Периодический закон как основа химической систематики Виды аналогий

Периодический закон как основа химической систематики Виды аналогий

Групповая, типовая, слоевая аналогии. Электронная аналогия и кайносимметрия N [He] 2 s 22 p 3 P [Ne] 3 s 23 p 3 V [Ar] 4 s 23 d 3 Nb [Kr] 5 s 14 d 4 Sb [Kr] 4 d 105 s 25 p 3 Ta [Xe] 6 s 25 d 3 2 As [Ar] 3 d 104 s 24 p 3 Bi [Xe] 5 d 106 s 26 p 3

Типические элементы II и III периодов s p N 2 P 3 3 d

Переходные элементы. Контракционная аналогия. Вторичная периодичность Атомные орбитальные радиусы элементов 4

Горизонтальная аналогия. Внутренняя периодичность Изменение первого потенциала ионизации для элементов второго периода 5

Горизонтальная аналогия. Внутренняя периодичность Зависимость металлических радиусов элементов от их порядкового номера 6

Горизонтальная аналогия • Аналогия в триадах VIIIB-группы Fe — Co — Ni Ru — Ph — Pd Os — Ir — Pt • Аналогия элементов 2 -ой семерки лантаноидов (Tb — Lu) Ho — Er — Tm • Аналогия элементов 2 -ой семерки актинидов (кюриды) • Аналогия p-элементов больших периодов (Ge — As, Pb — Bi) 7

Диагональная аналогия Зависимость электроотрицательности (а) и орбитальных радиусов (б) элементов 2 -го и 3 -го периодов от порядкового номера а 8 б

Диагональная аналогия В широком смысле – сходство общего химического характера элементов Li Be Mg 2 Li + ½ O 2 = Li 2 O Mg + ½O 2 = Mg. O 3 Li + ½N 2 = Li 3 N 3 Mg + N 2 = Mg 3 N 2 Гидроксиды Li и Mg – плохо растворимы в H 2 O 9 B Al [Be(OH)4]2– [Al(OH)4]– [Al(OH)6 ]3– Гидриды не солеобразны Be. H 2 – полимер Al. H 3 – димер Si B 2 H 6, Si. H 4 B 2 O 3, Si. O 2 Кислотный характер оксидов и гидроксидов. Стеклообразование оксидов, образование полимерных структур

Диагональная аналогия В узком смысле – близость атомных радиусов, изоморфное замещение Прямая или нисходящая аналогия Na Sc Ca V Ti Zr Mo Nb Обратная или восходящая аналогия As Fe. S 2 пирит 10 S Sb Fe. As 2 лелленгит Se Bi Te Fe. As. S арсенопирит

Простые вещества

Особенности • Отсутствуют эффекты, связанные с разностью электроотрицательностей, реализуются либо металлические, либо неполярные ковалентные связи • Отсутствует понятие «состав» элемент простое вещество кислород – O 2 углерод – С алмаз – С, графит – С железо – Fe • Граница Цинтля проходит между IIIA и IVA группами, отделяет элементы с дефицитом электронов от элементов с их достаточным количеством. • Кристаллохимическое правило Юм-Розери 8 – N 12

СТРУКТУРЫ • IVА группа С (алмаз) • к. ч. = 8 – 4 = 4 sp 3 -гибридизация 13

СТРУКТУРЫ • VА группа As, Sb, Bi • к. ч. = 8 – 5 = 3 sp 2 -гибридизация 14

СТРУКТУРЫ • VIА группа S, Se, Te • к. ч. = 8 – 6 = 2 sp-гибридизация 15 Sn S 8

СТРУКТУРЫ • VIIА группа Cl 2, Br 2, I 2 • к. ч. = 8 – 7 = 1 молекулярная решетка 16

СТРУКТУРЫ • VIIIА группа кристаллы благородных газов • к. ч. = 8 – 8 = 0 одноатомные молекулы 17

Исключения из правила 8 – N • Pb, Bi, Po. Валентные электроны могут попадать на вакантные 6 d-орбитали, возникают плотноупакованные структуры с металлическим типом связи. • B – неметаллические свойства, обусловленные кайносимметричностью 2 p-орбитали. Дефицит валентных электронов, в кристаллических модификациях их обобществление, ограниченное локальными атомными группами. Структурный элемент – икосаэдр. 18

• Диагональная граница между металлами и неметаллами проходит от B к At между элементами: B – Al, Si – Ge, As – Sb, Te – Po. 19 • Al, Ga, In, Sb, As – расположены вблизи диагональной границы и одними свойствами напоминают металлы, по другим – неметаллы.

Физические свойства простых веществ

Молярный объем • Зависимость молярного объема гомоатомных соединений от порядкового номера элементов 21

Энтальпия атомизации • Зависимость энтальпии атомизации гомоатомных соединений от порядкового номера элементов 22

Температура плавления • Периодичность в изменении температур плавления гомоатомных соединений 23

Температура плавления 24

Энергии диссоциации двухатомных молекул гомоатомных соединений 25

Химические свойства простых веществ

Ca(OH)2 + H 2 SO 4 = Ca. SO 4 + 2 H 2 O Ca. O + H 2 SO 4 = Ca. SO 4 + H 2 O Ca(OH)2 + SO 3 = Ca. SO 4 + H 2 O Ca. O + SO 3 = Ca. SO 4 27 Ca + H 2 SO 4 = Ca. SO 4 + H 2