원자의 전자 구조를 기반으로 한 화학 원소 특성 변화의 주기성

따라서 주기율표를 기반으로 요소의 전자 공식을 작성하는 방법론적 기술은 각 요소의 전자 껍질을 주어진 요소로 순차적으로 고려하여 다음 전자가 껍질에 들어간 위치를 "좌표"로 식별하는 것입니다.

첫 번째 기간의 처음 두 원소인 수소 H와 헬륨 He는 s족에 속합니다. 전자 중 두 개는 첫 번째 수준의 s-하위 수준으로 들어갑니다. 우리는 다음과 같이 기록합니다. 첫 번째 기간은 여기서 끝나고 첫 번째 에너지 수준도 마찬가지입니다. 두 번째 기간의 다음 두 원소인 리튬 Li와 베릴륨 Be는 I족과 II족의 주요 하위 그룹에 속합니다. 이것들은 또한 s-요소입니다. 그들의 다음 전자는 두 번째 수준의 하위 수준에 위치하게 됩니다. 두 번째 기간의 6개 원소는 붕소 B, 탄소 C, 질소 N, 산소 O, 불소 F 및 네온 Ne입니다. III - Vl 그룹의 주요 하위 그룹에서 이러한 요소의 위치에 따라 6개 중 다음 전자는 2번째 레벨의 p-하위 레벨에 위치하게 됩니다. 우리는 다음과 같이 기록합니다. 불활성 원소 네온은 두 번째 기간을 종료하고 두 번째 에너지 수준도 완료됩니다. 그 다음에는 그룹 I과 II의 주요 하위 그룹의 세 번째 기간에 속하는 두 가지 요소인 나트륨 Na와 마그네슘 Mg가 이어집니다. 이것들은 s-원소이고 그 다음 전자는 3차 준위의 s-하위 준위에 위치하며, 그 다음에는 3주기의 6개 원소가 있습니다: 알루미늄 Al, 규소 Si, 인 P, 황 S, 염소 C1, 아르곤 Ar. 그룹 III - UI의 주요 하위 그룹에서 이러한 요소의 위치에 따라 6개 중 다음 전자는 3번째 레벨의 p-하위 레벨에 위치하게 됩니다. 불활성 원소 아르곤은 3번째 기간을 완료했지만 세 번째 가능한 d-하위 준위에 전자가 없는 한 세 번째 에너지 준위는 아직 완료되지 않았습니다.

그 다음에는 그룹 I 및 II의 주요 하위 그룹 중 네 번째 기간의 2가지 요소인 칼륨 K와 칼슘 Ca가 이어집니다. 이것들은 다시 s-요소입니다. 그들의 다음 전자는 s-하위 수준에 있을 것이지만 이미 4번째 수준에 있습니다. 이러한 다음 전자가 3d 하위 수준을 채우는 것보다 핵에서 더 멀리 떨어져 있는 4번째 수준을 채우기 시작하는 것이 에너지적으로 더 유리합니다. 우리는 다음과 같이 기록합니다: 21번 스칸듐 Sc부터 30번 아연 Zn까지 4주기의 다음 10개 원소는 2차 하위 그룹 III - V - VI - VII - VIII - I - II 그룹에 속합니다. 그것들은 모두 d-원소이기 때문에, 그 다음 전자는 외부 준위 이전의 d-하위 준위, 즉 핵에서 세 번째에 위치합니다. 우리는 다음을 적습니다:

4주기의 다음 6개 원소: 갈륨 Ga, 게르마늄 Ge, 비소 As, 셀레늄 Se, 브롬 Br, 크립톤 Kr은 III~VIIJ족의 주요 하위 그룹에 속합니다. 다음 6개의 전자는 외부의 p-하위 레벨, 즉 4번째 레벨에 위치합니다. 3b 원소가 고려되었습니다. 네 번째 기간은 불활성 원소 크립톤에 의해 완료됩니다. 세 번째 에너지 레벨도 완료됩니다. 그러나 레벨 4에서는 s와 p라는 두 개의 하위 레벨만 완전히 채워집니다(4개 중 가능).

그 다음에는 그룹 I 및 II의 주요 하위 그룹인 5주기의 2개 원소인 37번 루비듐 Rb와 38번 스트론튬 Sr이 이어집니다. 이들은 s 계열의 요소이며 다음 전자는 5번째 수준의 s 하위 수준에 있습니다. 마지막 2개 요소(No. 39 이트륨 YU No. 40 지르코늄 Zr)는 이미 2차 하위 그룹에 속합니다. D가족에게. 다음 두 개의 전자는 외부 전자보다 먼저 d-하위 수준으로 이동합니다. 4단계 모든 기록을 순차적으로 요약하여 지르코늄 원자 번호 40에 대한 전자식을 작성합니다. 파생된 지르코늄 원자에 대한 전자식은 하위 수준을 수준 번호 순서대로 배열하여 약간 수정할 수 있습니다.

물론 파생된 공식은 에너지 준위 사이에서만 전자의 분포로 단순화될 수 있습니다. Zr – 2|8| 18 |8 + 2| 2(화살표는 다음 전자의 진입점을 나타내고 원자가 전자에는 밑줄이 그어져 있음). 하위 그룹 범주의 물리적 의미는 다음 전자가 원자 껍질에 들어가는 위치의 차이뿐만 아니라 원자가 전자가 위치하는 수준에도 있습니다. 예를 들어 염소(3주기, 그룹 VII의 주요 하위 그룹), 지르코늄(5주기, 그룹 IV의 2차 하위 그룹) 및 우라늄(7주기, 란타나이드-악티늄 하위 그룹)과 같은 단순화된 전자 공식의 비교에서

17번, С1-2|8|7

40번, Zr - 2|8|18|8+ 2| 2

92호, U - 2|8|18 | 32 |18 + 3|8 + 1|2

모든 주요 하위 그룹의 원소에 대해서는 외부 준위(s 및 p)의 전자만 원자가일 수 있음을 알 수 있습니다. 측면 하위 그룹의 요소의 경우 원자가 전자는 외부 및 부분적으로 외부 수준 이전(s 및 d)의 전자일 수 있습니다. 란탄족, 특히 악티늄족에서 원자가 전자는 외부, 외부 전, 외부의 세 가지 수준에 위치할 수 있습니다. 일반적으로 원자가 전자의 총 수는 그룹 번호와 같습니다.

"화학 원소의 이름"“인내와 노력을 통해서만 결과를 얻을 수 있습니다.” 다른 이름은 고대 그리스 신화와 직접적인 관련이 있습니다. 디. 멘델레예프. 목표. 프레젠테이션 작성자입니다. 재미있게 보내세요!!! 친애하는 여러분! 선두. K. 다음 화학 원소의 러시아어 이름으로 십자말 풀이 셀을 채우십시오. 1. Cl. 2. 아연. 3. 브르. 4. K. 5. 니.

"통계의 요소"- 간격 수를 계산하려면 Sturgers 공식을 사용하는 것이 좋습니다. 1+3.322 lg n 구간의 길이는 h = (xmax-xmin)/r 공식으로 계산됩니다. "통계적 사고는 결국 쓰기 및 읽기 기술만큼 필요하게 될 것입니다." 기본 개념. 65개 진공관의 작동 기간을 기록하여 다음과 같은 결과를 얻었습니다.

"화학적 특성"- 소금의 화학적 성질. 무기 화합물 클래스 간의 유전적 관계. 화학 통합 상태 시험의 과제. 산의 분류. 무기 화합물의 종류. 기지의 분류. A = N + P 화학 원소는 특정 핵 전하를 가진 원자 유형입니다. 당신의 지식을 테스트해보세요. 원자의 구조. 정의.

"화학 원소의 주기율표"- 펀치카드를 활용한 프로그램 작업입니다. 드미트리 이바노비치 멘델레예프 1834-1907. 살아있는 세상이 당신 주변에서 일어나고 있습니다. "나에 대해 말해줘" 스테이션을 찾아보세요. 자신을 테스트해 보세요: 12-14점 - "4" - 노란색 트레일러. A. 35 B. 44 C. 45 D. 80 3. 구리 원자의 질량수는 얼마입니까? 정답 5개 – “3”점. A. 2 B. 3 C. 5 D. 11.

"화학"- 친수성 "머리". 동물성 및 식물성 지방, 나프텐산, 로진, 톨유에서 얻습니다. 따라서 수산화칼륨을 수산화칼륨이라고도 합니다. 물에 용해된 수산화나트륨 용액은 만졌을 때 비눗물 같고 매우 부식성이 있습니다. 잘 지내세요 환경그리고 당신의 건강. 머리말. 일상생활 속 화학물질.

"조합론의 요소"- 배치란 무엇인가? 조합 수를 구하는 공식을 작성해 보세요. 팩토리얼이란 무엇입니까? 수업 주제: "조합론의 요소"(워크숍). n개의 요소가 있다고 가정하고 k개의 요소를 하나씩 선택해야 합니다. 조합 문제의 선택. 게재위치 수를 구하는 공식을 적어보세요.

주기율표 V족의 주요 하위 그룹에는 질소, 인, 비소, 안티몬 및 비스무트가 포함됩니다.

원자의 외부층에 5개의 전자를 갖는 이들 원소는 일반적으로 비금속으로 특징지어집니다. 그러나 전자를 추가하는 능력은 VI 및 VII 그룹의 해당 요소보다 훨씬 덜 뚜렷합니다. 5개의 외부 전자가 존재하기 때문에 이 하위 그룹 원소의 가장 높은 양의 산화는 -5이고 음의 산화는 -3입니다. 전기 음성도가 상대적으로 낮기 때문에 문제의 원소와 수소의 결합은 극성이 낮습니다. VI 및 VII족 원소의 수소와 결합합니다. 따라서 이들 원소의 수소화합물은 수용액에서 수소이온(H)을 제거하지 않으므로 산성을 띠지 않는다.

물리적이고 화학적 특성질소 하위 그룹의 원소는 이전에 고려한 그룹에서 관찰된 것과 동일한 순서로 원자 번호가 증가함에 따라 변합니다. 그러나 비금속 특성은 산소, 특히 불소보다 덜 두드러지기 때문에 다음 원소로 이동할 때 이러한 특성이 약화됩니다. 금속 특성의 외관 및 증가를 수반합니다. 후자는 비소에서 이미 눈에 띄고 안티몬은 두 가지 특성을 거의 동일하게 가지며 비스무스에서는 금속 특성이 비금속 특성보다 우세합니다.

요소 설명.

질소(그리스어 ázōos - 생명이 없는, 위도 Nitrogenium), N, 멘델레예프 주기율표 V족의 화학 원소, 원자 번호 7, 원자 질량 14.0067; 무색, 무취, 무미의 가스.

역사적 참고자료. 질소 화합물(초석, 질산, 암모니아)은 자유 상태에서 질소가 얻어지기 오래 전에 알려져 있었습니다. 1772년에 유리종에 인과 기타 물질을 태우는 D. 러더포드(D. Rutherford)는 연소 후 남은 가스(그가 "질식하는 공기"라고 불렀음)는 호흡과 연소를 지원하지 않는다는 것을 보여주었습니다. 1787년 A. Lavoisier는 공기를 구성하는 "생명" 및 "질식" 가스가 단순 물질임을 확인하고 "질소"라는 이름을 제안했습니다. 1784년에 G. Cavendish는 질소가 질산염의 일부임을 보여주었습니다. 이것은 J. A. Chaptal이 1790년에 제안한 라틴어 이름 질소(후기 라틴어 nitrum - 초석 및 그리스 gennao - 나는 출산하고 생산합니다)에서 유래한 곳입니다. 19세기 초. 자유 상태에서 질소의 화학적 불활성과 결합된 질소로서 다른 원소와 화합물에서 질소의 배타적인 역할이 명확해졌습니다. 그 이후로 공기 질소의 "결합"은 화학의 가장 중요한 기술적 문제 중 하나가 되었습니다.

자연의 보급. 질소는 지구상에서 가장 흔한 원소 중 하나이며, 대부분(약 4'1015톤)이 대기 중에 자유 상태로 농축되어 있습니다. 공기 중 유리 질소(N2 분자 형태)는 78.09부피%(또는 75.6질량%)이며, 암모니아와 산화물 형태의 미량 불순물은 제외됩니다. 암석권의 평균 질소 함량은 1.9'10-3질량%입니다.

천연 질소 화합물. - 염화암모늄 NH4Cl 및 다양한 질산염(초석 참조) 초석의 대량 축적은 건조한 사막 기후(칠레, 중앙아시아)의 특징입니다. 오랫동안 질산염은 산업용 질소의 주요 공급원이었습니다(현재는 공기 질소와 수소로부터 암모니아를 산업적으로 합성하는 것이 질소 고정에 가장 중요합니다). 소량의 고정 질소는 석탄(1~2.5%)과 석유(0.02~1.5%)뿐만 아니라 강, 바다, 바다에서도 발견됩니다. 질소는 토양(0.1%)과 살아있는 유기체(0.3%)에 축적됩니다.

"질소"라는 이름은 "생명을 유지하지 못한다"는 의미이지만 실제로는 생명에 필수적인 요소입니다. 동물과 인간의 단백질에는 16~17%의 질소가 포함되어 있습니다. 육식 동물의 유기체에서는 초식 동물의 유기체와 식물에 존재하는 단백질 물질이 소비되어 단백질이 형성됩니다. 식물은 토양에 함유된 질소 성분(주로 무기물)을 동화시켜 단백질을 합성합니다. 공기 중의 유리 질소를 질소 화합물로 전환할 수 있는 질소 고정 미생물 덕분에 상당한 양의 질소가 토양에 유입됩니다.

자연에는 미생물이 주요 역할을 하는 질소 순환(니트로피화, 탈질화, 질소 고정 등)이 있습니다. 그러나 식물이 토양에서 엄청난 양의 고정 질소를 추출한 결과(특히 집약적인 농업으로 인해) 토양의 질소가 고갈됩니다. 질소 결핍은 거의 모든 국가의 농업에서 일반적이며, 축산업에서도 질소 결핍이 관찰됩니다(“단백질 기아”). 이용 가능한 질소가 부족한 토양에서는 식물이 잘 자라지 않습니다. 질소비료와 동물에게 단백질을 공급하는 것은 농업을 발전시키는 가장 중요한 수단입니다. 인간의 경제 활동은 질소 순환을 방해합니다. 따라서 연료를 태우면 대기가 질소로 풍부해지며, 비료를 생산하는 공장에서는 공기 중의 질소를 결합시킵니다. 비료와 농산물을 운반하는 것은 질소를 지구 표면에 재분배합니다.

질소는 태양계에서 수소, 헬륨, 산소에 이어 네 번째로 풍부한 원소입니다.

동위원소, 원자, 분자. 천연 질소는 14N(99.635%)과 15N(0.365%)의 두 가지 안정 동위원소로 구성됩니다. 15N 동위원소는 화학 및 생화학 연구에 표지된 원자로 사용됩니다. 질소의 인공 방사성 동위원소 중에서 13N의 반감기가 가장 길고(T1/2 - 10.08분) 나머지는 매우 짧습니다. 대기의 상층에서는 우주 방사선의 중성자의 영향으로 14N이 방사성 탄소 동위원소 14C로 변합니다. 이 과정은 14C를 생산하기 위한 핵반응에도 사용됩니다. 질소 원자의 외부 전자 껍질. 5개의 전자로 구성됩니다(한 쌍의 전자쌍과 3개의 짝을 이루지 않은 전자 - 구성 2s22p3). 대부분 질소입니다. 화합물에서는 짝을 이루지 않은 전자로 인해 3-공유결합입니다(암모니아 NH3에서처럼). 비공유 전자쌍의 존재는 또 다른 공유 결합의 형성으로 이어질 수 있으며, 질소는 4-공유 결합이 됩니다(암모늄 이온 NH4+에서처럼). 질소 산화 상태는 +5(N2O5에서)부터 -3(NH3에서)까지 다양합니다. 정상적인 조건, 즉 자유 상태에서 질소는 N2 분자를 형성하며, 여기서 N 원자는 세 개의 공유 결합으로 연결됩니다. 질소 분자는 매우 안정적입니다. 원자로의 해리 에너지는 942.9 kJ/mol(225.2 kcal/mol)이므로 약 3300°C의 온도에서도 해리 정도는 질소입니다. 0.1% 정도에 불과하다.

물리적, 화학적 특성. 질소는 공기보다 약간 가볍습니다. 밀도 1.2506 kg/m3 (0°C 및 101325 n/m2 또는 760 mm Hg에서), 녹는점 -209.86°C, 끓는점 -195.8°C. A. 액화하기 어려움: 임계 온도는 매우 낮고(-147.1 °C) 임계 압력은 3.39 Mn/m2(34.6 kgf/cm2)로 높습니다. 액체 질소의 밀도는 808kg(m3)입니다. 질소는 산소보다 물에 덜 용해됩니다. 0°C에서 23.3g의 질소는 1m3의 H2O에 용해됩니다. 질소는 물보다 일부 탄화수소에 더 잘 용해됩니다.

질소는 상대적으로 낮은 온도로 가열될 때 리튬, 칼슘, 마그네슘과 같은 활성 금속과만 상호 작용합니다. 질소는 고온 및 촉매 존재 하에서 대부분의 다른 원소와 반응합니다. 질소와 산소의 화합물 N2O, NO, N2O3, NO2 및 N2O5는 잘 연구되었습니다. 이들로부터 원소의 직접적인 상호작용(4000°C) 동안 NO 산화물이 형성되며, 냉각 시 이산화질소(NO2)로 쉽게 산화됩니다. 대기 중에는 대기 방전 중에 질소 산화물이 형성됩니다. 또한 질소와 산소의 혼합물을 전리 방사선에 노출시켜 얻을 수도 있습니다. 무수질소 N2O3와 무수질소 N2O5를 물에 용해시키면 각각 아질산 HNO2와 질산 HNO3가 생성되어 염(아질산염과 질산염)을 형성합니다. 질소는 고온과 촉매 존재에서만 수소와 결합하여 암모니아 NH3가 형성됩니다. 암모니아 외에도 수소와 질소의 수많은 다른 화합물, 예를 들어 히드라진 H2N-NH2, 디이미드 HN-NH, 질산 HN3(H-N-N°N), 옥타존 N8H14 등이 알려져 있습니다. 대부분의 질소 및 수소 화합물은 유기 유도체 형태로만 분리됩니다. 질소는 할로겐과 직접 상호 작용하지 않으므로 모든 할로겐화 질소는 불소가 암모니아와 반응할 때 불화 질소 NF3-와 같이 간접적으로만 얻어집니다. 일반적으로 할로겐화질소는 안정성이 낮은 화합물입니다(NF3 제외). NOF, NOCI, NOBr, N02F 및 NO2CI와 같은 질소 옥시할로겐화물이 더 안정적입니다. 질소는 황과 직접 결합하지 않습니다. 질소 황 N4S4는 액체 황과 암모니아의 반응의 결과로 얻어집니다. 뜨거운 코크스가 질소와 반응하면 시아노겐(CN)이 생성됩니다.;. 아세틸렌 C2H2와 함께 질소를 1500°C로 가열하면 시안화수소 HCN을 얻을 수 있습니다. 고온에서 질소와 금속의 상호 작용은 질화물(예: Mg3N2)을 형성합니다.

요소의 유사점:

원자의 외부 전자층의 동일한 구조 ns 2 np 3;

P-요소;

더 높은 마을 영형. +5와 같음;

낮은 s. 영형. -3과 같습니다(Sb 및 Bi의 경우 특징이 없음).

그룹 V의 주요 하위 그룹의 요소의 경우 그룹 이름 "pnictogens"가 때때로 사용되며 "할로겐" 및 "칼 코겐"이라는 용어와 유사하게 도입되고 인 P 및 질소 N 요소의 기호에서 파생됩니다.

원자의 원자가 상태

P, As, Sb, Bi 원자의 경우 2가지 원자가 상태가 가능합니다.

기본 ns 2 np 3

뿔의 ns 1 np 3 nd 1

질소와 하위 그룹의 다른 원소의 차이점

1. 질소 원자의 외부 전자층에는 d-오비탈이 없기 때문에 교환 메커니즘에 따라 질소 원자에 의해 형성된 공유 결합의 수는 3개를 초과할 수 없습니다.

2. 질소 원자의 2s 하위 준위에 고립 전자쌍이 존재하면 공여체-수용체 메커니즘을 통해 공유 결합을 형성할 수 있습니다. 따라서 N의 가장 높은 원자가는 IV입니다.

3. 산소가 있는 화합물에서 질소는 +1, +2, +3, +4, +5의 산화 상태를 나타냅니다.

원소의 성질과 원소가 형성하는 물질의 수직적 변화

할로겐 및 칼코겐과 달리 V족의 주요 하위 그룹에는 핵의 전하와 원자 반경이 증가함에 따라 원소와 이들이 형성하는 단순 물질의 특성에 더 극적인 변화가 있습니다.

수소 화합물 EN 3

V족의 주요 하위 그룹의 원소는 수소와 함께 휘발성 화합물을 형성하며, 이는 독특한 냄새가 나는 유독 가스입니다. 그들은 강력한 환원제입니다. VII 및 VI 족의 비금속 수소 화합물과 달리 수용액에서 H + 이온을 형성하지 않습니다. 즉 산성 특성을 나타내지 않습니다.