Периодический закон химических элементов и периодическая система

Учебниковая опора

• Оспанова М. К., Аухадиева К. С., Белоусова Т. Г. «Химия», 7 класс, Мектеп, 2025, с. 80–83
• Усманова М. Б., Сакарьянова К. Н., Сахариева Б. Н. «Химия», 8 класс, Атамура, 2018, с. 99–102
• Усманова М. Б., Сакарьянова К. Н., Сахариева Б. Н. «Химия», 8 класс, Атамура, 2018, с. 100–105, 117
• Усманова М. Б., Сакарьянова К. Н., Сахариева Б. Н. «Химия», 8 класс, Атамура, 2018, с. 103–105

Главное

• Современная формулировка: свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома (у Менделеева, 1869 г., — от атомного веса).
• Порядковый номер = заряд ядра = число протонов = число электронов.
• Номер периода = число энергетических уровней; номер группы (A) = число валентных электронов = высшая валентность.
• Причина периодичности — периодическое повторение электронного строения атомов.
• В периоде слева направо радиус уменьшается, металлические свойства ослабевают; в группе сверху вниз радиус растёт, металлические свойства усиливаются.

Теория

История открытия

Год	Учёный	Идея
—	Й. Берцелиус	деление элементов на металлы и неметаллы
1829	И. В. Дёберейнер	закон триад: масса среднего = среднее арифметическое крайних ($Li, Na, K$)
1865	Дж. Ньюлендс	закон октав: каждый восьмой элемент похож на первый; впервые порядковые номера
1869	Д. И. Менделеев	периодический закон; оставил пустые места для неоткрытых элементов

После открытия ядерного строения атома закон переформулирован: определяющим стал заряд ядра.

Структура системы. Семь периодов и восемь групп.

• Периоды — горизонтальные ряды; начинаются щелочным металлом и заканчиваются инертным газом. Малые — 1–3 (один ряд), большие — 4–7 (два ряда); 7-й не завершён.
• Группы — вертикальные ряды сходных элементов; делятся на главные (A: элементы малых и больших периодов) и побочные (B: только большие периоды). Например, IVA — C, Si, Ge, Sn, Pb; IVB — Ti, Zr, Hf.
• У элементов A-подгрупп валентные электроны на внешнем уровне: IA — 1 ($ns^1$), IIA — 2, VIIA — 7 ($ns^2np^5$). У B-подгрупп — на внешнем и предвнешнем уровнях, отсюда переменная валентность (исключение — Zn, валентность II).

Закономерности

Характеристика	Период →	Группа ↓
Заряд ядра	растёт	растёт
Число уровней	не меняется	растёт
Радиус атома	уменьшается	увеличивается
Металлические свойства	ослабевают	усиливаются
Неметаллические свойства	усиливаются	ослабевают
Электроотрицательность	растёт	уменьшается

Радиусы: $Li\,0{,}152 > Be\,0{,}113 > B\,0{,}088$ нм; $Li\,0{,}152 < Na\,0{,}186 < K\,0{,}227$ нм.

Кислотно-основные свойства по периоду: основные → амфотерные → кислотные: $Na_2O/NaOH$ → $Al_2O_3/Al(OH)_3$ → $SO_3/H_2SO_4$. Основные свойства ослабевают в ряду $NaOH \to Mg(OH)_2 \to Al(OH)_3$.

План характеристики элемента

1. Место: номер, $A_r$, период (малый/большой), группа и подгруппа.
2. Строение атома: $Z$, число $p$, $n$, $\bar e$, число уровней, валентные электроны.
3. Свойства: высшая валентность, металл/неметалл, летучее водородное соединение, высший оксид и его характер, гидроксид.

Примеры

1. Охарактеризуйте хлор. № 17, $A_r = 35{,}5$, III период, VIIA. $p = 17$, $\bar e = 17$, $n = 18$; три уровня, $3s^23p^5$. Высшая валентность VII, неметалл, $HCl$, $Cl_2O_7$ — кислотный оксид, $HClO_4$ — кислота.
2. Охарактеризуйте калий. № 19, IV период (большой), IA, $4s^1$; металл, $K_2O$ — основный оксид, $KOH$ — щёлочь.
3. Проверка закона триад: $A_r(Na) = (7 + 39)/2 = 23$.
4. У какого атома радиус больше — Na или Mg? У Na: в периоде радиус уменьшается слева направо.

Типичные ошибки на ЕНТ

• Называют современным критерием периодичности атомную массу, а не заряд ядра.
• Путают: номер периода — число уровней, номер группы — число внешних электронов (только для A-подгрупп).
• Переносят правило «группа = число внешних электронов» на побочные подгруппы.
• Считают, что радиус по периоду растёт вместе с зарядом ядра: он уменьшается.
• Забывают, что Al(OH)₃ и Al₂O₃ амфотерны, а не основные.

Самопроверка

1. Что определяет физический смысл порядкового номера? — Заряд ядра (число протонов).
2. Какие периоды малые? — 1, 2, 3.
3. Как меняются металлические свойства в группе сверху вниз? — Усиливаются.
4. Кто сформулировал закон октав? — Дж. Ньюлендс (1865).
5. Какой характер имеет высший оксид элемента VIA группы 3-го периода? — Кислотный ($SO_3$).