Элементүүдийн үелэх хүснэгтийн талаарх жишээ асуултууд
Үелэх систем гэгддэг үелэх хүснэгт нь химийн хамгийн үндсэн хэрэгслүүдийн нэг бөгөөд элементүүдийн шинж чанар болон тэдгээрийн хоорондын хамаарлыг ойлгоход тусалдаг. Үелэх хүснэгтийг бүрэн ойлгох нь материалын шинжилгээнээс эхлээд нэгдлүүдийн синтез хүртэл химийн өргөн хүрээний хэрэглээнд үнэлж баршгүй ач холбогдолтой байж болно. Энэ нийтлэлд таны ойлголтыг гүнзгийрүүлэхийн тулд хэд хэдэн жишээ бодлого, үелэх хүснэгтийн талаарх цогц хэлэлцүүлгийг өгөх болно.
Элементүүдийн үелэх хүснэгтийн танилцуулга
Элементүүдийн үелэх хүснэгтийг анх 1869 онд Дмитрий Менделеев боловсруулсан. Менделеев элементүүдийг харьцангуй атомын массын өсөлт дээр үндэслэн цэгцэлж, химийн шинж чанаруудын үелэх хэв маягийг нээсэн. Түүнээс хойш үелэх хүснэгтийг олон удаа шинэчилсэн бөгөөд одоо атомын тоо өсөх буюу атомын цөм дэх протоны тоогоор ангилдаг.
Үелэх хүснэгтийн элементүүдийг бүлэг буюу босоо багана, үе буюу хэвтээ мөр болгон хуваадаг. Бүлгүүд нь ихэвчлэн ижил төстэй химийн шинж чанартай элементүүдийг заадаг бөгөөд үе нь эдгээр шинж чанарууд аажмаар нэмэгдэж байгааг заадаг.
Жишээ асуултууд болон хэлэлцүүлэг
Асуулт 1: Бүлэг ба үеийг тодорхойлох
Асуулт: Атомын дугаар нь 17-той элемент өгөгдсөн. Үелэх хүснэгтэд тухайн элементийн бүлэг болон үеийг тодорхойлно уу.
Хэлэлцүүлэг:
17 атомын дугаартай элемент нь хлор (Cl) юм. Үелэх хүснэгтийн элементийн бүлэг болон үеийг тодорхойлохын тулд бид түүний электрон тохиргоог судлах шаардлагатай.
Хлорын электрон тохиргоо нь:
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5 \]
Үелэх хүснэгтэд 3-р үеийн s ба p дэд бүрхүүлүүд нь:
– 3s^2: 3s дэд давхаргад 2 электрон байна
– 3p^5: 3p дэд давхаргад 5 электрон (3-р давхаргад нийт 7 электрон)
Тиймээс хлор нь 3-р үе ба VIIA бүлэгт (эсвэл орчин үеийн IUPAC-ийн дагуу 17-р бүлэгт, учир нь энэ нь 7 валентийн электронтой галоген бүлэгт багтдаг) багтдаг.
Хариулт:
Хлор нь VIIA (17) бүлэг болон 3-р үед багтдаг.
Асуулт 2: Үелэх хүснэгтийн байршилд үндэслэсэн химийн шинж чанарууд
Асуулт: Натри (Na) ба кали (K) яагаад ижил төстэй химийн шинж чанартай байдаг вэ?
Хэлэлцүүлэг:
Атомын дугаар 11-тэй натри (Na) болон атомын дугаар 19-тэй кали (K) хоёулаа үелэх хүснэгтийн нэг бүлэгт буюу шүлтийн металл гэгддэг IA бүлэгт (эсвэл IUPAC системийн дагуу 1) багтдаг.
Натрийн электрон тохиргоо нь:
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^1 \]
Калийн электрон тохиргоо нь:
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 \]
Хоёр элемент хоёулаа хамгийн гадна талын s-дэд давхаргадаа нэг электронтой тул энэ нь тэднийг өндөр урвалд оруулдаг бөгөөд нэг электроноо алдаж \( \text{M}^+ \) ион үүсгэх чадвар гэх мэт ижил төстэй химийн шинж чанартай байдаг.
Хариулт:
Натри ба кали нь хамгийн гадна талын s давхаргад нэг электронтой тул тэдгээр нь ижил төстэй химийн шинж чанартай байдаг.
Асуулт 3: Валентийн электроныг тодорхойлох
Асуулт: Атомын дугаар 14-тэй элемент хэдэн валентын электронтой вэ? Мөн элементийн бүлэг болон үеийг тодорхойлно уу.
Хэлэлцүүлэг:
Атомын дугаар 14-тэй элемент нь цахиур (Si) юм. Түүний электрон тохиргоо нь:
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2 \]
Валентийн электронууд нь хамгийн гаднах давхаргад байгаа электронууд бөгөөд энэ тохиолдолд 3-р давхарга юм:
– 3s^2: 2 электрон
– 3p^2: 2 электрон
Цахиурын валентийн электронуудын тоо нь 3s ба 3p дэд давхаргуудын нийлбэр буюу 4 электрон юм. Хамгийн гаднах давхаргадаа 4 электронтой тул Si нь IVA бүлэгт (эсвэл 14) багтдаг. Хамгийн гаднах дүүрсэн давхарга нь гурав дахь давхарга (3) тул Si нь 3-р үед байна.
Хариулт:
Цахиур нь 4 валентийн электронтой бөгөөд IVA (14) бүлэг болон 3-р үед багтдаг.
Асуулт 4: Атомын шинж чанарын үечилсэн чиг хандлага
Асуулт: Яагаад атомын радиус зүүнээс баруун тийш үе дамжин буурах хандлагатай байдаг вэ?
Хэлэлцүүлэг:
Үеийн туршид зүүнээс баруун тийш шилжихэд цөм дэх атомын дугаар болон протоны тоо нэмэгддэг. Энэ нь цөм болон түүнийг хүрээлж буй электронуудын хоорондох Кулон таталтыг нэмэгдүүлдэг. Үүний үр дүнд электронууд цөмд илүү хүчтэй татагддаг бөгөөд энэ нь атомын радиусыг бууруулдаг.
Үүнээс гадна, электрон бүрхүүлийн тоо нь тухайн үеийн туршид ижил хэвээр байгаа тул цөмийн таталцлын өсөлтийг тэнцвэржүүлэх нэмэлт хамгаалалтын нөлөө байхгүй бөгөөд энэ нь электронуудыг цөмд илүү үр дүнтэй ойртуулдаг.
Хариулт:
Атомын радиус нь үе дамжин зүүнээс баруун тийш буурдаг, учир нь протоны тоог нэмэгдүүлэх нь электрон бүрхүүл нэмэхгүйгээр цөмийн электронууд дээрх таталцлыг нэмэгдүүлдэг.
Асуулт 5: Шинж чанарт үндэслэн элементүүдийг тодорхойлох
Асуулт: Элемент нь өрөөний температурт хий бөгөөд идэвхгүй бөгөөд VIIIA (18) бүлэгт багтдаг. Элемент болон түүний атомын дугаарыг тодорхойл.
Хэлэлцүүлэг:
Өрөөний температурт идэвхгүй бөгөөд VIIIA (18) бүлэгт багтдаг хийн элементүүд нь эрхэм хийн бүлэгт багтдаг. VIIIA (18) бүлгийн хувьд түгээмэл мэдэгдэж буй элементүүдийн нэг нь неон (Ne) юм.
Неоны электрон тохиргоо нь:
\[ \text{1s}^2 2s^2 2p^6 \]
Дээрх тохиргооноос харахад неоны бүх дэд бүрхүүлүүд бүрэн дүүрсэн тул маш тогтвортой, идэвхгүй болохыг харж болно. Ne нь 10 атомын дугаартай.
Хариулт:
Энэ элемент нь неон (Ne) бөгөөд атомын дугаар нь 10 юм.
Дүгнэлт
Элементүүдийн үелэх хүснэгтийг ойлгох нь химийг судлах, хэрэгжүүлэхэд чухал ач холбогдолтой. Электрон тохиргоо, үелэх хүснэгтийн чиг хандлага, бүлэг, үе зэрэг үндсэн ойлголтуудыг эзэмших нь бидэнд химийн олон талыг илүү үр дүнтэй эзэмших боломжийг олгодог. Жишээ бодлого, гүнзгий хэлэлцүүлгийн хамт энэхүү нийтлэл нь үелэх хүснэгт болон түүний химийн хэрэглээний талаарх таны ойлголтыг бэхжүүлэхэд тусална гэж найдаж байна.
