K$ — күлгін.
• Галогендер (VIIA): $F, Cl, Br, I, At$; $ns^2 np^5$; молекулалары екі атомды. $F_2$ — жасыл газ, $Cl_2$ — сары-жасыл газ, $Br_2$ — қызыл-қоңыр сұйық, $I_2$ — күлгін қатты зат. Тотықтырғыштық: $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$; белсендірек галоген әлсізін тұзынан ығыстырады.
• Инертті газдар (VIIIA): $He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn$; молекулалары бір атомды; атмосферада ең көбі аргон (0,93 %).

Иондану энергиясы мен электронға тектестіктің сандық мәндері

Элемент	Бірінші иондану энергиясы, кДж/моль	Электронға тектестік, кДж/моль
Li	520
Na	496
K	419
F	1681	328
Cl	1251	349

Топ бойынша төмен иондану энергиясы кемиді ($Li>Na>K$), период бойынша солдан оңға артады. Хлордың электронға тектестігі фтордікінен жоғары.

Электрондық блоктар

Блок	Топтар	Сыртқы қабат / ерекшелігі
$s$	1–2 топ, сутек, гелий	$ns^{1-2}$
$p$	13–18 топ (гелийден басқа)	$ns^2np^{1-6}$; металдар да, бейметалдар да бар
$d$	3–12 топ, 4-периодтан басталады	барлығы металдар, көбі ауыспалы металдар
$f$	кестенің астында бөлек екі қатар	лантаноидтар (6-период), актиноидтар (7-период); ішкі $f$-орбиталь толады

Блоктың атауы соңғы толатын орбитальдың түрін көрсетеді.

Формулалар / ережелер

• Жоғары валенттілік = топ нөмірі; бейметалдың сутек бойынша валенттілігі $= 8 - N_{топ}$.
• Жоғары оксид пен ұшқыш сутекті қосылыс: IV — $ЭO_2$, $ЭH_4$; V — $Э_2O_5$, $ЭH_3$; VI — $ЭO_3$, $H_2Э$; VII — $Э_2O_7$, $HЭ$.
• Элементті сипаттау жоспары: нөмір, период, топ → деңгейлер мен валенттік электрондар → металл/бейметалл → оксид, гидроксид, сутекті қосылыс формулалары.

Мысалдар

1. $Э_2O_3$ оксидінің $M_r = 70$. Элемент? $2A_r + 48 = 70$, $A_r = 11$ — бор: №5, II период, IIIA топ.
2. Хлорды сипаттаңыз. №17, III период, VIIA топ; ядро заряды +17, 3 деңгей, 7 сыртқы электрон; III периодтың ең белсенді бейметалы (ең белсенді металы — натрий).
3. Рубидийдің қасиеті? IA топ, V период, калийден белсенді металл; $Rb_2O$ — негіздік оксид, $RbOH$ — күшті сілті.

ҰБТ-дағы жиі қателер

• Период нөмірін валенттік электрондар санымен шатастырады: период — деңгейлер, А-топ — сыртқы электрондар.
• Радиус период бойымен артады деп ойлайды — ол кішірейеді.
• Менделеевтің бастапқы заңын ядро зарядымен тұжырымдайды — бастапқысы атомдық массаға тәуелді.
• Ньюлендс 8 топ жасады дейді — ол 7 топқа бөлді. Периодтар саны 7, қысқа нұсқадағы топ саны 8.
• В-топша элементтерінде сыртқы электрон саны топ нөміріне тең деп санайды — көбіне 2 электрон.

Өзіңді тексер

1. VIA топ элементінің сутек бойынша валенттілігі? — II ($8 - 6$).
2. VA топ элементінің жоғары оксиді? — $Э_2O_5$.
3. Металдар $B$–$At$ диагоналіне қатысты қайда орналасқан? — Диагональдан төмен.
4. Қалыпты жағдайда сұйық галоген? — Бром.
5. Ge-ден Br-ға қарай бейметалдық қасиет қалай өзгереді? — Күшейеді (сыртқы электрон 4 → 7, радиус кішірейеді).