IV grupas elementu vispārīgie raksturojumi, periodiskās sistēmas galvenā apakšgrupa D.I.

Tiek uzlabotas metāliskās īpašības, samazinātas nemetāliskās īpašības. Uz ārējā slāņa ir 4 elektroni.

Ķīmiskās īpašības(uz oglekļa bāzes)

Mijiedarbība ar metāliem:

4Al + 3C = Al 4 C 3 (idset reakcija augstā temperatūrā)

Mijiedarboties ar nemetāliem:

2H2 + C = CH4

Mijiedarbība ar ūdeni:

C + H 2 O = CO + H 2

2Fe 2 O 3 + 3C = 3CO 2 + 4Fe

Mijiedarbība ar skābēm:

3C + 4HNO3 = 3CO2 + 4NO + 2H2O

Ogleklis. Oglekļa raksturojums, pamatojoties uz tā atrašanās vietu periodiskajā tabulā, oglekļa alotropija, adsorbcija, izplatība dabā, ražošana, īpašības. Svarīgākie oglekļa savienojumi

Ogleklis (ķīmiskais simbols - C, lat. Carboneum) ir četrpadsmitās grupas ķīmiskais elements (pēc novecojušās klasifikācijas - ceturtās grupas galvenā apakšgrupa), ķīmisko elementu periodiskās tabulas 2. periods. kārtas numurs 6, atommasa - 12,0107.

Ogleklis pastāv dažādos alotropos ar ļoti atšķirīgām fizikālajām īpašībām. Modifikāciju daudzveidība ir saistīta ar oglekļa spēju veidot dažāda veida ķīmiskās saites.

Dabiskais ogleklis sastāv no diviem stabiliem izotopiem - 12C (98,93%) un 13C (1,07%) un viena radioaktīvā izotopa 14C (β-emitter, T½ = 5730 gadi), kas koncentrēts atmosfērā un zemes garozas augšējā daļā.

Galvenās un labi pētītās oglekļa allotropās modifikācijas ir dimants un grafīts. Normālos apstākļos tikai grafīts ir termodinamiski stabils, bet dimants un citas formas ir metastabilas. Šķidrais ogleklis pastāv tikai pie noteikta ārējā spiediena.

Pie spiediena virs 60 GPa tiek pieņemts ļoti blīvas modifikācijas C III veidošanās (blīvums par 15-20% lielāks nekā dimanta blīvums), kam ir metāliska vadītspēja.

Sešstūra sistēmas oglekļa kristālisko modifikāciju ar molekulu ķēdes struktūru sauc par karbīnu. Ir zināmas vairākas karbīna formas, kas atšķiras ar atomu skaitu vienības šūnā.

Carbyne ir smalki kristālisks melns pulveris (blīvums 1,9-2 g/cm³), un tam piemīt pusvadītāju īpašības. Iegūti mākslīgos apstākļos no garām oglekļa atomu ķēdēm, kas novietotas paralēli viena otrai.

Karbīns ir lineārs oglekļa polimērs. Karbīna molekulā oglekļa atomi ir savienoti ķēdēs pārmaiņus vai nu ar trīskāršām un vienkāršām saitēm (poliēna struktūra), vai pastāvīgi ar dubultsaitēm (polikumulēna struktūra). Karbīnam ir pusvadītāju īpašības, un tā vadītspēja ievērojami palielinās, ja tiek pakļauta gaismai. Pirmais praktiskais pielietojums ir balstīts uz šo īpašību - fotoelementos.

Oglekļa reakcija ar sēru rada oglekļa disulfīdu CS2 un C3S2.

Ar lielāko daļu metālu ogleklis veido karbīdus, piemēram:

Rūpniecībā svarīga ir oglekļa reakcija ar ūdens tvaikiem:

Sildot, ogleklis reducē metālu oksīdus līdz metāliem. Šis īpašums tiek plaši izmantots metalurģijas rūpniecībā.

Grafītu izmanto zīmuļu rūpniecībā, bet sajauc ar māliem, lai samazinātu tā maigumu. Dimants, pateicoties tā izcilajai cietībai, ir neaizstājams abrazīvs materiāls. Farmakoloģijā un medicīnā plaši tiek izmantoti dažādi oglekļa savienojumi - ogļskābes un karbonskābju atvasinājumi, dažādi heterocikli, polimēri un citi savienojumi. Ogleklim ir milzīga loma cilvēka dzīvē. Tās pielietojums ir tikpat daudzveidīgs kā šis daudzpusīgais elements. Jo īpaši ogleklis ir tērauda (līdz 2,14 masas %) un čuguna (vairāk nekā 2,14 masas %) sastāvdaļa.

Ogleklis ir daļa no atmosfēras aerosoliem, kā rezultātā var mainīties reģionālais klimats un samazināties saulaino dienu skaits. Ogleklis vidē nonāk kvēpu veidā transportlīdzekļu izplūdes gāzēs, ogļu sadedzināšanas laikā termoelektrostacijās, atklātās ogļu ieguves laikā, pazemes gazifikācijas laikā, ogļu koncentrātu ražošanā utt. Oglekļa koncentrācija virs degšanas avotiem ir 100-400 μg/m³, lielajās pilsētās 2,4-15,9 µg/m³, laukos 0,5-0,8 µg/m³. Ar gāzes aerosola emisijām no atomelektrostacijām atmosfērā nonāk (6-15) · 109 Bq/dienā 14СО2.

Augstais oglekļa saturs atmosfēras aerosolos palielina iedzīvotāju saslimstību, īpaši augšējos elpceļos un plaušās. Arodslimības galvenokārt ir antrakoze un putekļu bronhīts. Darba zonas gaisā, MPC, mg/m³: dimants 8,0, antracīts un kokss 6,0, ogles 10,0, ogle un oglekļa putekļi 4,0; atmosfēras gaisā maksimālā vienreizēja ir 0,15, vidēji dienā ir 0,05 mg/m³.

Svarīgākie savienojumi. Oglekļa (II) monoksīds (oglekļa monoksīds) CO. Normālos apstākļos tā ir bezkrāsaina, bez smaržas un garšas gāze. Toksicitāte ir izskaidrojama ar to, ka tas viegli savienojas ar hemoglobīnu asinīs.

Oglekļa monoksīds (IV) CO2. Normālos apstākļos tā ir bezkrāsaina gāze ar viegli skābenu smaržu un garšu, pusotru reizi smagāka par gaisu, nedeg un neatbalsta degšanu.
Ogļskābe H2CO3. Vāja skābe. Ogļskābes molekulas pastāv tikai šķīdumā.

Fosgēns COCl2. Bezkrāsaina gāze ar raksturīgu smaržu, viršanas temperatūra = 8°C, kušanas temperatūra = -118°C. Ļoti indīgs. Nedaudz šķīst ūdenī. Reaktīvs. Izmanto organiskajā sintēzē.

Periodiskās ķīmisko elementu sistēmas grupa ir atomu secība ar pieaugošu kodollādiņu, kam ir tāda pati elektroniskā struktūra. Grupas numuru nosaka elektronu skaits uz atoma ārējā apvalka (valences elektroni) ... Wikipedia

Periodiskās sistēmas ceturtais periods ietver ķīmisko elementu periodiskās sistēmas ceturtās rindas (vai ceturtā perioda) elementus. Periodiskās tabulas struktūra ir balstīta uz rindām, lai ilustrētu atkārtošanos (periodisku) ... ... Wikipedia

Periodiskās sistēmas pirmais periods ietver ķīmisko elementu periodiskās sistēmas pirmās rindas (vai pirmā perioda) elementus. Periodiskās tabulas struktūra ir balstīta uz rindām, lai ilustrētu atkārtotas (periodiskas) tendences... ... Wikipedia

Periodiskās sistēmas otrais periods ietver ķīmisko elementu periodiskās sistēmas otrās rindas (vai otrā perioda) elementus. Periodiskās tabulas struktūra ir balstīta uz rindām, lai ilustrētu atkārtotas (periodiskas) tendences ... Wikipedia

Periodiskās sistēmas piektais periods ietver ķīmisko elementu periodiskās sistēmas piektās rindas (vai piektā perioda) elementus. Periodiskās tabulas struktūra ir balstīta uz rindām, lai ilustrētu atkārtotas (periodiskas) tendences... ... Wikipedia

Periodiskās sistēmas trešais periods ietver ķīmisko elementu periodiskās sistēmas trešās rindas (vai trešā perioda) elementus. Periodiskās tabulas struktūra ir balstīta uz rindām, lai ilustrētu atkārtotas (periodiskas) tendences... Wikipedia

Periodiskās sistēmas septītais periods ietver ķīmisko elementu periodiskās sistēmas septītās rindas (vai septītā perioda) elementus. Periodiskās tabulas struktūra ir balstīta uz rindām, lai ilustrētu atkārtotas (periodiskas) tendences... Wikipedia

Periodiskās sistēmas sestais periods ietver ķīmisko elementu periodiskās sistēmas sestās rindas (vai sestā perioda) elementus. Periodiskās tabulas struktūra ir balstīta uz rindām, lai ilustrētu atkārtotas (periodiskas) tendences... ... Wikipedia

Periodiskās tabulas īsās formas pamatā ir galvenās un mazākās apakšgrupas elementu oksidācijas pakāpes paralēlisms: piemēram, vanādija maksimālais oksidācijas pakāpe ir +5, tāpat kā fosforam un arsēnam, hroma maksimālais oksidācijas pakāpe ir + 6 ... Vikipēdija

Pieprasījums "Grupēšana" tiek novirzīts uz šejieni. Par šo tēmu vajadzīgs atsevišķs raksts... Vikipēdija

IV grupas elementu vispārīgie raksturojumi, D. I. Mendeļejeva periodiskās sistēmas galvenā apakšgrupa

IV grupas galvenās apakšgrupas elementi ir ogleklis, silīcijs, germānija, alva un svins. Tiek uzlabotas metāliskās īpašības, samazinātas nemetāliskās īpašības. Ārējā slānī ir 4 elektroni.

Ķīmiskās īpašības(uz oglekļa bāzes)

· Mijiedarboties ar metāliem

4Al+3C = Al 4 C 3 (reakcija notiek augstā temperatūrā)

· Mijiedarboties ar nemetāliem

2H2 +C = CH4

· Mijiedarboties ar skābekli

· Mijiedarboties ar ūdeni

C+H2O = CO+H2

· Mijiedarboties ar oksīdiem

2Fe 2 O 3 +3C = 3CO 2 +4Fe

· Mijiedarboties ar skābēm

3C+4HNO3 = 3CO2 +4NO+2H2O

Ogleklis. Oglekļa raksturojums, pamatojoties uz tā stāvokli periodiskajā tabulā, oglekļa alotropija, adsorbcija, izplatība dabā, ražošana, īpašības. Svarīgākie oglekļa savienojumi

Ogleklis (ķīmiskais simbols - C, lat. Carboneum) ir četrpadsmitās grupas ķīmiskais elements (pēc novecojušās klasifikācijas - ceturtās grupas galvenā apakšgrupa), ķīmisko elementu periodiskās sistēmas 2. periods. kārtas numurs 6, atommasa - 12,0107. Ogleklis pastāv dažādos alotropos ar ļoti atšķirīgām fizikālajām īpašībām. Modifikāciju daudzveidība ir saistīta ar oglekļa spēju veidot dažāda veida ķīmiskās saites.

Dabīgais ogleklis sastāv no diviem stabiliem izotopiem - 12C (98,93%) un 13C (1,07%) un viena radioaktīvā izotopa 14C (β-emitter, T½ = 5730 gadi), kas koncentrēts atmosfērā un zemes garozas augšējā daļā.

Galvenās un labi pētītās oglekļa allotropās modifikācijas ir dimants un grafīts. Normālos apstākļos tikai grafīts ir termodinamiski stabils, bet dimants un citas formas ir metastabilas. Šķidrais ogleklis pastāv tikai pie noteikta ārējā spiediena.

Pie spiediena virs 60 GPa tiek pieņemts ļoti blīvas modifikācijas C III veidošanās (blīvums par 15-20% lielāks nekā dimanta blīvums), kam ir metāliska vadītspēja.

Sešstūra sistēmas oglekļa kristālisko modifikāciju ar molekulu ķēdes struktūru parasti sauc par karbīnu. Ir zināmas vairākas karbīna formas, kas atšķiras ar atomu skaitu vienības šūnā.

Carbyne ir smalki kristālisks melns pulveris (blīvums 1,9-2 g/cm³), un tam piemīt pusvadītāju īpašības. Iegūti mākslīgos apstākļos no garām oglekļa atomu ķēdēm, kas novietotas paralēli viena otrai.

Karbīns ir lineārs oglekļa polimērs. Karbīna molekulā oglekļa atomi ir savienoti ķēdēs pārmaiņus vai nu ar trīskāršām un vienkāršām saitēm (poliēna struktūra), vai pastāvīgi ar dubultsaitēm (polikumulēna struktūra). Karbīnam ir pusvadītāju īpašības, un tā vadītspēja ievērojami palielinās, ja tiek pakļauta gaismai. Pirmais praktiskais pielietojums ir balstīts uz šo īpašību - fotoelementos.

Grafēns ir divdimensiju alotropa oglekļa modifikācija, ko veido viena atoma biezs oglekļa atomu slānis, kas caur sp² saitēm savienots sešstūra divdimensiju kristāla režģī.

Parastā temperatūrā ogleklis ir ķīmiski inerts pietiekami augstā temperatūrā tas apvienojas ar daudziem elementiem un uzrāda spēcīgas reducējošās īpašības. Dažādu oglekļa formu ķīmiskā aktivitāte samazinās šādā secībā: amorfs ogleklis, grafīts, dimants gaisā tie aizdegas attiecīgi virs 300-500 °C, 600-700 °C un 850-1000 °C.

Oglekļa sadegšanas produkti ir CO un CO2 (attiecīgi oglekļa monoksīds un oglekļa dioksīds). Ir zināms arī nestabilais oglekļa suboksīds C3O2 (kušanas temperatūra –111 °C, viršanas temperatūra 7 °C) un daži citi oksīdi (piemēram, C12O9, C5O2, C12O12). Grafīts un amorfs ogleklis sāk reaģēt ar ūdeņradi 1200 °C temperatūrā, ar fluoru 900 °C temperatūrā.

Oglekļa dioksīds reaģē ar ūdeni, veidojot vāju ogļskābi - H2CO3, kas veido sāļus - karbonātus. Uz Zemes visizplatītākie ir kalcija karbonāti (minerālformas – krīts, marmors, kalcīts, kaļķakmens u.c.) un magnijs (minerālveida dolomīts).

Grafīts ar halogēniem, sārmu metāliem utt.
Ievietots ref.rf
vielas veido ieslēguma savienojumus. Slāpekļa atmosfērā starp oglekļa elektrodiem izvadot elektrisko izlādi, veidojas cianogēns. Augstā temperatūrā oglekļa reakcija ar H2 un N2 maisījumu rada ciānūdeņražskābi:

Oglekļa reakcija ar sēru rada oglekļa disulfīdu CS2 un C3S2. Ar lielāko daļu metālu ogleklis veido karbīdus, piemēram:

Rūpniecībā svarīga ir oglekļa reakcija ar ūdens tvaikiem:

Sildot, ogleklis reducē metālu oksīdus līdz metāliem. Šis īpašums tiek plaši izmantots metalurģijas rūpniecībā.

Grafītu izmanto zīmuļu rūpniecībā, bet sajauc ar māliem, lai samazinātu tā maigumu. Dimants, pateicoties tā izcilajai cietībai, ir neaizstājams abrazīvs materiāls. Farmakoloģijā un medicīnā plaši tiek izmantoti dažādi oglekļa savienojumi - ogļskābes un karbonskābju atvasinājumi, dažādi heterocikli, polimēri un citi savienojumi. Ogleklim ir milzīga loma cilvēka dzīvē. Tās pielietojums ir tikpat daudzveidīgs kā šis daudzpusīgais elements. Jo īpaši ogleklis ir tērauda (līdz 2,14 masas %) un čuguna (vairāk nekā 2,14 masas %) sastāvdaļa.

Ogleklis ir daļa no atmosfēras aerosoliem, kuru dēļ reģionālais klimats var mainīties un var samazināties saulaino dienu skaits. Ogleklis vidē nonāk kvēpu veidā transportlīdzekļu izplūdes gāzēs, sadedzinot ogles termoelektrostacijās, atklātās ogļraktuvēs, pazemes gazifikācijas laikā, ogļu koncentrātu ražošanā utt.
Ievietots ref.rf
Oglekļa koncentrācija virs degšanas avotiem ir 100-400 µg/m³, lielajās pilsētās 2,4-15,9 µg/m³, laukos 0,5-0,8 µg/m³. Ar gāzes aerosola emisijām no atomelektrostacijām atmosfērā nonāk (6-15)·109 Bq/dienā 14СО2.

Augstais oglekļa saturs atmosfēras aerosolos palielina iedzīvotāju saslimstību, īpaši augšējos elpceļos un plaušās. Arodslimības - galvenokārt antrakoze un putekļu bronhīts. Darba zonas gaisā, MPC, mg/m³: dimants 8,0, antracīts un kokss 6,0, ogles 10,0, ogle un oglekļa putekļi 4,0; atmosfēras gaisā maksimālā vienreizēja ir 0,15, vidēji dienā ir 0,05 mg/m³.

Svarīgākie savienojumi. Oglekļa (II) monoksīds (oglekļa monoksīds) CO. Normālos apstākļos tā ir bezkrāsaina, bez smaržas un garšas gāze. Toksiskums izskaidrojams ar to, ka tas viegli savienojas ar asins hemoglobīnu Oglekļa monoksīds (IV) CO2. Normālos apstākļos tā ir bezkrāsaina gāze ar viegli skābenu smaržu un garšu, pusotru reizi smagāka par gaisu, nedeg un neatbalsta degšanu. Ogļskābe H2CO3. Vāja skābe. Ogļskābes molekulas pastāv tikai šķīdumā. Fosgēns COCl2. Bezkrāsaina gāze ar raksturīgu smaržu, viršanas temperatūra = 8°C, kušanas temperatūra = -118°C. Ļoti indīgs. Nedaudz šķīst ūdenī. Reaktīvs. Izmanto organiskajā sintēzē.

IV grupas elementu vispārīgie raksturlielumi, D.I. Mendeļejeva periodiskās sistēmas galvenā apakšgrupa - jēdziens un veidi. Kategorijas "D. I. Mendeļejeva periodiskās tabulas galvenās apakšgrupas IV grupas elementu vispārīgie raksturojumi" klasifikācija un pazīmes 2017., 2018.

- franču gotiskā skulptūra. XIII-XIV gadsimts

Sendenē tika likti franču gotiskās tēlniecības aizsākumi. Slavenās baznīcas rietumu fasādes trīs portāli bija piepildīti ar skulpturāliem attēliem, kuros pirmo reizi izpaudās vēlme pēc stingri pārdomātas ikonogrāfiskas programmas, radās vēlme...

- LEKCIJAS TĒMA: ITĀLIJAS, FRANCIJAS, VĀCIJAS, ANGLIJAS PILSĒTAS PLĀNOŠANA X – XIV GADSIMTIEM.

Agro viduslaikos netika uzceltas gandrīz nekādas jaunas pilsētas. Pastāvīgie kari radīja nepieciešamību būvēt nocietinātas apmetnes, īpaši pierobežas rajonos. Agro viduslaiku materiālās un garīgās kultūras centrs bija klosteri. Tās tika būvētas....

- Apģērbs gotikas periodā XII-XIV

TELPAS SPĒLES RISINĀJUMI Ēku un kompleksu vispārējais risinājums Augstskolas struktūra atbilstoši tās arhitektoniskajai un plānošanas struktūrai ietver šādas nodaļas: vispārējā institūta un fakultātes katedras ar birojiem un laboratorijām; ...

Periodiskā ķīmisko elementu sistēma ir D. I. Mendeļejeva izveidotā ķīmisko elementu klasifikācija, pamatojoties uz viņa 1869. gadā atklāto periodisko likumu.

D. I. Mendeļejevs

Saskaņā ar šī likuma mūsdienu formulējumu nepārtrauktā elementu virknē, kas sakārtotas to atomu kodolu pozitīvā lādiņa pieauguma secībā, elementi ar līdzīgām īpašībām periodiski atkārtojas.

Ķīmisko elementu periodiskā tabula, kas parādīta tabulas veidā, sastāv no periodiem, sērijām un grupām.

Katra perioda sākumā (izņemot pirmo) elementam ir izteiktas metāliskas īpašības (sārmu metāls).

Krāsu tabulas simboli: 1 - elementa ķīmiskā zīme; 2 - vārds; 3 - atomu masa (atommasa); 4 - sērijas numurs; 5 - elektronu sadalījums pa slāņiem.

Palielinoties elementa atomu skaitam, kas vienāds ar tā atoma kodola pozitīvo lādiņu, metāliskās īpašības pakāpeniski vājinās un nemetāla īpašības palielinās. Priekšpēdējais elements katrā periodā ir elements ar izteiktām nemetāliskām īpašībām (), un pēdējais ir inerta gāze. I periodā ir 2 elementi, II un III - 8 elementi, IV un V - 18, VI - 32 un VII (nepabeigts periods) - 17 elementi.

Pirmos trīs periodus sauc par mazajiem periodiem, katrs no tiem sastāv no vienas horizontālas rindas; pārējais - lielos periodos, no kuriem katrs (izņemot VII periodu) sastāv no divām horizontālām rindām - pāra (augšējā) un nepāra (apakšējā). Vienmērīgi lielu periodu rindās atrodami tikai metāli. Elementu īpašības šajās sērijās nedaudz mainās, palielinoties kārtas skaitlim. Elementu īpašības lielu periodu nepāra rindās mainās. VI periodā lantānam seko 14 elementi, kas pēc ķīmiskajām īpašībām ir ļoti līdzīgi. Šie elementi, ko sauc par lantanīdiem, ir uzskaitīti atsevišķi zem galvenās tabulas. Aktinīdi, elementi, kas seko aktīnijam, tabulā ir parādīti līdzīgi.

Tabulā ir deviņas vertikālās grupas. Grupas numurs ar retiem izņēmumiem ir vienāds ar šīs grupas elementu augstāko pozitīvo valenci. Katra grupa, izņemot nulli un astoto, ir sadalīta apakšgrupās. - galvenais (atrodas pa labi) un sekundārais. Galvenajās apakšgrupās, palielinoties atomu skaitam, elementu metāliskās īpašības kļūst stiprākas un nemetāliskās īpašības vājinās.

Tādējādi elementu ķīmiskās un vairākas fizikālās īpašības nosaka vieta, ko konkrētais elements aizņem periodiskajā tabulā.

Biogēnie elementi, t.i., elementi, kas ir daļa no organismiem un pilda tajā noteiktu bioloģisko lomu, aizņem periodiskās tabulas augšējo daļu. Šūnas, kuras aizņem elementi, kas veido lielāko daļu (vairāk nekā 99%) no dzīvās vielas, ir iekrāsotas zilā krāsā (sk.).

Ķīmisko elementu periodiskā tabula ir mūsdienu dabaszinātņu lielākais sasniegums un visvispārīgāko dabas dialektisko likumu spilgta izpausme.

Skatīt arī Atomu svars.

Periodiskā ķīmisko elementu sistēma ir dabiska ķīmisko elementu klasifikācija, ko izveidojis D. I. Mendeļejevs, pamatojoties uz viņa 1869. gadā atklāto periodisko likumu.

Sākotnējā formulējumā D.I. Mendeļejeva periodiskais likums noteica: ķīmisko elementu īpašības, kā arī to savienojumu formas un īpašības periodiski ir atkarīgas no elementu atomu svara. Pēc tam, attīstot atoma uzbūves doktrīnu, tika parādīts, ka precīzāks katra elementa raksturlielums ir nevis atoma svars (sk.), bet gan elementa atoma kodola pozitīvā lādiņa vērtība, vienāds ar šī elementa sērijas (atomu) numuru D. I. Mendeļejeva periodiskajā sistēmā. Pozitīvo lādiņu skaits uz atoma kodola ir vienāds ar elektronu skaitu, kas ieskauj atoma kodolu, jo atomi kopumā ir elektriski neitrāli. Ņemot vērā šos datus, periodiskais likums tiek formulēts šādi: ķīmisko elementu īpašības, kā arī to savienojumu formas un īpašības periodiski ir atkarīgas no to atomu kodolu pozitīvā lādiņa lieluma. Tas nozīmē, ka nepārtrauktā elementu sērijā, kas sakārtota secībā, lai palielinātu to atomu kodolu pozitīvos lādiņus, elementi ar līdzīgām īpašībām periodiski atkārtosies.

Ķīmisko elementu periodiskās tabulas tabulas forma ir parādīta tās mūsdienu formā. Tas sastāv no periodiem, sērijām un grupām. Periods apzīmē secīgu horizontālu elementu sēriju, kas sakārtotas tā, lai palielinātu to atomu kodolu pozitīvo lādiņu.

Katra perioda sākumā (izņemot pirmo) ir kāds elements ar izteiktām metāliskām īpašībām (sārmu metāls). Tad, palielinoties sērijas numuram, elementu metāliskās īpašības pakāpeniski vājinās un nemetāliskās īpašības palielinās. Priekšpēdējais elements katrā periodā ir elements ar izteiktām nemetāliskām īpašībām (halogēns), bet pēdējais ir inertā gāze. Pirmais periods sastāv no diviem elementiem, sārmu metāla un halogēna lomu šeit vienlaikus spēlē ūdeņradis. II un III periods ietver katrs 8 elementus, kurus Mendeļejevs sauca par tipiskiem. IV un V periods satur 18 elementus katrā, VI-32. VII periods vēl nav pabeigts un tiek papildināts ar mākslīgi radītiem elementiem; Pašlaik šajā periodā ir 17 elementi. I, II un III periodi tiek saukti par maziem, katrs no tiem sastāv no vienas horizontālas rindas, IV-VII ir lieli: tajos (izņemot VII) ir divas horizontālas rindas - pāra (augšējā) un nepāra (apakšējā). Lielu periodu vienmērīgās rindās ir tikai metāli, un elementu īpašību izmaiņas rindā no kreisās uz labo ir vāji izteiktas.

Lielu periodu nepāra sērijās sērijas elementu īpašības mainās tāpat kā tipisko elementu īpašības. VI perioda pāra rindā pēc lantāna ir 14 elementi [saukti par lantanīdiem (sk.), lantanīdiem, retzemju elementiem], kas pēc ķīmiskajām īpašībām ir līdzīgi lantānam un viens otram. To saraksts ir sniegts atsevišķi zem tabulas.

Elementi, kas seko aktīnijam – aktinīdi (aktinoīdi) – ir uzskaitīti atsevišķi un norādīti zem tabulas.

Ķīmisko elementu periodiskajā tabulā deviņas grupas atrodas vertikāli. Grupas numurs ir vienāds ar šīs grupas elementu augstāko pozitīvo valenci (sk.). Izņēmumi ir fluors (var būt tikai negatīvi vienvērtīgs) un broms (nevar būt septiņvērtīgs); turklāt vara, sudraba, zelta valence var būt lielāka par +1 (Cu-1 un 2, Ag un Au-1 un 3), un no VIII grupas elementiem tikai osmija un rutēnija valence ir +8. . Katra grupa, izņemot astoto un nulli, ir sadalīta divās apakšgrupās: galvenajā (atrodas pa labi) un sekundārajā. Galvenās apakšgrupas ietver tipiskus elementus un garo periodu elementus, sekundārajās apakšgrupās ir tikai garo periodu elementi un turklāt metāli.

Ķīmisko īpašību ziņā katras dotās grupas apakšgrupas elementi būtiski atšķiras viens no otra, un visiem dotās grupas elementiem ir vienāda tikai augstākā pozitīvā valence. Galvenajās apakšgrupās no augšas uz leju elementu metāliskās īpašības tiek nostiprinātas un nemetālisko – vājinātas (piemēram, francijs ir elements ar visizteiktākajām metāliskām īpašībām, bet fluors – nemetālisks). Tādējādi elementa vieta Mendeļejeva periodiskajā sistēmā (kārtas skaitlis) nosaka tā īpašības, kas ir blakus esošo elementu īpašību vidējā vērtība vertikāli un horizontāli.

Dažām elementu grupām ir īpaši nosaukumi. Tādējādi I grupas galveno apakšgrupu elementus sauc par sārmu metāliem, II grupu - sārmzemju metāliem, VII grupu - halogēniem, elementus, kas atrodas aiz urāna - transurānu. Elementus, kas ir daļa no organismiem, piedalās vielmaiņas procesos un kuriem ir skaidra bioloģiskā loma, sauc par biogēniem elementiem. Viņi visi ieņem D.I. Mendeļejeva tabulas augšējo daļu. Tie galvenokārt ir O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg un Fe, kas veido lielāko daļu dzīvās vielas (vairāk nekā 99%). Vietas, ko šie elementi aizņem periodiskajā tabulā, ir iekrāsotas gaiši zilā krāsā. Biogēnos elementus, kuru organismā ir ļoti maz (no 10 -3 līdz 10 -14%), sauc par mikroelementiem (sk.). Periodiskās sistēmas šūnas, kas iekrāsotas dzeltenā krāsā, satur mikroelementus, kuru vitāli svarīgā nozīme cilvēkam ir pierādīta.

Saskaņā ar atomu uzbūves teoriju (sk. Atoms) elementu ķīmiskās īpašības galvenokārt ir atkarīgas no elektronu skaita ārējā elektronu apvalkā. Periodiskās izmaiņas elementu īpašībās ar atomu kodolu pozitīvā lādiņa palielināšanos izskaidrojamas ar periodisku atomu ārējā elektronu apvalka struktūras (enerģijas līmeņa) atkārtošanos.

Nelielos periodos, palielinoties kodola pozitīvajam lādiņam, elektronu skaits ārējā apvalkā palielinās no 1 līdz 2 I periodā un no 1 līdz 8 II un III periodā. Līdz ar to elementu īpašību izmaiņas laika posmā no sārmu metāla uz inertu gāzi. Ārējais elektronu apvalks, kas satur 8 elektronus, ir pilnīgs un enerģētiski stabils (nulles grupas elementi ir ķīmiski inerti).

Ilgos periodos pat rindās, palielinoties kodolu pozitīvajam lādiņam, elektronu skaits ārējā apvalkā paliek nemainīgs (1 vai 2) un otrais ārējais apvalks ir piepildīts ar elektroniem. Līdz ar to notiek lēna elementu īpašību maiņa pāra rindās. Lielo periodu nepāra sērijās, palielinoties kodolu lādiņam, ārējais apvalks ir piepildīts ar elektroniem (no 1 līdz 8), un elementu īpašības mainās tāpat kā tipiskajiem elementiem.

Elektronu čaulu skaits atomā ir vienāds ar perioda skaitli. Galveno apakšgrupu elementu atomu ārējos apvalkos elektronu skaits ir vienāds ar grupas numuru. Sānu apakšgrupu elementu atomi ārējos apvalkos satur vienu vai divus elektronus. Tas izskaidro galvenās un sekundārās apakšgrupas elementu īpašību atšķirību. Grupas numurs norāda iespējamo elektronu skaitu, kas var piedalīties ķīmisko (valences) saišu veidošanā (sk. Molekula), tāpēc šādus elektronus sauc par valenci. Sānu apakšgrupu elementiem valence ir ne tikai ārējo apvalku elektroni, bet arī priekšpēdējo. Elektronu čaulu skaits un struktūra ir norādīta pievienotajā ķīmisko elementu periodiskajā tabulā.

Periodiskajam D. I. Mendeļejeva likumam un uz to balstītajai sistēmai ir ārkārtīgi liela nozīme zinātnē un praksē. Periodiskais likums un sistēma bija pamats jaunu ķīmisko elementu atklāšanai, precīzai to atomu svara noteikšanai, atomu uzbūves doktrīnas izstrādei, ģeoķīmisko likumu noteikšanai par elementu izplatību zemes garozā un mūsdienu priekšstatu attīstība par dzīvo vielu, kuras sastāvs un ar to saistītie modeļi ir saskaņā ar periodisko sistēmu. Elementu bioloģisko aktivitāti un to saturu organismā lielā mērā nosaka arī vieta, ko tie ieņem Mendeļejeva periodiskajā tabulā. Tādējādi, palielinoties sērijas numuram vairākās grupās, elementu toksicitāte palielinās un to saturs organismā samazinās. Periodiskais likums ir skaidra dabas attīstības vispārīgāko dialektisko likumu izpausme.

Attēlā 15.4. attēlā parādīta piecu IV grupas elementu atrašanās vieta periodiskajā tabulā. Tāpat kā III grupas elementi, tie pieder pie p-elementu skaita. Visu IV grupas elementu atomiem ārējā apvalka elektroniskā konfigurācija ir vienāda: . Tabulā 15.4 norāda specifisko atomu elektronisko konfigurāciju un dažas IV grupas elementu īpašības. Šīs un citas IV grupas elementu fizikālās un ķīmiskās īpašības ir saistītas ar to struktūru, proti: ogleklim (dimanta formā), silīcijam un germānijam ir karkasa kristāliska dimanta struktūra (sk. 3.2. nodaļu); alvai un svinam ir metāliska struktūra (kubisks, kas centrēts uz sejas, sk. arī 3.2. sadaļu).

Rīsi. 15.4. IV grupas elementu izvietojums periodiskajā tabulā.

Virzoties uz leju grupā, elementu atomu rādiuss palielinās un saites starp atomiem vājinās. Sakarā ar konsekventi pieaugošo ārējo atomu apvalku elektronu delokalizāciju tajā pašā virzienā, palielinās IV grupas elementu elektriskā vadītspēja. To īpašības

Tabula 15.4. IV grupas elementu elektroniskās konfigurācijas un fizikālās īpašības

pakāpeniski pāriet no nemetāla uz metālisku: ogleklis ir nemetālisks elements un dimanta formā ir izolators (dielektrisks); silīcijs un germānija - pusvadītāji; alva un svins ir metāli un labi vadītāji.

Sakarā ar atomu lieluma palielināšanos, pārejot no grupas augšējās daļas elementiem uz tās apakšējās daļas elementiem, notiek konsekventa saišu vājināšanās starp atomiem un attiecīgi kušanas samazināšanās. punktu un viršanas temperatūru, kā arī elementu cietību.

Allotropija

Silīcijs, germānija un svins pastāv tikai vienā strukturālajā formā. Tomēr ogleklis un alva pastāv vairākās strukturālās formās. Viena elementa dažādas strukturālās formas sauc par allotropiem (sk. 3.2. nodaļu).

Ogleklim ir divi allotropi: dimants un grafīts. To struktūra ir aprakstīta sadaļā. 3.2. Oglekļa alotropija ir monotropijas piemērs, ko raksturo šādas pazīmes: 1) alotropi var pastāvēt noteiktā temperatūras un spiediena diapazonā (piemēram, istabas temperatūrā un atmosfēras spiedienā pastāv gan dimants, gan grafīts); 2) nav pārejas temperatūras, kurā viens allotrops pārvēršas par otru; 3) viens allotrops ir stabilāks par otru. Piemēram, grafīts ir izturīgāks nekā dimants. Mazāk stabilas formas sauc par metastabilām. Tāpēc dimants ir metastabils oglekļa alotrops (vai monotrops).

Ogleklis joprojām var pastāvēt citos veidos, tostarp kokogles, koksa un ogļu veidā. Tās visas ir neapstrādātas oglekļa formas. Dažkārt sauktas par amorfām formām, iepriekš tika uzskatīts, ka tās pārstāv trešo oglekļa allotropu. Termins amorfs nozīmē bezveidīgs. Tagad ir noskaidrots, ka “amorfais” ogleklis nav nekas vairāk kā mikrokristālisks grafīts.

Alva pastāv trīs allotropās formās. Tos sauc: pelēkā alva (a-tin), baltā alva (P-alva) un rombiskā alva (u-tin). Alvā sastopamo alotropiju sauc par enantiotropiju. To raksturo šādas pazīmes: 1) viena alotropa transformācija citā notiek noteiktā temperatūrā, ko sauc par pārejas temperatūru; Piemēram

Vlmaz struktūra Metāla (pusvadītāju) struktūra 2) katrs allotrops ir stabils tikai noteiktā temperatūras diapazonā.

IV grupas elementu reaktivitāte

IV grupas elementu reaktivitāte parasti palielinās, virzoties uz grupas apakšējo daļu, no oglekļa uz svinu. Elektroķīmiskajā sprieguma sērijā virs ūdeņraža atrodas tikai alva un svins (sk. 10.3. sadaļu). Svins ļoti lēni reaģē ar atšķaidītām skābēm, izdalot ūdeņradi. Reakcija starp alvu un atšķaidītām skābēm notiek mērenā ātrumā.

Ogli oksidē karstas koncentrētas skābes, piemēram, koncentrēta slāpekļskābe un koncentrēta sērskābe.