Малюгина 4. Структура периодической системы

Группы и подгруппы

Малюгина 4. Структура периодической системы . Группы и подгруппы.

Периодическая система состоит из семи периодов, десяти рядов и восьми групп, каждая из которых делится на главную и побочную подгруппы.

Группа периодической системы химических элементов (ПСХЭ) — вертикальный ряд химических элементов, расположенных по возрастанию заряда атомного ядра, которые имеют одинаковую высшую валентность в их соединениях, равную номеру группы. Номер группы указывается римской цифрой.

Рис.1. Группы ПСХЭ

Например, атом натрия (Z=11) имеет высшую валентность I, т. к расположен в I группе ПСХЭ, а атом хлора (Z=17) – VII, т. к. расположен в VII группе.

Например, все элементы II группы имеют высшую валентность II, поэтому формула высших оксидов элементов II периода в общем виде RO (MgO, CaO, BaO, ZnO и т. п.). Все элементы IV периода проявляют высшую валентность равную IV, поэтому формула высших оксидов элементов IV периода в общем виде RO2 (CO2, SiO2, TiO2, GeO2, и т. п.).

Иключения составляют элементы, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Номер группы	Элементы	Высшая валентность
I	Cu Au	II III
VI	O	II
VII	H F	I I

В короткопериодном варианте периодической системы группы подразделяются на подгруппы — главные (или подгруппы A) и побочные (подгруппы В).

Главные подгруппы начинаются с элементов первого и второго периодов, побочные – с элементов IV периода.

Главная подгруппа содержит элементы малых и больших периодов. Побочная подгруппа содержит элементы только больших периодов.

Рис. 2. Главная и побочная подгруппа 1 группы

периодической системы

Рис. 3. Некоторые главные подгруппы ПСХЭ

Рис. 4. Некоторые побочные подгруппы ПСХЭ

В периодической системе - 8 главных и 10 побочных подгрупп (I – VII группы делятся на две подгруппы – главную и побочную). VIII группа состоит из одной главной (инертные газы) и трех побочных (подгруппа железа, подгруппа кобальта и подргуппа никеля).

Подгруппы также имеют названия по элементу с наименьшим порядковым номером (как правило, по элементу второго периода для главных подгрупп и элементу четвёртого периода для побочных подгрупп).

Например:

Номер подгруппы	IA	IВ	VIА	VIIА	VIIIА
Название	Щелочные металлы	Подгруппа меди	Подгруппа кислорода	Галогены	Инертные элементы или благородные газы

Элементы одной подгруппы обладают сходными химическими свойствами, т. к. элементы подгрупп сходны между собой по строению внешнего электронного уровня.

Закономерные изменения, наблюдаемые в главных подгруппах.

В каждой главной подгруппе сверху вниз происходит усиление металлических и ослабление неметаллических свойств, также усиливаются восстановительные и ослабевают окислительные свойства элементов и образуемых ими соединений.

Все элементы подочных подгрупп являются металлами.

Вопросы для самопроверки

1.  Из каких структурных элементов состоит периодическая система химических элементов.

2.  Что такое группа?

3.  Сколько групп в периодической системе химических элементов?

4.  Элементы каких периодов входят в главную подгруппу?

5.  Сколько подгрупп в периодической системе?

6.  Элементы каких периодов входят в побочные подгруппы?

7.  На сколько подгрупп делится каждая группа?

8.  Что общего у элементов одной группы?

9.  Что общего у элементов одной подгруппы?

10.  Как изменяются свойства элементов главных подгрупп сверху вниз?

11.  Какими свойствами обладают элементы побочных подгрупп?

12.  Какая группа содержит одну главную и три побочных подгруппы?

Посмотреть ответ

1.  Из периодов, рядов, групп и подгрупп.

2.  Группа — вертикальный ряд химических элементов, расположенных по возрастанию заряда атомного ядра, которые имеют одинаковую высшую валентность в их соединениях, равную номеру группы.

3.  Восемь.

4.  Малых и больших. Главная подгруппа начинается элементом малого периода (I или II). См. рис 3.

5.  Десять.

6.  Только больших. Главная подгруппа начинается с элемента IV периода. См. рис 4.

7.  I – VII группы делятся на две подгруппы – главную и побочную. VIII группа состоит из одной главной – инертные газы и трех побочных: подгруппа железа, подгруппа кобальта и подргуппа никеля.

8.  Как правило, высшая валентность элементов. Она равна номеру группы, в которой находится элемент.

9.  Химические свойства, т. к. элементы подгрупп сходны между собой по строению внешнего электронного уровня.

10.  В каждой главной подгруппе сверху вниз происходит усиление металлических и ослабление неметаллических свойств, также усиливаются восстановительные и ослабевают окислительные свойства элементов и образуемых ими соединений.

11.  Металлическими.

12.  Восьмая.

Задачи для самостоятельного решения.

1.  В какой группе и подруппе находятся элементы с порядковыми номерами 6, 40, 26, 53, 80? Укажите их символ, русское название, относительную атомную массу.

2.  Напишите символ, название, порядковый номер элемента и относительную атомную массу элемента, который находится: а) в III периоде, главной подгруппе VI группы; б) в V периоде, побочной группе II группы; в) в VI периоде, главной подгруппе IV группы;

г) в IV периоде, побочной группе VII группы.

3.  Напишите символы, названия и порядковые номера всех элементов малых периодов, которые находятся в главной подгруппе IV группы.

4.  Напишите символы, названия и порядковые номера всех элементов, которые находятся в побочной подгруппе II группы.

5.  Какие элементы главной подгруппы V группы являются элементами больших периодов? Напишите их символы, русские названия и порядковые номера.

6.  Какой элемент: кальций или барий имеет более выраженные металлические свойства и почему?

7.  Какой элемент: сера или кислород имеет более выраженные неметаллические свойства и почему?

8.  Какой элемент VII группы главной подгруппы является самым активным неметаллом? Почему?

9.  Какой элемент I группы главной подгруппы является самым активным металлом? Почему?

10.  В каких группах периодической системы все элементы являются металлами?

11.  В какой группе всего один неметалл?

12.  В каких группах периодической системы все элементы являются неметаллами?

13.  Напишите форм, 25, 48, 13, в которых эти элементы имеют высшую валентность.

14.  Напишите формулы оксидов всех элементов IV группы главной подгруппы, в которых эти имеют высшую валентность.

Посмотреть ответ

1.	Порядковый номер	6	40	26	53	80
	Символ элемента	C	Zr	Fe	I	Hg
	Номер группы, подгруппа	VIA	IVВ	VIIIВ	VIIА	IIВ
	Русское название	углерод	цирконий	железо	иод	ртуть
	Относительная атомная масса	12	91	56	127	201

2.	Условия (координаты клетки)	Порядковый номер	Символ	Русское название
	III период, главная подгруппа VI группы	16	S	сера
	V период, побочная группа II группы;	30	Zn	цинк
	VI период, главная подгруппа IV группы	82	Pb	свинец
	IV период, побочная группа VII группы.	25	Mn	марганец

3. Малые периоды I – III. В главную подгруппу IV группы из элементов малых периодов входят углерод C (Z=6) и кремний Si (Z=14).

4. Побочная подгруппа II группы: цинк Zn (Z=30), кадмий Cd (Z=48), ртуть Hg (Z=80) См. рис.4

5. Большие периоды IV – VII. В главную подгруппу V группы из элементов больших периодов входят входят мышьяк As (Z= 33), сурьма Sb (Z= 51), висмут Bi (Z= 83).

6. Барий. Смотрим ПСХЭ. Элементы находятся в одной главной подгруппе, а в главной подгруппе сверху вниз происходит усиление металлических свойств. Барий расположен ниже, чем кальций.

7. Кислород. Смотрим ПСХЭ. Элементы находятся в одной главной подгруппе, а в главной подгруппе сверху вниз происходит ослабление неметаллических свойств. Кислород расположен выше, чем сера.

8. Фтор. Смотрим ПСХЭ. В главной подгруппе сверху вниз происходит ослабление неметаллических свойств. Самый активный неметалл стоит в начале группы.

9. Франций. В главной подгруппе сверху вниз происходит усиливаются металлические свойства. Самый активный металл стоит в конце каждой группы.

10. I (если не считать водород, т. к. его положение неоднозначно) и II.

11. В III.

12. Такой группы нет, потому что все группы содержат побочные подгруппы, а все элементы побочных подгрупп – металлы.

13.	Следует по ПСХЭ определить номер группы. Высшая валентность = номеру группы.
Порядковый номер	16	14	25	48	13
Символ элемента	S	Si	Mn	Cd	Al
Номер группы, подгруппа	VI	IV	V	II	III
Валентность	VI	IV	V	II	III
Формула оксида	SO3	SiO2	Mn2O7	CdO	Al2O3

14. Все элементы IV группы главной подгруппы имеют одинаковую валентность, равную номеру группы. Следовательно, общая формула оксидов этих элементов RO2, где R – это любой элемент IVА группы: СO2, SiO2, GeO2, SnO2, PbO2