Атомдук түзүлүш жана элементтердин мезгилдик системасы
Pendahuluan
Химия дүйнөсүндө атомдун түзүлүшүн жана элементтердин мезгилдик системасын түшүнүү абдан маанилүү. Бул эки аспектини терең түшүнүү окумуштууларга заттын ар кандай касиеттерин жана жүрүм-турумун түшүндүрүүгө мүмкүндүк берет. Күнүмдүк жашоодогу тажрыйбаларды, себептерди жана мыйзам ченемдүүлүктөрдү түшүнүү бизге ааламдагы химиялык реакцияларды, физикалык касиеттерди жана элементтердин жүрүм-турумун алдын ала айтууга мүмкүндүк бергендей эле, атомдун түзүлүшүн жана мезгилдик системасын түшүнүү бизге ааламдагы элементтердин химиялык реакцияларын, физикалык касиеттерин жана жүрүм-турумун алдын ала айтууга жардам берет.
Атомдук түзүлүш
Атомдор – айланабыздагы бардык нерсени түзгөн заттын негизги бирдиктери. Атомдор үч негизги субатомдук бөлүкчөлөрдөн турат: протондор, нейтрондор жана электрондор. Протондор жана нейтрондор ядрону түзөт, ал эми электрондор ядронун айланасында электрондук булуттагы белгилүү орбиталарда айланышат.
протон
Протондор – атомдун ядросунда жайгашкан оң заряддуу бөлүкчөлөр. Ядродогу протондордун саны элементтин өздүгүн, анын атомдук номерин аныктайт. Мисалы, көмүртек атомунда алты протон, ал эми кычкылтекте сегиз протон бар. Протондордун массасы бир атомдук масса бирдигине (u) жакын.
нейтрон
Нейтрондор – атом ядросунда кездешкен зарядсыз бөлүкчөлөр. Алардын массасы протондордукундай эле. Алар атомдук зарядга таасир этпесе да, ядродогу нейтрондордун саны атомдун туруктуулугуна таасир этип, анын изотопторун аныктай алат. Изотоптор – бул протондордун саны бирдей, бирок нейтрондордун саны ар башка болгон элементтин варианттары.
Электрон
Электрондор – атом ядросун белгилүү бир орбиталарда же энергия деңгээлдеринде айланган терс заряддуу бөлүкчөлөр. Электрондордун массасы протондор менен нейтрондорго салыштырмалуу өтө аз. Атомдун ичиндеги электрондордун жайгашуусу же электрондук конфигурациясы ал элементтин химиялык касиеттерин аныктайт. Эң сырткы электрондор (валенттик электрондор) химиялык байланыштардын пайда болушунда чечүүчү ролду ойнойт.
Атомдук модель
Байыркы доорлордон бери окумуштуулар атомдордун түзүлүшүн түшүндүрүү үчүн ар кандай моделдерди иштеп чыгышкан. Далтондун жөнөкөй атомдук моделинен тартып, электрондорду "мейиз булочкалары" деп элестеткен Томсондун атомдук теориясына жана атом ядросу түшүнүгүн киргизген Резерфорддун моделине чейин. Бүгүнкү күндө эң кеңири кабыл алынган заманбап атомдук модель - Эрвин Шредингер жана Вернер Гейзенберг тарабынан киргизилген кванттык механикалык модель.
Кванттык механиканын модели
Кванттык механикалык модель атомдун Бор моделинин өркүндөтүлүшү болуп саналат. Бул моделде электрондор белгилүү бир орбиталарда эмес, үч өлчөмдүү мейкиндикте электронду табуу ыктымалдыгын аныктоочу математикалык функциялар болгон орбиталдарда кыймылдашат. Бул орбиталдардын ар кандай формалары жана энергиялары бар, алар субкабыкчалар (s, p, d, f) деп аталат.
Элементтердин мезгилдик системасы
Мезгилдик система же мезгилдик система – бул элементтердин атомдук санына, электрондук конфигурациясына жана химиялык касиеттерине негизделген тизмеги. Бүгүнкү күндө биз билген мезгилдик система ар кандай изилдөөчүлөрдүн, айрыкча Дмитрий Менделеев менен Генри Мозлинин өркүндөтүүлөрүнүн натыйжасы.
Мезгилдик системанын тарыхы
Дмитрий Менделеев 1869-жылы атомдук салмагына (атомдук масса) жана химиялык касиеттерине таянып, мезгилдик таблицаны биринчи жолу түзгөн орус химиги болгон. Менделеев ачыла элек элементтердин бар экенин жана алардын таблицадагы ордун алдын ала айткан, кийинчерээк бул туура экени далилденген. Кийинчерээк Генри Мозли Менделеевдин таблицасын элементтерди атомдук саны (протондордун саны) боюнча так жайгаштыруу менен тактаган.
Мезгилдик системанын түзүлүшү
Мезгилдик система мезгилдерге жана топторго бөлүнөт.
мезгил
Период – мезгилдик системадагы горизонталдуу катар. Периоддогу элементтердин электрондук катмарларынын саны бирдей, 1ден (суутек жана гелий) 7ге чейин (трансуран элементтери).
Топ
Топ – мезгилдик системадагы вертикалдуу тилке. Топтун ичиндеги элементтердин валенттүүлүк электрондорунун конфигурациясы бирдей, бул алардын химиялык касиеттерине окшош. Топтор эки чоң бөлүккө бөлүнөт: негизги топ (А тобу) жана өткөөл топ (В тобу).
Негизги класс
Негизги топторго 1 (IA) дан 18ге чейинки (VIIIA) топтор кирет, алар щелочтуу металлдар, щелочтуу жер металлдары, галогендер жана асыл газдар сыяктуу элементтерди камтыйт. Бул топтордогу ар бир элементтин химиялык касиеттери валенттүүлүк электрондорунун саны менен аныкталат.
– 1-топ: Щелочтуу заттар: суутек, литий, натрий, калий ж.б. камтыйт. Алар бир валенттүү электрону бар жогорку реактивдүү металлдар.
– 2-топ: Щелочтуу жер металлдары: бериллий, магний, кальций ж.б. камтыйт. Алар ошондой эле жогорку реактивдүү жана эки валенттик электронго ээ.
– 17-топ: Галогендер: Фтор, хлор, бром ж.б. камтыйт. Алар жети валенттик электрону бар жогорку реактивдүү металл эместер.
– 18-топ: Асыл газдар: Гелий, неон, аргон ж.б. камтыйт. Алар инерттүү жана сегиз толук валенттүү электрону бар болгондуктан, сейрек реакцияга киришет.
Өткөөл топ
Өткөөл топко 3төн 12ге чейинки топтордогу элементтер кирет, алар, адатта, катуулугу, электр жана жылуулук өткөрүмдүүлүгү жана жогорку эрүү температуралары сыяктуу өзгөчө физикалык касиеттерге ээ металлдар. Бул элементтердин d жана f катмарларында валенттик электрондору бар.
Элементтердин мезгилдик касиеттери
Элементтердин мезгилдик касиеттери – бул мезгилдик системадагы элементтердин жүрүм-турумундагы тенденциялар же үлгүлөр. Айрым маанилүү мезгилдик касиеттерге төмөнкүлөр кирет:
Атомдук радиус
Атом радиусу – бул ядродон эң сырткы электронго чейинки аралык. Атом радиусу мезгил боюнча солдон оңго карай азаят, анткени ядролук заряддын өсүшү электрондорду жакындатат. Бирок, электрондук катмарлардын кошулушунан улам атом радиусу топ боюнча жогорудан төмөн карай жогорулайт.
Иондоштуруу энергиясы
Иондоштуруу энергиясы - бул газ абалындагы атомдон электронду алып салуу үчүн талап кылынган энергия. Иондоштуруу энергиясы мезгил боюнча солдон оңго карай жогорулайт, анткени күчтүү ядролук заряд электрондорду күчтүүрөөк тартат. Тескерисинче, иондоштуруу энергиясы топ боюнча жогорудан төмөн карай төмөндөйт, анткени сырткы кабыктардагы электрондор ядродон алысыраак жана анча тыгыз байланышпаган.
Электротерстиктүүлүк
Электротерстик – бул атомдун химиялык байланышта электрондорду өзүнө тартуу жөндөмү. Электротерстик бир мезгил ичинде солдон оңго карай жогорулайт жана топ боюнча жогорудан төмөн карай төмөндөйт.
Электрондук жакындык
Электронго жакындык – бул атом электронду кабыл алганда пайда болгон энергиянын өзгөрүшү. Электронго жакындык мезгил ичинде солдон оңго карай терс, ал эми топ боюнча жогорудан төмөн карай аз терс болуп калат.
Корутунду
Атомдук түзүлүштү жана элементтердин мезгилдик системасын ар тараптуу түшүнүү химия үчүн абдан маанилүү. Атомдук түзүлүш субатомдук бөлүкчөлөрдүн негизги жайгашуусун жана касиеттерин түшүнүүгө мүмкүндүк берет, ал эми мезгилдик система элементтердин касиеттерин классификациялоо жана алдын ала айтуу үчүн негиз болуп саналат. Эки аспектини тең түшүнүү менен биз зат жөнүндө терең түшүнүккө гана ээ болбостон, ал билимди изилдөөдө, өнөр жайда жана технологияда колдонуу мүмкүнчүлүгүнө да ээ болобуз.
