Строение атомов химических элементов. Закономерности в изменении свойств химических элементов и их соединений в зависимости от строения их атомов

Согласно ядерной модели Резерфорда, атом состоит из положительно заряженного ядра, окружённого отрицательно заряженными электронами.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Заряд ядра определяется числом протонов в ядре.

Атомный номер равен числу Z протонов в ядре.

Массовое число А равно суммарному числу протонов (Z) и (N) в атомном ядре.

Химический элемент – это определённый вид атомов с одинаковым зарядом ядра и, следовательно, с одинаковым атомным номером.

Согласно модели атома Нильса Бора, электроны движутся по орбиталям согласно их энергии. Каждая орбиталь (уровень) состоит из подуровней, таким образом, строение атомов изображают следующим образом для элементов I и II периода:

₁H 1s¹ ₃Li 1s²2s¹ … ₉F 1s²2s²2p⁵

₂He 1s² ₄Be 1s²2s² … ₁₀Ne 1s²2s²2p⁶

С увеличением числа электронов на последнем уровне, радиус атома в периоде уменьшается и, следовательно, увеличивается электроотрицательность атома (то есть способность присоединять электроны). В III периоде, эта закономерность (способность легко отдавать электроны) снижается, но нарастает способность присоединять недостающие электроны.

Для IV периода:

₁₄K 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ (самый активный металл IV периода)

₃₂Ge 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p² (амфотерный элемент)

₃₅Br 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵ (самый активный неметалл IV периода)

₃₆Kr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶ (инерный газ)

В больших периодах с увеличением порядкового номера изменяются свойства атомов от металлических через амфотерные к неметаллическим (снижается восстановительная и возрастает окислительная способность атомов).

В группах сверху вниз с ростом радиуса атома ослабевает энергия связи электронов с ядром, то есть растёт восстановительная способность атомов и уменьшается окислительная.

Например: IV группа – ₆С… 2s²2p² –неметалл, ₈₂Pb…6s²6p² – металл. В группах объединены элементы со сходным строением атома ₆C…2s²2p⁶, ₈₂Pb…6s²6p² и, следовательно, со сходными свойствами.