Физическая энциклопедия - периодическая система

элементов Д. И. Менделеева, система элементов, к-рая отражает периодич. закон Менделеева периодич. зависимость физ. и хим. св-в элементов от их ат. веса (в совр. формулировке от заряда ат. ядер элементов, равного ат. номеру элемента в П. с.). Так, элементы с порядковыми номерами Z=2, 10, 18, 36, 54 и 86 (разности ат. номеров 8, 8, 18, 18, 18) обладают сходными физ.

веса и сгруппировав элементы с аналогичными св-вами, предложил первую П. с. Разработанная им в 1871 «короткая форма периодич. таблицы», сходная с совр. П. с. элементов, получила широкое признание в 80-х гг., после того как были найдены нек-рые предсказанные Менделеевым элементы (в табл. для них были оставлены незаполненные клетки). Новое развитие П.

с. получила после открытия в кон. 19нач. 20 вв. радиоактивности. В 1913 англ. учёный Ф. Содди установил изотопию хим. элементов и показал, что именно по этой причине ат. веса имеют нецелочисленные значения; в том же году англ. физик Г. Мозли разработал эксперим. методы определения заряда ядер. Эти открытия окончательно подтвердили правильность расположения элементов в П.

с. и вызвали к жизни термин «ат. номер» и новую формулировку периодич. закона. Полное науч. объяснение П. с. получила на основе квантовой механики. Все известные хим. элементы образуют 8 вертикальных столбцов групп, обозначаемых вверху римскими цифрами, причём все группы содержат 2 подгруппы (напр., VII группа делится на подгруппы марганца и галогенов).

Номер группы в П. с. соответствует высшей положит. валентности элемента. Св-ва элементов в группах и подгруппах с ростом ат. номера изменяются закономерно. Так, в подгруппе щелочных металлов (1а) увеличение Z сопровождается повышением хим. активности, тогда как в подгруппе галогенов (VIIa) наблюдается обратная картина. Горизонтальные ряды П.

с. называют периодами (их всего 7) и обозначают арабскими цифрами. Внутри каждого периода наблюдается б. или м. равномерный переход от активных металлов, через менее активные металлы и слабоактивные неметаллы к очень активным неметаллам и, наконец, к инертным газам. В каждом периоде, начиная с 4-го, между II и III группой находятся ряды переходных элементов • металлов со сходными хим.

св-вами; 15 переходных элементов 6-го периода, практически неразличимые по св-вам, наз. лантаноидами (или редкоземельными элементами). Аналогичный ряд очень сходных металлов актиноидов имеется в 7-м периоде. Структура П. с. полностью отвечает порядку заполнения электронных оболочек и слоев (см. АТОМ). Число хим. элементов в периоде равно числу эл-нов в слое, к-рое строго определено в соответствии с Паули принципом, запрещающим существование в атоме эл-нов в одинаковом квант.

значением l, содержит 2(2l+1) эл-нов. Макс. число эл-нов в слое с определённым n равно S2l=n-1l=0(2l+1). Т. о., замкнутая s-оболочка (l=0) содержит 2 эл-на, р-оболочка (s=1) 6 эл-нов, d-оболочка (Z=2) 10 эл-нов и т. д. Число же эл-нов в слоях (число элементов в периодах П. с.). , соответствующих n=1, 2, 3, . . ., 7 составляет 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Св-ва атомов элементов определяются числом эл-нов во внеш.

оболочке, поэтому элементы, имеющие одинаковое строение внешней оболочки, принадлежат к одной группе П. с. Элементы с замкнутыми внешними оболочками явл. инертными газами. Порядок заполнения электронных оболочек следует порядку расположения уровней энергии с данными n и l. Для лёгких элементов это соответствует заполнению сначала слоя с меньшим, а затем с большим значением n; внутри слоя сначала заполняется s-оболочка, затем р-оболочка и т.